简易自动化讲座
刊载日:2003年05月20日|类别:直线运动零件
第63回 驱动构造设计−8:滚珠丝杠的选择
返回一览关于滚珠丝杠的选择方法在FA电子产品目录(2003年5月发行)的1483页中有介绍。下面介绍一下滚珠丝杠选择计算相关的几点重要条件。
1. | 工件和滑台的质量(m)(驱动体的质量) | |
2. | 快进速度 | |
3. | 时间常数 |
在这里项目2、3决定了加速度的大小(α)。
由此可知,滚珠丝杠的选择与驱动体的质量(m)及其加速度(α)相关。
换言之,运动方程式(牛顿第二定律):F=m x α所产生的平动力,是选择适合滚珠丝杠的关键。
另外,驱动开始和停止时,驱动体的转动惯量(相当于回转运动的质量(m):)会发挥作用。
LCA设计者在整机设计阶段,需要考虑如何实现驱动体(m)的轻量化以及加速度(α)的低小化,给滚珠丝杠的选择留有一定的自由空间。
下面对FA电子产品目录第1483页滚珠丝杠选择中介绍的专业术语进行补充说明。
滚珠丝杠选择相关的专业术语说明
■ 容许转速:DN值
由滚珠直径D(mm)与轴转速N(rpm)的乘积来控制。通常DN值≦50000〜70000
■ 临界转速
当轴的角速度与轴系的弯曲固有振动频率一致时,便会引起共振现象(振动幅度增大),使偏振变大。最终导致轴类弯曲变形。把产生这种现象的轴的转速称为临界转速。
■(丝杠系)刚性
所谓刚性是用与弹性系数同单位的量纲来表示的。因此也可以以相同的含义来解释。如果将机构整理作为弹性系来考虑,则变形量(△)与负载(P)成正比关系,该比例常数的倒数称为刚性。
将上述机构体系作为弹性体的情况,该关系式被称为胡克定律,该比例常数即为弹性模量。
■ 时间常数
把从控制输入置为ON状态时起,到达到目标控制状态(产品目录上称之为电机的快进速度)为止的时间尺度作为调整时间的目标值。时间常数小,就意味着短时间内即可达到目标速度。即在控制上需要增大加速度。
下一讲介绍对于丝杠等直动机构、降低其运转・停止时载荷的控制方法。