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14吨六自由度平台电动缸及伺服电机选型计算过程【详细】

时间:2021-05-14 01:49 点击次数:
       六自由度平台14吨,行程1.5米,速度1000mm/s,加速度1g,对于这个六自由度模拟器需要的电动缸及伺服电机选型设计问题,我们做了详细的分析讲解。
TYT14吨六自由度平台
TYT14吨六自由度平台
问题1:

对六自由度电动缸的要求:
推力35000N,速度1000mm/s,行程1000mm,加速度1G。
 
1-1:TYT伺服电动缸基本参数
 
所选六自由度电动缸型号1:
缸的基本参数:额定推力35000N,丝杆导程40mm,行程1000mm;速比1
 TYT14吨六自由度平台
 1-2:六自由度伺服电机的选型校核 
所选 电机扭矩373NM,转速1500RPM,58.6KW
 

六自由度电动缸在满载35000N下电机需要的电机扭矩:
 
额定推力35000N电机的额定扭矩(Nm)F=T*η*2π*1/L
 
T=FL/ η*2π*1=35*40/0.85*6.28*1=259NM
 
考虑电动缸内部效率放大1.2倍系数=259Nm*1.2=311Nm
考虑安全系数放大1.2倍系数=311*1.2=373Nm
 
六自由度伺服电机额定扭矩>(大于)电动缸需要的扭矩
所以,伺服电机选型可行
 
速度的校核:
为了实现最高速度1000mm/s , 电机的转速为1500RPM ;
额定速度=3600(RPM)/(时间s)*(丝杆导程)={1500(RPM)/60(s)*40mm }/速比1 =1000mm/s;
最大速度=2500(RPM)/(时间s)*(丝杆导程)={2500(RPM)/60(s)*40mm }/速比1 =1666.6mm/s;
 
六自由度伺服电机功率计算:
实际上应该是考虑扭矩(转矩),电机功率和转矩计算公式。
   T = 9550P/n
  式中:
  P — 功率,kW
  n — 电机的额定转速,r/min
  T — 转矩,Nm
P=T*N/9550=373*1500/9550=58.6KW
 
问题2六自由度部件选完这些部件后,你们用什么专业软件进行建模,做哪些分析,这些分析是用来干嘛的,有啥输入输出;
采用:CAD、SolidWorks、ANSYS Workbenc、pro-E, ADAMS, MATLAB等软件,建模分析,主要用来结构设计分析及平台运动学分析。

问题3:六自由度需要自研哪些软件用于支撑哪些设计分析,在整个设计里涉及到哪些算法在什么环节使用(不需要涉及算法设计,名称就行);
设计分析里面目前我们没有自研的软件,采用的都是一些国外专业软件,机械设计不涉及算法环境。

问题4:六自由度关于地基受力的分析是怎么做的。

三个地面支撑板,建议用化学螺栓与水泥地面连接。采用加强水泥(例如 C25 号)。地基的厚度和结构建议由当地专家对进行计算,很大部分依赖于当地的土质(岩石、沙地、泥土等)。除了地基的强度之外,地基的重量对模拟器的运行也很重要。一般来说,地基块越重,运动系统频率响应越高。



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