Pitanje: Inženjerstvo iza "rotatornih pokretača": odabir pravog obrtnog momenta za pneumatsko okretanje?

Odgovor: Odabir pravog obrtnog momenta za s masenim udjelom goriva ne većim od 50 kVA u skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za sve vrste vozila, koji se upotrebljavaju u proizvodnji vozila, potrebno je izračunati tri primarne rotacijske sile: statički obrtni moment (za prevladavanje gravitacije i vanjskog fizičkog otpora), dinamički obrtni moment (za ubrzanje Pneumatični rotirajući pokretači stvaraju obrtni moment pretvaranjem linearnog tlaka tekućine u rotacijsku silu. Dva primarna mehanizma su konstrukcije tipa stopala i šipke. Budući da je komprimirani zrak komprimiran, odabir pokretača s nedovoljnim obrtnim momentom rezultira sporim okretanjem, zaustavljanjem pod opterećenjem ili skakanjem. Inženjeri koji rade na projektiranju trebaju izračunati ukupni moment inercije i primijeniti sigurnosni faktor od 1,5 do 2,0 kako bi se osiguralo glatko i kontrolirano okretanje.

Uvod: Moć kontrolirane rotacije

U B2B industrijskoj automatizaciji, linearni pokret je samo pola priče. Mnogi automatizirani sustavi zahtijevaju da se dijelovi okreću, okreću, okreću ili zamahuju. Uobičajeni primjeri uključuju okretanje robotizirane držače za predaju dijela, okretanje ručke ventila na kemijskom cijevniku ili okretanje paketa 180 stupnjeva na brzom transportnom lancu.

Iako električni servomotori mogu obaviti ove zadatke, oni su često skupi, zahtijevaju složeni programiranje i ranjivi su na prašnjav, vlažan ili pranje okoliša. Pneumatski rotirajući pokretači pružaju snažnu, robusnu i vrlo ekonomičnu alternativu. Međutim, da bi se osigurala glatka rotacija bez zaustavljanja, inženjeri moraju razumjeti mehaničke principe izračunavanja obrtnog momenta. AIRWORK, vodeći proizvođač vrhunskih pneumatčkih komponenti, pruža inženjerska alata i robusne pokretače potrebne za pouzdano okretanje.

Inženjerstvo iza mehanizama rotirajućih aktuatora

Da bismo odabrali pravi obrtni moment, prvo moramo pogledati kako pokretač pretvara pritisak zraka u rotacijsku snagu. U industriji se koriste dva glavna dizajna:

• U ovom se obliku koriste jedan ili dva paralelna cilindarska cijevi. Stojci za pištone su dizajnirani kao pripremni stojak. Dok stisnuti zrak gura batine, stopala se klize preko kružnog zupčanika, što prisiljava izlazni os da se okreće. Aktori s rack-and-pinion motorima vrlo su popularni jer nude konstantan, visok obrtni moment tijekom cijelog kuta rotacije, vrlo su izdržljivi i omogućuju integrirano podešavanje kuta i otpuštanje na kraju poteza.
• Uređaji za upravljanje radionom: Ovaj kompaktni dizajn ima cilindričnu komoru koja sadrži središnju osovinu s zračenim krilom ili ventilom. Kad se stisnuti zrak usmjeri na jednu stranu komore, pritisne se direktno na lopatu, okretati osovinu. Vane aktuacije su vrlo kompaktne, lažne i praktički nemaju nikakve reakcije. Međutim, zbog toga što zrak može polako proći kroz jednostruki pečat, oni stvaraju manji obrtni moment i obično se koriste za lakše korisne terete.

Osnovna fizika veličine obrtnog momenta: tri komponente

Prilikom određivanja veličine aktuatora za B2B primjenu, ne gledajte samo na težinu korisnog opterećenja. Morate procijeniti tri različita dijela obrtnog momenta:

• U slučaju da je to potrebno za ispitivanje, u skladu s člankom 6. stavkom 2. To je obrtni moment potreban za držanje ili podizanje korisnog tereta protiv gravitacije. Ako se korisno opterećenje okreće u horizontalnoj ravni, obrtni moment gravitacije je nula. Međutim, ako se korisno opterećenje okreće vertikalno (poput vrata koja se okreće), gravitacija stvara značajan otporni obrtni moment koji varira s kutom.
• U slučaju da se ne primjenjuje presjek, to se može smatrati da je to u skladu s člankom 6. stavkom 2. To je obrtni moment potreban za ubrzanje rotacijske mase korisnog tereta od mirovanja do ciljne ugaonske brzine. To je određeno masnom raspodjelom opterećenja.
• U slučaju da je to potrebno za ispitivanje, u skladu s člankom 6. stavkom 2. To je otporna sila koju stvaraju vanjski ležajevi, vodila i unutarnji tesnici pokretača.

Korak po korak matematički vodič za veličinu

Da biste matematički izmerili aktuator, slijedite ovaj korak po korak inženjerski protokol:

• Korak 1: Izračunati moment inercije mase (I). Moment inercije predstavlja otpor tijela na rotacijsko ubrzanje. U skladu s člankom 3. stavkom 1. Za čvrstu pravougaonicu s masom m, širinom w i dužinom h, koja se okreće oko svoje središnje osi, formula je:

I = (1 / 12) x m x (w na kvadrat + h na kvadrat)

Za čvrsti cilindar mase m i polumjera r koji se okreće oko svoje središnje osi formula je:

I = 0,5 x m x (r na kvadrat)

U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za sve vrste vozila, u skladu s člankom 3. točkom (a) ovog članka, za koje se primjenjuje odredba o izloženosti, za koje se primjenjuje odredba o izloženosti, za koje se primjenjuje odredba o izloženosti,

• U slučaju da se ne primjenjuje presjek, to se može učiniti u skladu s člankom 6. stavkom 2. Pretpostavimo da vam je potrebno da se korisni teret okreće pod kutom teta (u radijanima) u ciljnom vremenu t (u sekundama), počevši od zaustavljanja. Pretpostavljajući jednako ubrzanje, formula je:

alfa = (2 x teta) / (t na kvadrat)

Na primjer, za okretanje 180 stupnjeva (što je pi ili 3,1416 radijana) za 1,0 sekunde:

• alfa = (2 x 3,1416) / (1,0 x 1,0) = 6,28 radijana po sekundi na kvadrat (rad/s na kvadrat).
• U slučaju da se u slučaju vozila ne primjenjuje presjek, to se može učiniti na temelju sljedećih metoda: Kada imate moment inercije (I) i ugalno ubrzanje (alfa), koristite Newtonov drugi zakon za rotaciju:

Ta = I x alfa

To vam daje obrtni moment (u Newton-metrima ili N-m) potreban isključivo za ubrzanje korisnog tereta.

• U slučaju da se u slučaju pojave pojačanja vozila ne primjenjuje dodatni faktor sigurnosti, to znači da se za svaki slučaj mora primijeniti dodatni faktor sigurnosti. Dodajte statički, dinamički i trenjski obrtni moment zajedno kako biste pronašli teoretski potrebni obrtni moment:

T ukupno = Ts + Td + Tf

U B2B strojarnici uvijek se primjenjuje sigurnosni faktor od najmanje 1,5 za jednostavne, dobro vođene vodonosne rotacije i 2,0 za vertikalne dizalice ili sustave podložne promjenjivom trenju. U slučaju da je to potrebno za ispitivanje, potrebno je utvrditi da je točno.

U slučaju da je to moguće, provjerite:

Praktični primjer veličine: Okretanje ploče za držalo

Izračunamo obrtni moment potreban za horizontalno okretanje čvrste čelika:

• U slučaju da je to moguće, za svaki proizvod koji je pod uvjetom da se upotrijebi u skladu s ovom Uredbom, potrebno je utvrditi:
• U slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće, u slučaju da je to moguće.
• Okretanje mete: 90 stupnjeva (1,57 radijana) za 0,5 sekunde.

Prvo izračunamo moment inercije (I):

• I = (1 / 12) x 4.0 kg x (0.2 na kvadrat + 0.1 na kvadrat) = 0.333 x (0.04 + 0.01) = 0.333 x 0.05 = 0.01665 kg x m na kvadrat.

Drugo, izračunamo ugaonsko ubrzanje (alfa):

• u slučaju da je to moguće, ispitni postupak može se provesti na sljedećem mjestu:

U slučaju da je to potrebno, izračunati se može i u slučaju da je to potrebno.

• Ta = 0,01665 kg x m na kvadrat x 12,56 rad/s na kvadrat = 0,209 N-m.

Budući da je to horizontalna rotacija, statički gravitacijski obrtni moment je nula. Pretpostavimo da je vanjsko trenje zanemarljivo. Primjenjujemo B2B sigurnosni faktor od 1,5:

• U slučaju da je to moguće, za svaki proizvod koji je pod uvjetom da se upotrijebi u skladu s člankom 6. stavkom 1.

Stoga moramo odabrati rotirajući AIRWORK pokretač koji je namijenjen za ispuštanje najmanje 0,314 N-m obrtnog momenta pri našem radnom pritisku od 5 bara.

Vrhunski rotirajući aktuatori iz AIRWORK-a

AIRWORK proizvodi sveobuhvatan asortiman pneumatskih rotornih upravljača, uključujući vrlo popularnu seriju MSQ i rotornih stolova. Naši pokretači imaju:

• Visoko vještači celi iz legirane čelika i štapovi za rukovanje ogromnim snagama šišanja.
• Dizajn dvostrukog pištona duplira izlazni obrtni moment uz održavanje kompaktnog otiska.
• "Sredstva za upravljanje" uključuju:
• U unutarnjim magnetnim pojasima za podršku preciznih čula ugala u čvrstom stanju za povrat pozicije PLC-a.

Zaključak: postići precizno okretanje pomoću zračne obrade

Izbor pravog obrtnog momenta je razlika između stroja koji se besprekorno okreće i stroja koji se zaustavlja ili silno vibrira. Uzimajući vremena za izračun masa momenta inercije, određivanje brzine ubrzanja i određivanje vrhunskih pokretača s rakom i žlijezde od AIRWORK-a, inženjeri dizajnera mogu osigurati glatko, pouzdano i energetski učinkovito rotirajuće kretanje.

Posjetite jzpnu.com kako biste pristupili našim besplatnim online kalkulatorima obrtnog momenta, preuzimali CAD crteže kompletnih rotirajućih aktuatora i savjetovali se s našim timom za tehničku podršku.