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14噸六自由度平臺電動缸及伺服電機選型計算過程【詳細】

時間:2021-05-14 01:49 點擊次數:
       六自由度平臺14噸,行程1.5米,速度1000mm/s,加速度1g,對于這個六自由度模擬器需要的電動缸及伺服電機選型設計問題,我們做了詳細的分析講解。
TYT14噸六自由度平臺
TYT14噸六自由度平臺
問題1:

對六自由度電動缸的要求:
推力35000N,速度1000mm/s,行程1000mm,加速度1G。
 
1-1:TYT伺服電動缸基本參數
 
所選六自由度電動缸型號1:
缸的基本參數:額定推力35000N,絲桿導程40mm,行程1000mm;速比1
 TYT14噸六自由度平臺
 1-2:六自由度伺服電機的選型校核 
所選 電機扭矩373NM,轉速1500RPM,58.6KW
 

六自由度電動缸在滿載35000N下電機需要的電機扭矩:
 
額定推力35000N電機的額定扭矩(Nm)F=T*η*2π*1/L
 
T=FL/ η*2π*1=35*40/0.85*6.28*1=259NM
 
考慮電動缸內部效率放大1.2倍系數=259Nm*1.2=311Nm
考慮安全系數放大1.2倍系數=311*1.2=373Nm
 
六自由度伺服電機額定扭矩>(大于)電動缸需要的扭矩
所以,伺服電機選型可行
 
速度的校核:
為了實現最高速度1000mm/s , 電機的轉速為1500RPM ;
額定速度=3600(RPM)/(時間s)*(絲桿導程)={1500(RPM)/60(s)*40mm }/速比1 =1000mm/s;
最大速度=2500(RPM)/(時間s)*(絲桿導程)={2500(RPM)/60(s)*40mm }/速比1 =1666.6mm/s;
 
六自由度伺服電機功率計算:
實際上應該是考慮扭矩(轉矩),電機功率和轉矩計算公式。
   T = 9550P/n
  式中:
  P — 功率,kW;
  n — 電機的額定轉速,r/min;
  T — 轉矩,Nm。
P=T*N/9550=373*1500/9550=58.6KW
 
問題2六自由度部件選完這些部件后,你們用什么專業軟件進行建模,做哪些分析,這些分析是用來干嘛的,有啥輸入輸出;
采用:CAD、SolidWorks、ANSYS Workbenc、pro-E, ADAMS, MATLAB等軟件,建模分析,主要用來結構設計分析及平臺運動學分析。

問題3:六自由度需要自研哪些軟件用于支撐哪些設計分析,在整個設計里涉及到哪些算法在什么環節使用(不需要涉及算法設計,名稱就行);
設計分析里面目前我們沒有自研的軟件,采用的都是一些國外專業軟件,機械設計不涉及算法環境。

問題4:六自由度關于地基受力的分析是怎么做的。

三個地面支撐板,建議用化學螺栓與水泥地面連接。采用加強水泥(例如 C25 號)。地基的厚度和結構建議由當地專家對進行計算,很大部分依賴于當地的土質(巖石、沙地、泥土等)。除了地基的強度之外,地基的重量對模擬器的運行也很重要。一般來說,地基塊越重,運動系統頻率響應越高。



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