尘世天涯 发表于 2016-9-22 10:00:36

设计计算 之 直线导轨能力校核与寿命计算

本帖最后由 尘世天涯 于 2016-9-22 10:03 编辑

今天整理资料,发现了一份几年前做的计算,但到目前仍然不是非常自信,因此贴到论坛上,请各位大侠点评一下,顺便为我解惑,不胜感激

任务介绍:

如下图所示:三轴组成的龙门结构,其中Y轴一侧为直线模组,由伺服电机驱动,另一侧考虑成本使用了直线导轨
Z轴为气缸,总重量4.4Kg,Y轴移动时的加速度为4.5m/s2
X轴重量为12.6kg(不包含Z轴)

校核Y轴导轨在上述重量和加速度下的能力,并计算其寿命


下面介绍我的计算过程:为方便计算假定X轴的重心位于正中间,Z轴最靠近导轨一侧时,导轨承受的扭矩最大,因此以该状态进行计算

该状态俯视图如下所示



使用动静法,进行分析,并对以上模型进行简化,如下



上图中有错误,更正如下:19.8N更正为56.7N(X轴重量乘以加速度),56.7N更正为19.8N(Z轴重量乘以加速度)

列力与力矩平衡方程(由于上面的错误,因此下面仅列出思路,结果就不展示了)

求得T2(直线导轨承受的扭矩),将T2与导轨的静态扭矩比较,得到结论:导轨静态扭矩远大于实际承受扭矩(如下图)



根据公式,将导轨承受的正压力与扭矩T2转换为等效负载,并计算导轨的寿命




我的疑问是:这个简化计算的方式是否合理?如果不合理,应该怎样计算导轨实际承受的扭矩

提前感谢各位大侠的指点,不胜感激。


叶子悲哀你不懂 发表于 2016-9-22 11:00:58

你这个是thk的导轨吗

尘世天涯 发表于 2016-9-22 11:03:02

叶子悲哀你不懂 发表于 2016-9-22 11:00
你这个是thk的导轨吗

最开始用的上银,后来发现计算出来的寿命太短,换了THK的双滑块

未来第一站 发表于 2016-9-22 11:05:18

楼主估计也是根据样本提供的计算公式计算的,简化方法问题不大。

尘世天涯 发表于 2016-9-22 11:17:28

尘世天涯 发表于 2016-9-22 11:03
最开始用的上银,后来发现计算出来的寿命太短,换了THK的双滑块

是根据等效载荷除以额定动态载荷那个公式计算的,因此跟行程没有关系的。

面壁深功 发表于 2016-9-22 12:00:26

这个我比较有兴趣,回头细看后再回复

尘世天涯 发表于 2016-9-22 12:24:31

未来第一站 发表于 2016-9-22 11:05
楼主估计也是根据样本提供的计算公式计算的,简化方法问题不大。

感谢回复。这个简化方法并不是样本上的,样本只提供了计算等效负载的方法,就是将扭矩转化为正向负载,前面的方法还是要自己想,毕竟厂家也只是生产导轨,没办法全部列出所有的应用状况的。

尘世天涯 发表于 2016-9-22 12:25:29

未来第一站 发表于 2016-9-22 11:05
楼主估计也是根据样本提供的计算公式计算的,简化方法问题不大。

请大侠给与些指点,不胜感激

尘世天涯 发表于 2016-9-22 13:05:48

面壁深功 发表于 2016-9-22 12:00
这个我比较有兴趣,回头细看后再回复

请指教

陈小困 发表于 2016-9-22 13:54:37

模型简化错误,算也是瞎算
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