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重载转台该怎么拖动才好?

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发表于 2014-3-13 23:16:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
要设计一个转台,自用,转台上放大概水轮机叶片之类的东西,直径大约两米,重约5t。经过简化建模后,软件给出其转动惯量约为:
J = 2400 kg * m^2

由于转速要求的不高,10-50rpm,但要求变频调速,且底座要尽可能矮。所以我打算用Φ400的外齿式回转支承平放,其内圈固定在底座上,用卧式变频电机+直角减速器+小齿轮拖动外圈(叶片联在外圈上)。手册上查的这种轴承的摩擦系数大概为0.005,……暂且信它吧,结果算得在稳态运行时,所耗功率只有两百多瓦。经过反复思考,确定这个数是没错的。由于回转支承也是滚动轴承,所以其摩擦系数是很小的,功率小也是理所当然。但是呢,对于其摩擦系数,这个东西,却不敢确定,来日再跟厂家咨询下吧。暂时不妨按有油的滑动摩擦算一个看看?摩擦系数取0.1,算出的摩擦功,接近5kW……这个结果先放一边。

再来算启动,取电机额定扭矩,乘以速比,再去掉回转支承的阻力矩,再除以转动惯量,算来算去,最后得出一个结论,就是即使用7.5kW的电机,也要用十来秒,才能将转台启动起来。5.5kW要15秒,4kW要20秒,3kW30秒,1.5kW的要1分多钟。

也就是说,这个转台,稳态运行需要的功率小,启动过程需要的功率大,两者相差几十倍。如果直接选7.5kW的电机,那么稳态运行时,就造成人们常说的大马拉小车现象,这个是否会造成电能的浪费,或者其它不良影响呢?如果选用小电机,那么可想而知,启动过程会很漫长,使用者不愿接受。

还有对停止的考虑,也希望能尽快停下来。基于简单结构的考虑,不希望增加机械结构,只想通过电机的刹车,再加上变频器的制动电阻来制动。

液压的不考虑,因为还要弄一个泵站,维护也麻烦。也粗略考虑过气马达,不过没有深入。

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发表于 2014-3-13 23:23:38 | 显示全部楼层
前辈考虑摩擦轮无极调速么
要不就是用飞轮储能了

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为什么我算得用5.5KW电机按50rpm转速算,启动时间是9点几秒?我哪里算错了吗  发表于 2014-3-17 21:25
电机的可调性确实无与伦比,可靠性也高很多。因为电机启动时,不可能额定功率输出的,不知道时间上是不是还要再多一些。  发表于 2014-3-13 23:31
摩擦无级调速很好,我也想用这个,但使用者想远程调节,转台放在一个密闭房间内,在外面调节……各种要求……  发表于 2014-3-13 23:26
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发表于 2014-3-13 23:28:23 | 显示全部楼层
久仰大名,拜读数篇,今有幸坐了沙发,看大侠如何施展。小弟也遇到过类似问题,是完全采用变频器程序控制,软启动,快刹车。看起来选7.5或5.5KW的电机比较稳妥,因为可以保证刹车时齿轮受力的强度
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 楼主| 发表于 2014-3-13 23:29:20 | 显示全部楼层
楼上朋友提醒了我,试想,如果用电机+MB型摩擦无级变速器+螺旋锥齿轮减速机+小齿轮带动齿圈,其成本,与变频器+变频电机+螺旋锥齿轮减速机+小齿轮带动齿圈相比,其价钱能相差多少?

如果前者的价钱能比后者少三分之一,也许使用者会接受在无级变速器上调速。

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这无级变速器不大,比电机小点。关键是俩者的成本。  发表于 2014-3-13 23:56
。。这么大的家伙,用无级变速可能构想,得多么大的一个塔轮啊。加工成本小不了。  发表于 2014-3-13 23:54
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发表于 2014-3-14 00:04:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 zerowing 于 2014-3-14 00:07 编辑

逍兄,不用选那么大的摩擦系数。5吨不算太重,即便是滑动轴承,如果选好厂家的产品,5吨的载荷下,摩擦系数也不过在0.04左右。像卡尔西这种BT,7000磅载荷时,摩擦系数才0.005。完全不必担心。

...为啥不能上传图片了。需要充值?
逍兄看这个
http://www.kalsi.com/thrust_bearing

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分用完了。感谢!  发表于 2014-3-14 08:41

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发表于 2014-3-14 01:56:40 | 显示全部楼层
50RPM对三面滚柱的回转支撑来讲,转速已经是高转速了。毕竟这么大的滚针回转支撑的极限转速也就100RPM左右。常用的转速都在20几转。脂润滑对磨擦阻力影响挺大的。真不差钱就上洛轴的YRT轴承+丹纳赫的DD马达,这样就不用纠结什么减速比,什么传动效率了,也用不到有外齿的回转支撑了,启动停止都省心,免维护。若要用齿轮减速,变频电机是必须的。不然不光启动麻烦,刹车更麻烦。有时能启动,不见得能刹得住车。刹车能有个减速过程是最理想的了。没的话第一级用皮带传动可能更合适些。另外变频器接的电阻应该是防止电机急停,电机变发电机烧变频器的吧?

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大侠,回转支承没有那么贵啊,Φ400的加运费才两千左右。  发表于 2014-3-17 11:34
受力来说滚柱的肯定会好些,转速应该也可以达到楼主50RPM的要求了,当然如果四列滚珠的回转支撑,许用转速是高了,但承载的话滚珠的要比滚柱的用大几号才行。具体你可以参考洛轴的回转支撑选型手册。  发表于 2014-3-16 23:57
如果是单排四点接触球轴承,允许转速会不会高点?我记得有个数值,是可以到65rpm。  发表于 2014-3-14 15:52
谢谢!  发表于 2014-3-14 09:17

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发表于 2014-3-14 07:31:19 | 显示全部楼层
用环形导轨加磁阻电机,底座很矮,和直线电机一样

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舍弗勒有个INA公司,他们生产直驱转台,前段时间还来推销过,这个东西很符合你的要求,就是费银子  发表于 2014-3-14 20:14
哎呀,一种新元件,一个新天地啊……  发表于 2014-3-14 09:23
谢谢!我去百度下。。。  发表于 2014-3-14 09:19
大侠说的环型导轨是自己制作还是用环形线轨?这2样东西价格如何?  发表于 2014-3-14 09:05

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发表于 2014-3-14 07:38:19 | 显示全部楼层
逍遥大侠能否详细列一下转盘启动时间的计算公式?小弟在这方面有点模糊,诚心求教

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感激不尽,大侠好人啊,鼓掌  发表于 2014-3-14 11:56
不敢当。后面有回复。  发表于 2014-3-14 10:14
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发表于 2014-3-14 08:25:48 | 显示全部楼层
我们做了一个回转工作台,用回转支承来承受重力,电机减速机加分割器来驱动。分割器原本是可以用变频电机驱动就好了,但为了更安全的控制,改成了伺服电机。直径2米的,但没你的那么重,只有700公斤。我算出来的数据和大侠的一样,很小,感觉不太可能。而且他们也不信我,所以选的功率,扭矩,都特别大。结果就是装好之后,(电机和减速机还没回来,这2个没装)用手加管钳,就能轻松扳动了。(如果圆盘和轴承不连接,就是不拉螺钉,很难扳动)
我当时轴承摩擦系数按0.003算的

还可以用气缸驱动吧,貌似精度高点

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我做过一台定位旋转台,直径1.8m,重量200kg,要求7s内传动90度,传动时间2s,选用了1.8kw的伺服电机,速比1:60.效果扭矩是足够大的。  发表于 2014-5-12 17:28
连续转动。。。气动马达加减速吧。。。  发表于 2014-3-16 14:00
大侠帮我下,刚发了帖子,圆盘间隙的问题  发表于 2014-3-14 10:26
哦,是要分度。我们这个不用分度。只需要转速。  发表于 2014-3-14 10:15
呃,我只能简单的说下,是别人给我们的方案,不方便说。一个气缸推,一个限位,而且是定位精度高  发表于 2014-3-14 09:36
谢谢!连续转动,用气缸驱动,愿闻其详。  发表于 2014-3-14 09:26
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发表于 2014-3-14 08:34:10 | 显示全部楼层
在上班,简单的看了一下。我们一般是采用变频器控制的。减速启动,减速后机械定位

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呵呵,确实是做转向架分流用的,不过我不是车辆厂的,我专门给你们做设备的。你们是甲方我是乙方嘿嘿  发表于 2014-3-14 12:04
原来小鸟版主也是车辆厂的啊,同行,看到后面发的轮对很亲切啊,您那个转台是转向架装配好以后分流用的,这个我也用过。  发表于 2014-3-14 11:55
+1  发表于 2014-3-14 09:24
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