Выбор шагового двигателя

[Сергей СТ]

Помогите пожалуйста с выбором шагового двигателя на линейный модуль с передачей движения зубчатым ремнем, L перемещения 3400мм перемещаемый вес - 1000кг. Проблема в маленькой скорости перемещения - 0,8 м/мин. По расчетам получается, что оптимально использовать шаговый двигатель, а опыт только в использовании асинхронников с редуктором. По расчетам с запасом подходит FL86STH156 но сомнения мучают. Заранее благодарен.

[Administrator]

А в каком направлении должно быть перемещение?
Если это подъем - то усилия двигателей серии FL86 не хватит.
Если перемещение вдоль горизонтальной плоскости - требуемое усилие зависит от действующих в системе сил трения.
Опишите, пожалуйста, подробнее, как именно должен перемещаться объект весом 1000 кг и какие механические передачи Вы будете использовать.

[Сергей СТ]

Усилие только в горизонтальной плоскости - это кабелеукладчик. Движение на опорах качения - HGH20CA (HIWIN), расстояние между опор вдоль оси перемещения - 400мм, поперек перемещения - 400мм, нагрузка практически в центре грузовой платформы.

[Сергей СТ]

В качестве передаточного звена - зубчатый ремень. Хотелось бы использовать двигатель без редуктора, если конечно возможно.

[Administrator]

У Вас будет действовать сила трения качения в опорах качения и потери на зубчатом ремне.
По скорости перемещения - зависит от соотношения угла поворота двигателя к линейному перемещению Вашего модуля.

Шаговые двигатели более эффективно работают на невысоких скоростях - до 1-3 об/сек. С двигателем FL86STH156 можно рассчитывать на 70-100 кг*см.
Крутящий момент - это произведение силы на плечо, т.е. 100 кг*см - это усилие 100 кгс на плече 1см.
По Вашей механике Вам необходимо уточнить ориентировочно силу сопротивления трения и радиус вращения.
Усилие, развиваемое двигателем в нужно Вам направлении перемещения = крутящий момент / радиус вращения. Это усилие должно быть не меньше действующей в системе силы сопротивления трения.

Коэффициент трения качения стального колеса по стали - kтр=0,001-0,05 м
Сила трения качения Fтр=kтр*(Fприж/r), где Fприж - прижимающая сила, т.е. вес P=1000*9.81 (H), а r - радиус колеса качения.
К сожалению, в нашем случае не представляется возможным узнать количество и диаметр опорных шариков опоры качения.
Для упрощения и ошибки в безопасную сторону могу взять в рассмотрение трение скольжения с коэффициентом примерно 0,2.
Тогда сила трения Fтр=0,2*1000*10=2000 Н.

Требуемый крутящий момент двигателя - это сила * радиус вращения, т.е. Mкр=Fтр*r, где r - расстояние от оси вращения вала двигателя до точки приложения силы трения.
Если рассматривать рабочий момент 100кг*см (10 Н*м), то определяем, что радиус r<=10/2000 (м), т.е. r<=0.5см
Если коэффициент трения на самом деле не 0.2, а например, 0,02, то радиус r<=5см, при kтр=0,002, то радиус можно увеличивать до 50см.

Конечно, расчет очень грубый, есть еще потери на зубчатом ремне, а также есть ненулевой момент инерции.

Если система уже готова, можно силу трения на опорах качения измерить динамометром.
Если нет такой возможности, лучше взять ШД следующей серии, чтобы иметь запас по моменту.