03步进电机选型计算指南

技术资料艾玛特科技销售工程师：技术资料G选用计算关于使用AC小型电动机无刷直流电动机步进电动机关于机电动传动装置冷却风扇选用计算…………………………………………………G-2关于使用……………………………………………G-15AC小型标准电动机………………………………………G-18无刷直流电动机…………………………………………G-26步进电动机………………………………………………G-29关于机………………………………………………G-38电动传动装置……………………………………………G-46冷却风扇…………………………………………………G-48G-1技术资料艾玛特科技销售工程师：15801选用计算电动机选择符合要求规格、功能完备的电动机是提高的可靠性与效益的重要因素。以下此电动机的选用步骤、选用计算公式、选用重点以及选用例。■选用步骤这里说骤的概述。●首先决定驱动机构。代性的驱动机构有简单的旋转体，以及滚珠螺杆、皮带轮、齿条·齿轮等。因此，决定驱动机构这时必须预先决定搬运物的质量、各部位的、滑动面的摩擦系数等。●若为移动速度及驱动时间、定位运行时，则必须确认定位距离与定位时间等的驱动条件，并且要确认停止确认所要求的规格(的规格)精度、分辨率、位置保持、使用电压、使用环境等。●计算电动机驱动轴上的负载转矩及负载惯性惯量。代表机构上的负载转矩的计算公式请参照G-3页的左计算负载栏。此外，有关较具代表性物体形状的惯性惯量的计算公式请参照G-3页右栏。●请依照需要的规格自AC小型标准电动机、无刷直流电动机、步进电动机中选择最适合的机种。选择电动机机种●从机械强度、时间、转矩等各方面再次确认电动机／机的规格是否符合所有要求规格，然选用计算后决定电动机。每一个电动机机种要确认的项目都不一样，请确认G-4页选用的计算公式与选用重点。G-2ORIENTALMOTORGENERALCATALOGUE2005/2006技术资料艾玛特科技销售工程师：■不同驱动机构的负载转矩的计算公式■惯性惯量的计算公式●负载转矩的计算公式●惯性惯量的计算公式计算不同驱动机构的摩擦转矩。◇圆柱体的惯性惯量12π42Jx＝mD1＝ρLD1[kg·m]u◇滚珠螺杆驱动832221D1LFPB0F0PB1Jy＝m（＋）[kg·m2]iTL＝（＋）×[N·m]q44322iD1xF＝FA＋mg（sin＋cos）[N]w直接耦合yLFAm◇中空圆柱体的惯性惯量◇滑轮驱动122442选用计算FA＋mgDJx＝m（D1＋D2）＝L（D1－D2）[kg·m]oTL＝·8322i2221＋21DDL2（FA＋mg）DJy＝m（＋）[kg·m]!0＝[N·m]e4432ix关于D1D2使用HDyLAC小型标准电动机FAm◇不通过重心的轴的惯性惯量无刷直流◇金属线·皮带驱动齿条·齿轮驱动122222电动机Jx＝Jx0＋ml＝m（A＋B＋12l）[kg·m]!1FDFD12TL＝·＝[N·m]r2i2ixx0＝A＋（＋）[]tFFmgsincosNC步进电动机FAFmFAmFl＝x轴与x0轴的距离[m]BAHDHD◇棱柱体的惯性惯量关于11机Jx＝m（A2＋B2）＝ρABC（A2＋B2）[kg·m2]!2◇实测计算1212FBD11TL＝[N·m]yJy＝m（B2＋C2）＝ρABC（B2＋C2）[kg·m2]!321212电动弹簧秤x传动装置ABFBCy冷却HD风扇滑轮◇直线物体的惯性惯量AF＝轴方向负载[N]J＝m（）2[kg·m2]!42F0＝预负载[N]（≒1/3F）＝移动量[]µ0＝预压螺帽的内部摩擦系数（0.1～0.3）Am/revη＝效率（0.85～0.95）i＝比（机构的比，不是本公司机的比）密度PB＝滚珠螺杆螺距[m/rev]铁＝7.9×103[kg/m3]FA＝外力[N]铝＝2.8×103[kg/m3]FB＝主轴开始运转时的力量[N]黄铜＝8.5×103[kg/m3]（FB＝[弹簧秤值]（kg）×g[m/s2]）尼龙＝1.1×103[kg/m3]m＝工作物与工作台的总质量[kg]Jx＝x轴的惯性惯量[kg·m2]µ＝滑动面的摩擦系数（0.05）Jy＝y轴的惯性惯量[kg·m2]α＝倾斜角度[°]J0＝x0轴(通过重心的轴)的D＝终段滑轮直径[m]惯性惯量[kg·m2]g＝重力度[m/s2]（9.807）m＝重量[kg]D1＝外径[m]D2＝内径[m]＝密度[kg/m3]L＝长度[m]G-3技术资料艾玛特科技销售工程师：15801■电动机选用计算公式●转矩的计算公式不论电动机种类为何，速度变化时，及转矩都是不可缺少说明脉冲步进电动机时必备的计算公式。的要素。每一种电动机的基本公式都是一样的，但是步进电动机多数是根据●运行模式脉冲速度考虑的，公式如下述，与其它电动机不同。运行模式有下图二种。通常是以左边的加运行模式为的情形，转速低速、负载惯〈AC电动机〉（无刷直流电动机亦同）性惯量小时，可以采取右图的自起动运行。转动惯量全惯性惯量＋转矩[kg·m2][kg·m2]运行速度[r/min]＝×运行脉冲运行脉冲Ta[N·m]系数加时间[s]速度速度2f2（J0＋JL）NMf＝×工作脉冲数9.55t1工作脉冲数AA运行速度起动脉冲NM[r/min]速度定位时间t0f1自起动运行时间t1定位时间时间t1t0移动量加运行●工作脉冲数A的计算公式时间t1时间t1工作脉冲数是以脉冲信号来表示将工作物由A点移至B点时，电动定位时间t0机必需转动的角度。AC电动机时由A点到B点的移动量电动机每运转一周工作脉冲数A[脉冲]＝×电动机每运转一周的移动量所需的脉冲数〈步进电动机〉l360°＝×s∶步距角q加运行时lrevs转矩Ta[N·m]运行脉冲起动脉冲●运行脉冲速度f2的计算公式转动惯量全惯性惯量×步距角[°]速度[Hz]－速度[Hz]＝2＋2××运行脉冲速度可通过工作脉冲数与定位时间及加时间进行计算。[kg·m][kg·m]180°加时间[s]·sf2－f1＝（J0＋JL）××180t1q加运行时加时间的长短是选用时的重点，但是除此之外还必须考虑w自起动运行时转矩及加常数的平衡，所以不能轻易决定。转矩Ta因此，开始计算时，设定定位时间的25%左右为标准来进行计算[N·m]转动惯量全惯性惯量×步进角[°]×运行脉冲速度2[Hz]的（最后必须调整）。＝＋×[kg·m2][kg·m2]180°×系数加时间[s]＝定位时间[s]×0.252·s·f2＝（J0＋JL）×工作脉冲起动脉冲加180·nn∶3.6°/s数[脉冲]－速度[Hz]×时间[s]运行脉冲速度f2＝●必要转矩TM的计算公式定位时间加时间[Hz]－[s][s]负载转矩与转矩的和，乘以安全率即是必要转矩。A－f1·t1＝t0－t1必要转矩TM＝（负载转矩＋转矩）×安全率＝（TL＋Ta）×Sfw自起动运行时工作脉冲数[脉冲]运行脉冲速度f2[Hz]＝定位时间[s]A＝t0●加常数TR的计算公式是本公司器使用的数值。表示脉冲速度的程度，以下述公式计算。加时间[ms]]加常数TR＝[ms/kHz]运行脉冲起动脉冲kHz速度[kHz]－速度[kHz]TRt1＝f2－f1脉冲速度[t1※脉冲速度请按整步换算。●运行脉冲速度至运行速度的换算公式步距角运行速度[r/min]＝运行脉冲速度[Hz]××60360●负载转矩的计算公式请参阅G-3页的公式。G-4ORIENTALMOTORGENERALCATALOGUE2005/2006技术资料艾玛特科技销售工程师：■选用重点e确认加常数的器，加时的脉冲速度变化是呈阶段状的变化，设因AC小型标准电动机、步进电动机的特性各自不同，选用时需注定上的度与实际的度不同，因此如果是步进电动机，虽意下述几个重点（确认项目）。经由转矩的计算为可以驱动时，仍可能发生不能驱动的情况。请确认依前述计算公式计算的加常数在下表的数值以●AC小型标准电动机上。q转速的负载变动感应电动机、可逆电动机依据负载转矩不同，其转速会发生几个加常数（与XG9200、SG9200系列组合时的参考值）百分比的变化。对象组合安装加常数R[ms/kHz]必须在因负载产生的变动为前提下选用。T28、42、60、850.1以上※步进电动机42、6020以上w额定时间组合85、9030以上即使是输出效率同样的电动机，因电动机规格不同，则连续额定·※不需此项目的确认。表中的数值为XG9200、SG9200系列设定下限值。短时间额定也各不相同。应依据驱动时间（模式）来选用。r确认必要转矩e机的容许负载惯性惯量确认必要转矩为转速－转矩特性的最大同步转矩以内，故电动机选用计算使用机，时停止（制动器等）或是频繁的断续运行、可以使用。瞬时正反运行等时，因负载的惯性惯量过大时，可能造成机的损坏，因此选用时必须选在机的容许负载惯性惯量以下。（参安全率Sf的参考值阅A-9页）对象组合安全率（参考值）关于使用1.5～2步进电动机2]●步进电动机组合m·Nq工作状态的确认[AC小型标准电动机步进电动机不适用于连续运行的用途。转矩适用于以运行时间与停止时间的所表示的工作状态的50%以必要转矩下为标准的用途。无刷直流转速[r/min]运行时间电动机工作状态＝×100（脉冲速度[]）运行时间＋停止时间kHzw惯性比步进若惯性比大，则起动、停止时的过冲与回冲亦变大，因而会影响电动机起动、时间。此外，因使用条件不同亦有无法驱动的情形。请按以下公式计算惯性比并确认计算结果是否在表中规定的范围以下。关于机机器全惯性惯量[kg·m2]惯性比＝电动机转动惯量[kg·m2]JL电动＝传动装置J0惯性比（参考值）冷却对象组合安装惯性比风扇28、42、60、8530以下步进电动机20、285以下组合42、60、8510以下●机型除外。若超过表中数值范围时，建议使用机型。因使用机型能增大可驱动的惯性负载。机器全惯性惯量[kg·m2]惯性比＝电动机转动惯量[kg·m2]×比2JL＝2J0·iG-5技术资料艾玛特科技销售工程师：15801■选用事例（4）算出运行速度N[r/min]S●滚珠螺杆的机构运行速度＝f2××60360步进电动机（）0.72＝10000××60360器步进＝1200[r/min]电动机m联轴器◇算出必要转矩TM[N·m]（参阅G-4页）（1）算出负载转矩TL[N·m]直接耦合轴向负载F＝FA＋mg（sin＋cos）驱动器＝0＋40×9.807（sin0＋0.05cos0）＝19.6[N]PBF19.6B预负载F0＝＝＝6.53[N]D33F·PB0·F0·PB负载转矩TL＝＋可编程器2219.6×15×10－30.3×6.53×15×10－3＝＋2×0.92◇决定驱动机构＝0.0567[N·m]工作台与工作物的总质量…m＝40kg滑动面的摩擦系数…………µ＝0.05（2）算出转矩Ta[N·m]滚珠螺杆的效率……………η＝0.9q算出全惯性惯量JL[kg·m2]预压螺帽的内部摩擦系数…µ0＝0.3（请参阅G-3页的基本公式）滚珠螺杆的轴径……………DB＝15mm滚珠螺杆的全长……………LB＝600mm4滚珠螺杆的惯性惯量JB＝··LB·DB32滚珠螺杆的材质……………铁（密度ρ＝7.9×103[kg/m3]）滚珠螺杆的螺距……………＝＝×7.9×103×600×10－3×（15×10－3）4PB15mm32分辨率………………………Δl＝0.03mm/step＝0.236×10－4[kg·m2]（1脉冲的移动量）移动量………………………l＝180mmPB2工作台与工作物的惯性惯量JT＝m（）2定位时间……………………t0＝0.8秒以内15×10－3＝40×（）2＝2.28×10－4[kg·m2]2◇算出必要分辨率全惯性惯量JL＝JB＋JT360°×要求分辨率（△l）－－－必要分辨率s＝＝0.236×104＋2.28×104＝2.52×104[kg·m2]滚珠螺杆的螺距（PB）360°×0.03w算出转矩Ta[N·m]＝＝0.72[°]15·sf2－f1转矩Ta＝（J0＋JL）××可直接耦合使用步进电动机组合系列。180°t1－4×0.7210000－0＝（J0＋2.52×10）××◇决定运行模式（请参阅G-4页的基本公式）180°0.2（1）算出工作脉冲数A[脉冲]＝628J0＋0.158[N·m]1次移动量（l）360°（3）算出必要转矩TM[N·m]工作脉冲数A＝×滚珠螺杆的螺距（PB）步距角（s）必要转矩TM＝（TL＋Ta）×2＝{0.0567＋（628J0＋0.158）}×2180360°＝×＝6000[脉冲]＝0＋[·]150.72°1256J0.429Nm（2）决定加时间t1[s]◇电动机的选用加时间以定位时间的25%为适。（1）暂时选用的电动机加时间t1＝0.8×0.25＝0.2[s]转动惯量必要转矩（3）算出运行脉冲速度f2[Hz]品名[kg·m2][N·m]工作脉冲数（A）－起动脉冲速度（f1）×加时间（t1）×－7运行脉冲速度f2＝AS66AA405100.48定位时间（t0）－加时间（t1）6000－0（2）依据转速－转矩特性来决定电动机＝＝10000[Hz]0.8－0.2AS66AA202.010000151.5]]m·Nkgfcm101.0转矩[6000脉冲转矩[50.5运行脉冲速度[Hz]001000200030004000转速[r/min]0.2t1t10.2时间[s]0102030405060脉冲速度[kHz]t0＝0.8（1000P/R设定时）必要转矩在转速－转矩特性的最大同步转矩以内，故可以使用。G-6ORIENTALMOTORGENERALCATALOGUE2005/2006技术资料艾玛特科技销售工程师：AC电动机起动转矩为124.4mN·m以上的电动机，根据世界规格K系列的规格表来挑选以下为在滚珠螺杆机构的工作台上下方向使用带电磁制动电动机时电动机∶4RK25GN-CWMJG。的选用例。为保持负载的带电磁制动机型。须按下述要求规格来选用电动机。选用可与4RK25GN-CWMJG组合的比为7.5的机4GN7.5K。电动机◇确认负载惯性机联轴器4滚珠螺杆的惯性惯量JB＝··LB·DB32滚珠螺杆＝×7.9×103×800×10－3×（20×10－3）432FA直线导轨＝0.993×10－4[kg·m2]vmA2工作台·工作物的惯性惯量Jm＝m（）25×10－3＝40（）22选用计算＝0.253×10－4[kg·m2]〈要求规格及机构规格〉机输出轴的全负载惯性关于－－－工作台·工作物的总质量………………………………m＝40[kg]J＝0.993×104＋0.253×104＝1.246×104[kg·m2]使用工作台的移动速度…………………………………V＝15±2[mm/s]比7.5的机4GN7.5K的容许负载惯性请参阅A-9页外力………………………………………………………FA＝0[N]－滚珠螺杆的倾斜角度………………………………………α＝90[度]JG＝0.31×104×7.52AC小型滚珠螺杆的全长………………………………………LB＝800[mm]＝17.44×10－4[kg·m2]标准电动机滚珠螺杆的轴径………………………………………DB＝20[mm]滚珠螺杆导程间距………………………………………PB＝5[mm]因J＜JG，即负载惯性为容许值以下，故可以使用。转矩已有一定每1转时滚珠螺杆的移动距离……………………………A＝5[mm]宽余时，再确认无负载时转速（约）的移动速度。无刷直流1470r/min电动机滚珠螺杆的效率…………………………………………………η＝0.9NM·PB1470×533V＝＝＝16.3[mm/s]滚珠螺杆的材质………………………铁（密度ρ＝7.9×10kg/m）60·i60×7.5预压螺帽内部的摩擦系数……………………………………＝µ00.3步进（电动机转速NM）滑动面的摩擦系数……………………………………………µ＝0.05电动机电动机电源…………………………………………单相220V50Hz以上确认结果均能满足规格要求。工作时间………………………………………1天5个小时间歇运行反复起动·停止关于需保持负载机◇决定机的比电动V·60（15±2）×60传动装置机输出轴转速∶NG＝＝P5＝180±24[r/min]冷却因电动机（4极）在50Hz时的额定转速为1200～1300r/min，所风扇以，应选择在此范围内机的比i＝7.5。1200～13001200～1300机的比i为i＝＝＝5.9～8.3NG180±24◇计算必要转矩滚珠螺杆的轴向负载F＝FA＋mg（sina＋cosa）＝0＋40×9.807（sin90°＋0.05cos90°）＝392[N]F滚珠螺杆的预负载F0＝＝131[N]3F×PB0×F0×PB负载转矩TL＝＋22392×5×10－30.3×131×5×10－3＝＋2×0.92＝0.378[N·m]此负载转矩为机输出轴的数值，因此需换算成电动机输出轴的数值。电动机输出轴的必要转矩TMTL0.378TM＝＝＝0.0622[N·m]＝62.2[mN·m]i·G7.5×0.81（机的传动效率G＝0.81）还考虑安全率为2倍62.2×2＝124.4[mN·m]G-7技术资料艾玛特科技销售工程师：15801●滑轮机构◇确认负载惯性电动机AC×D2皮带·工作物的惯性惯量m1＝1×Jm（）2此为在传送带驱动上使用感应电动机时的选用例。×100×10－32＝×须按下述要求规格来选用电动机。20（）2〈要求规格及机构规格〉＝500×10－4[kg·m2]V12滚筒的惯性惯量Jm2＝×m2×D81＝×1×（100×10－3）28＝12.5×10－4[kg·m2]D传送带机轴的全负载惯性电动机J＝500×10－4＋12.5×10－4×2＝525×10－4[kg·m2]机此处5GN50K的容许负载惯性请参阅A-9页皮带与工作物的总质量………………………………………m1＝20kgJG＝0.75×10－4×502滑动面的摩擦系数………………………………………………µ＝0.3＝1875×10－4[kg·m2]滚筒的直径…………………………………………………D＝100mm滚筒的质量……………………………………………………m2＝1kg因＜，即负载惯性为容许值以下，故可以使用。且所选用的电传送带·滚筒的效率…………………………………………η＝0.9JJG动机额定转矩为315mN·m，较实际负载转矩为大，因此电动机能皮带的速度………………………………………V＝140mm/s±10％以比额定转速更快的转速运行。电动机电源………………………………………………单相220V50Hz再依据无负载时的转速（约）来计算皮带速度，确认所工作时间……………………………………………1天8个小时运行1470r/min选是否符合规格要求。◇决定机的比以上确认结果均能满足规格要求。NM··D1470××100V·60（140±14）×60V＝＝＝153.9[mm/s]机的输出轴转速∶NG＝＝60·i60×50·D×100（电动机转速M）＝26.7±2.7[r/min]N因电动机（4极）在50Hz时的额定转速为1200～1300r/min，所以应选择在此范围内机的比i＝50。1200～13001200～1300机的比i为i＝＝＝40.8～54.2NG26.7±2.7◇计算必要转矩传送带起动时所需的的转矩为最大。先计算起动时的必要转矩。滑动部的摩擦力F，F＝µm·g＝0.3×20×9.807＝58.8[N]F·D58.8×100×10－3负载转矩TL＝＝＝3.27[N·m]2·2×0.9此负载转矩为机输出轴的数值，因此需换算成电动机输出轴的数值。电动机输出轴的必要转矩TMTL3.27TM＝＝＝0.0991[N·m]＝99.1[mN·m]i·G50×0.66（机的传动效率G＝0.66）从商业电源的电压变动（220V±10%）等的角度来考虑，设定安全率为2倍。99.1×2≒198[mN·m]起动转矩为198mN·m以上的电动机，根据世界规格K系列的规格表来挑选电动机∶5IK40GN-CWEG。选用可与5IK40GN-CWEG组合的比为50的机5GN50K。G-8ORIENTALMOTORGENERALCATALOGUE2005/2006技术资料艾玛特科技销售工程师：无刷直流电动机如下图所示，为了驱动传送带，选用无刷直流电动机。工作物●性能皮带速度VL为0.015m/s～1m/s选用计算●皮带与工作物的规格条件∶电动机电源……………………………………………单相100V传送带驱动关于滚筒的直径……………………………………………D＝0.1m使用滚筒的质量……………………………………………m2＝1kg皮带与工作物的质量………………………………m1＝15kg滑动面的摩擦系数………………………………………µ＝0.3AC小型标准电动机传送带·滚筒的效率……………………………………η＝0.9◇计算所使用的转速范围无刷直流机的比请参考B-12页的「联体型的容许转矩」表，选出电动机最低转速与最高转速均在速度范围之内、速度范围为2～200的「15」。步进60VLNG＝NG∶机轴转速电动机D皮带速度60×0.0150.015m/s······＝2.86r/min(最低转速)关于×0.1机60×11m/s··········＝191r/min(最高转速)×0.1电动传动装置◇计算负载惯性惯量JG滚筒的负载惯性惯量∶Jm21212－42冷却Jm2＝×m2×D＝×1×0.1＝12.5×10kg·m88风扇皮带与工作物的负载惯性惯量∶Jm122πDπ×0.1－42Jm1＝m1×（）＝15×（）＝375×10kg·m2π2π负载惯性惯量JG是JG＝Jm2×2＋Jm1＝2×12.5×10－4＋375×10－4＝400×10－4kg·m2依据B-13页的规格，BX5120A-15的适用负载惯性惯量为420×10－4kg·m2。◇计算负载转矩TL滑动部的摩擦力∶F＝·m1·g＝0.3×15×9.807＝44.1NF·D44.1×0.1负载转矩TL＝＋22×0.9＝2.45N·m参阅B-12页的联体型机种容许转矩表选用BX5120A-15。容许转矩为5.4N·m、安全率为TM/TL＝5.4/2.45≒2.2。通常安全率在1.5～2以上即可运行。G-9技术资料艾玛特科技销售工程师：15801●分度盘机构（4）算出运行脉冲速度f2[Hz]分度盘之类的大惯性驱动，以使用机型步进电动机为宜。A600运行脉冲速度f2＝＝0－1－◇决定驱动机构部tt0.30.075DT＝300mm＝2667[Hz]＝125mm2667]Hz[器600脉冲运行脉冲速度驱动器0.075t1t10.075时间[s]t0＝0.3可编程器机步进电动机分度盘的直径……………………………………………DT＝300mm分度盘的厚度………………………………………………LT＝10mm工作物的直径………………………………………………Dw＝40mm工作物的厚度………………………………………………Lw＝30mm工作台的材质…………………………铁（密度ρ＝7.9×103kg/m3）工作物的数量…………………………………12个（每30°放置1个）由分度盘中心至工作物中心的距离…………………………………………l＝125mm定位角度………………………………………………………θ＝30°定位时间……………………………………………………t0＝0.3秒可使用PN机型（比1∶7.2、分辨率／脉冲＝0.05°）。※PN机型可以在最大转矩范围使用惯性驱动的起动停止转矩。比…………………………………………………………i＝7.2分辨率／脉冲……………………………………………θs＝0.05°◇决定运行模式（请参阅G-4页的基本公式）（1）算出工作脉冲数A[脉冲]工作脉冲数A＝s°＝300.05°＝600[脉冲]（2）决定加时间t1[s]加时间以各定位时间的25%为宜。加时间t1＝t0×0.25＝0.3×0.25＝0.075[s]（3）算出运行转速N[r/min]606030运行转速N＝×＝×360t0－t13600.3－0.075＝22.2[r/min]※PN机比1∶7.2的容许速度范围为0～416r/min。G-10ORIENTALMOTORGENERALCATALOGUE2005/2006技术资料艾玛特科技销售工程师：◇算出必要转矩TM[N·m]（参阅G-4页）◇电动机的选用（1）算出负载转矩TL[N·m]（1）暂时选用的电动机因摩擦负载极小故可省略，负载转矩可考虑为0。转动惯量必要转矩负载转矩TL＝0[N·m]品名[kg·m2][N·m]－7AS66AA-N7.2J0＝405×10TM＝7.53（2）算出转矩Ta[N·m]q算出全惯性惯量JL[kg·m2]（请参阅G-3页的基本公式）（2）依据转速－转矩特性来决定电动机AS66AA-N7.24工作台的惯性惯量JT＝××T3225025＝×7.9×103×（10×10－3）×（300×10－3）43220020＝6.28×10－2[kg·m2]150154工作物的惯性惯量JW1＝××LW×DW1001032选用计算转矩[Nm](工作物中心轴旋转)转矩[kgfcm]＝×7.9×103×（30×10－3）×（40×10－3）432505＝0.596×10－4[kg·m2]容许转矩关于00使用501001502002503003504004502工作物质量mW＝××LW×DW转速[]4r/min05101520253035404550＝×7.9×103×（30×10－3）×（40×10－3）2AC小型4脉冲速度[kHz]标准电动机（1000P/R设定时）＝0.3[kg]×必要转矩在速度－转矩特性内，故电动机可以使用。对于旋转中心的工作物的惯性惯量JW[kg·m2]可以依据工作物中心使用PN机型可使驱动惯性负载所需的转矩在最大转矩范无刷直流＝××3×（×－3）××3）与旋转中心的距离r[mm]、工作物质量1030m1W[kg]、工作物中心轴旋010围内进行起动与停止。电动机转的工作物惯性惯量JW1[kg·m2]求得。必要转矩在转速－转矩特性的范围内，所以可以使用。有负载转矩施加时，选用上必须确认负载转矩×安全率的值在容许工作物个数n＝12[个]转矩以下。步进电动机2工作物的惯性惯量JW＝n×（JW1＋mW×r）(运转中心旋转)＝12×[（0.596×10－4）＋0.3×（125×10－3）2]关于机＝5.66×10－2[kg·m2]全惯性惯量JL＝JT＋JW＝（6.28＋5.66）×10－2电动＝11.9×10－2[kg·m2]传动装置w算出转矩Ta[N·m]冷却风扇2π×θsf2－f1转矩Ta＝（J0×i＋JL）××180t12－2π×0.052667－0＝（J0×7.2＋11.9×10）××1800.0753＝1.61×10J0＋3.70[N·m]（3）算出必要转矩TM以安全率Sf＝2.0计算。必要转矩TM＝（TL＋Ta）×Sf＝{0＋（1.61×103J0＋3.70）}×2.0＝3.22×103J0＋7.4[N·m]G-11技术资料艾玛特科技销售工程师：15801电动传动装置找寻最适当的直动，必须要进行选用计算。电动缸与小型电动传动装置这里选用步骤与例题。规格内的最大推力是等速运行时活塞杆上未安装搬运物时的值。在推拉外力的用途上，是以安装于活塞杆的搬运物来承受外力的使用最为常见，这时的推力确认如下述。■电动滑台、电动缸、小型电动传动装置●在选用如下图的工作物要从A点搬运到B点的直动时，必q计算出安装于活塞杆的搬运物执行运行时的必要推力须有如下参数（要素）。（图中无论电动滑台、电动缸、小型电动Fa＝m×｛a＋g×（µ×cosα＋sinα）｝传动装置，其计算皆相同。）w算出可推拉的推力F＝Fmax－FaA加在搬运物上的外力较F小时，可以推拉。BFmax∶电动缸与小型电动传动装置的最大推力[N]Fa∶加运行的必要运行推力[N]F∶可推拉外力的推力[N]m∶安装于活塞杆上的搬运物质量[kg]●必要参数如下述。a∶度[m/s2]·搬运物（工作物）的质量（以m表示）g∶重力度9.807[m/s2]或者推力（以F表示）µ∶支撑搬运物的导杆的摩擦系数0.01·搬运（定位）距离（以L表示）α∶移动方向与水平面的角度[°]·搬运（定位）时间（以T表示）外力上述参数以下统称为生产周期时间。·反复定位精度·最大冲程●上述参数中，推力及生产周期时间可由下述公式计算。●推力计算公式电动滑台α规格值的最大推力是指等速运行时工作台上没有装载搬运物时的值。在推拉外力的用途上，是以工作台上的搬运物（钻模等）承受外力的使用最为常见，这时的推力确认如下述。●生产周期时间计算公式确认电动滑台·电动缸·小型电动传动装置是否可以在希望时间q算出运行工作台上搬运物时的必要推力内进行定位。确认的有二种，一是依据图形求取概略定位Fa＝m×｛a＋g×（µ×cosα＋sinα）｝时间的与实际进行计算以求取较正确定位时间的另法。w算出可推拉的推力各个确认步骤如下述。F＝Fmax－Fa此外，与实际的工作时间会产生若干误差，所以此值仅为参考值。加在搬运物上的外力比F小时，可以推拉。以图表求取[生产周期时间图]例）暂选EZHS4A-50I，水平·垂直方向安装时Fmax∶电动滑台的最大推力[N]希望于1.0秒以内定位3.0Fa∶加运行的必要运行推力[N]300mm距离。搬运质量为800mm/s600mm/sF∶可推拉外力的推力[N]15kg水平驱动。400mm/s2.5200mm/sm∶工作台上的搬运物质量[kg]确认右图可以得知以a∶度[m/s2]400mm/s驱动可在1.0秒2.0g∶重力度9.807[m/s2]以内完成300mm的定位µ∶电动滑台的摩擦系数0.01距离。1.5α∶移动方向与水平面的角度[°]定位时间（S）外力1.00.500100200300400500定位距离（mm）αG-12ORIENTALMOTORGENERALCATALOGUE2005/2006技术资料艾玛特科技销售工程师：以实际计算求取定位时间●其它换算公式如下q确认运行条件脉冲速度与运行速度可以下列公式换算。在运行速度在规格的最大请确认以下的条件速度以下时使用。安装方向、搬运质量、定位距离、起动速度、度、运行速度运行速度[mm/s]脉冲速度[Hz]＝分辨率[mm]w从上述运行条件可确认驱动方式是三角驱动或梯形驱动自定位距离、起动速度、度、运行速度计算出三角驱动时的工作脉冲数与移动量可以下列公式换算。最大速度。最大速度为运行速度以下为三角驱动，超过运移动量[mm]行速度为梯形驱动。工作脉冲数[脉冲]＝分辨率[mm]32VRmax＝L×a×10＋VsVRmaxVR→三角驱动加常数与度可以下列公式换算。分辨率[mm]×103VRmaxVR→梯形驱动加常数[ms/kHz]＝度[m/s2]e算出定位时间梯形驱动时速度、移动量、度的输入依器而异，请根据使用情况选用计算T＝T1＋T2＋T3计算。22VR－VSVR－VSL（a1＋a2）×（VR－VS）＝3＋3＋－3a1×10a2×10VR2×a1×a2×VR×10■齿条·齿轮（LH系列）关于三角驱动时使用齿条·齿轮（LH系列）的选用时，以确认搬运工作物的质量及搬运T＝T1＋T2速度等是否符合规格的方式，做决定。VRmax－VSVRmax－VS＝3＋3a1×10a2×10AC小型标准电动机〈模式1〉〈模式2〉速度速度VRa无刷直流VRmaxa电动机VS梯形驱动VS三角驱动步进T时间T时间电动机VRmax∶为三角驱动时计算出的最大速度[mm/s]VR∶运行速度[mm/s]关于Vs∶起动速度[mm/s]机L∶定位距离[mm]a1∶度[m/s2]2a2∶度[m/s]电动T∶定位时间[s]传动装置T1∶时间[s]T2∶时间[s]冷却T3∶定速时间[s]风扇G-13技术资料艾玛特科技销售工程师：15801冷却风扇时■选用步骤■选用例─盘的换气冷却─在风扇的使用上，以具代表性的换气冷却的基本选用来说项目记号规格明。设置环境的工厂W宽度0.48mH高度1.44m●装置的规格、条件D长度0.36m盘2装置时，首先须明确内部温度应为几℃。表面积S2.42m材质铁热通过率5W●装置内部的发热量U10℃依据装置的输入／输出效率等条件计算内部会发生的热量。容许温度上升△T最高外部温度T125℃许温度T235℃总发热量1200W●计算必要Q2确定发生热量降低至几℃并在确定环境温度后再计算所需。算出必要时，请务必考虑内部的安全率Sf损失。来说，盘内部的损失是未知数，所以工作点的为最大●选用风扇的50%，考虑安全率（Sf）2。依据所需来选用风扇。风扇在实际使用时的可依据风扇的电源60HzAC115V－静压特性与装置的损失来计算。但因装置的损失事【盘的规格】实上很难计算，所以应选择最大为必要倍～倍的风扇。1.32※以下述公式求取（环境全开放时）盘的表面积＝侧面积＋顶面积＝1.8×H×（W＋D）＋1.4×W×D风扇静压特性最大静压q必要的求取方式损失大时这里说明以简易计算求取的。工作点◇以计算求取的损失V＝1÷20×（Q÷△T－U×S）×Sf＝1÷20×（1200÷10－5×2.42）×2工作静压3损失小时≒10.8[m/min]◇以图表求取的q计算出发热量Q1200W与容许温度上升值△T10℃的交点A。工作最大w以交点A点为起点，拉出横轴与平行线。－静压特性e计算出平行线与表面积S2.42m2的交点B。r从图B点向横轴拉出垂直线，求得必要约5.4[m3/min]。t依据前述的理由，考虑安全率（Sf）2倍，能够导出10.8[m3/min]■风扇选用流程图的必要。50109将装置的必要条件明确化867依据装置内部零件、元件的工作保证温度来决定453内部温度应为几℃。AB21001][℃]2算出发生热量15依据装置的输入／输出效率等条件算出内部会发20有效散热面积S[m生的热量。容许温度上升△T2530算出必要120010008006004002000123456算出为达到设定温度而必须的。总发热量Q[W]必要V[m3/min]【必要求取图】选用风扇w最适合的风扇选择大于必要倍～倍的风扇。1.32根据求取结果，选用MRS系列MRS18-BTM。输入电压频率输入电流转速最大最大静压噪音VHzWAr/minm3/minPadB（A）11560951.0335012.824561【MRS18-BTM的规格】G-14ORIENTALMOTORGENERALCATALOGUE2005/2006