Tuhost a tuhost:
Tuhost označuje schopnost materiálu nebo struktury odolat pružné deformaci při působení síly a je charakterizací obtížnosti pružné deformace materiálu nebo struktury. Tuhost materiálu se obvykle měří modulem pružnosti E. V makroelastickém rozsahu je tuhost proporcionální koeficient zatížení součásti a posunutí, což je síla potřebná k vyvolání posunutí jednotky. Jeho reciproční se nazývá flexibilita, posunutí způsobené jednotkovou silou. Tuhost lze rozdělit na statickou tuhost a dynamickou tuhost.
Tuhost (k) konstrukce označuje schopnost pružného těla odolat deformaci a napětí.
k = P / δ
P je konstantní síla působící na konstrukci a δ je deformace způsobená silou.
Rotační tuhost (k) rotující struktury je následující:
k = M / θ
M je moment a θ je úhel otáčení.
Například ocelová trubka je relativně tvrdá, obecně je deformace působením vnější síly malá, zatímco gumový pás je relativně měkký a deformace způsobená stejnou silou je relativně velká. Pak říkáme, že ocelová trubka je tuhá a gumička je slabá a pružná.
U aplikace servomotoru se jedná o typické pevné spojení pro připojení motoru a zátěže spojením, zatímco typické flexibilní připojení je pro připojení motoru a zátěže se synchronním řemenem nebo řemenem.
Tuhost motoru je schopnost hřídele motoru odolat vnějšímu rušení točivého momentu. Můžeme upravit tuhost motoru v servopohonu.
Mechanická tuhost servomotoru souvisí s rychlostí jeho odezvy. Obecně platí, že čím vyšší je tuhost, tím vyšší je rychlost odezvy, ale pokud je nastavena příliš vysoká, bude motor produkovat mechanickou rezonanci. Obecně tedy existují parametry AC servopohonu, které umožňují ruční nastavení frekvence odezvy. Chcete-li upravit frekvenci odezvy podle rezonančního bodu stroje, vyžaduje to čas a zkušenosti personálu ladění (ve skutečnosti úprava parametrů zesílení).
V režimu polohy servosystému je motor vychýlen působením síly. Pokud je síla velká a úhel vychýlení malý, pak je servosystém považován za tuhý, jinak je servosystém považován za slabý. Tato tuhost se blíží konceptu rychlosti odezvy. Z pohledu regulátoru je tuhost ve skutečnosti parametr složený z rychlostní smyčky, polohové smyčky a časové integrální konstanty. Jeho velikost určuje rychlost odezvy stroje.
Pokud ale nepotřebujete rychlé polohování a potřebujete pouze přesnost, pak je-li odpor malý, tuhost je nízká a můžete dosáhnout přesného polohování, ale doba polohování je dlouhá. Protože je umístění pomalé, když je tuhost nízká, bude iluze nepřesného umístění existovat v případě rychlé odezvy a krátké doby umístění.
Moment setrvačnosti popisuje setrvačnost pohybu objektu a moment setrvačnosti je měření setrvačnosti objektu kolem osy. Moment setrvačnosti souvisí pouze s poloměrem otáčení a hmotností objektu. Obecně je setrvačnost zátěže více než 10krát větší než setrvačnost rotoru motoru.
Moment setrvačnosti vodicí lišty a vodicího šroubu má velký vliv na tuhost systému pohonu servomotoru. Při pevném zesílení platí, že čím větší je moment setrvačnosti, tím větší je tuhost, tím snazší je otřes motoru; čím menší je moment setrvačnosti, tím menší je tuhost, tím menší je pravděpodobnost otřesu motoru. Může snížit moment setrvačnosti nahrazením vodicí kolejnice a šroubové tyče menším průměrem, aby se snížila setrvačnost zátěže a nedocházelo k otřesům motoru.
Obecně platí, že při výběru servosystému musíme kromě zohlednění parametrů, jako je točivý moment a jmenovité otáčky motoru, také vypočítat setrvačnost převedenou z mechanického systému na hřídel motoru a poté vybrat motor s příslušnou setrvačností velikost podle skutečných požadavků na mechanické působení a požadavků na kvalitu obráběných dílů.
Při ladění (manuální režim) je správné nastavení parametrů poměru setrvačnosti předpokladem pro plné hraní s nejlepší účinností mechanických a servosystémů.
Co je setrvačná shoda?
Podle zákona Niu Er:
Požadovaný točivý moment napájecího systému = moment setrvačnosti systému J × úhlové zrychlení θ
Čím menší je úhlové zrychlení θ, tím delší je čas od ovladače do konce spuštění systému a tím pomalejší je odezva systému. Pokud se θ změní, reakce systému se změní rychle a pomalu, což ovlivní přesnost obrábění.
Po výběru servomotoru zůstane maximální výstupní hodnota beze změny. Pokud chcete, aby byla změna θ malá, měla by být J co nejmenší.
Moment setrvačnosti systému J = moment setrvačnosti rotace servomotoru JM + moment setrvačnosti hřídele motoru moment setrvačnosti JL.
Setrvačnost zátěže JL se skládá ze setrvačnosti pracovního stolu, přípravku, obrobku, šroubu, spojky a dalších lineárních a rotačních pohyblivých částí převedených na setrvačnost hřídele motoru. JM je setrvačnost rotoru servomotoru. Po výběru servomotoru je tato hodnota pevnou hodnotou, zatímco JL se mění se změnou zatížení obrobku. Pokud chcete, aby rychlost změny J byla menší, je lepší zmenšit podíl JL. Obecně lze říci, že motor s malou setrvačností má dobrý brzdný výkon, rychlou odezvu na rozjezd, zrychlení a zastavení a dobrý vysokorychlostní vratný výkon, který je vhodný pro malé zatížení a vysokorychlostní polohování. Motory se střední a velkou setrvačností jsou vhodné pro velké zatížení a vysoké požadavky na stabilitu, jako jsou některé mechanismy kruhového pohybu a některá odvětví obráběcích strojů.
Takže tuhost AC servomotoru je příliš velká a tuhost nestačí. Obecně by měl být zisk AC servopohonu upraven tak, aby se změnila odezva systému. Setrvačnost je příliš velká a setrvačnost nedostatečná. Jedná se o relativní srovnání mezi setrvačností zátěže a setrvačností střídavého servomotoru.
Kromě toho je třeba vzít v úvahu vliv reduktoru na tuhé zatížení: převodovka může změnit přizpůsobení setrvačnosti. Obecně, když je setrvačný poměr zátěže k motoru větší než 5, reduktor se považuje za lepší přizpůsobení setrvačnosti. Poměr setrvačnosti je nepřímo úměrný druhé mocnině poměru zpomalení.
Čas zveřejnění: září-02-2020