L ời nói đầu
3.4.2 Tính toán chọn động cơ AC servo trục Z
Động cơ AC servo truyền động trực tiếp trục vít me bi. Mô men quay trục vít me bi : M=T+ Mc
T= 0,5.F.Dtb.tan(γ+ φt) [1, tr.169] + Trong đó : F= max( , ) = = 4814,52 (N) Dtb =PCD=37,4 (mm) Góc vít γ = arctan π. =4,86o Góc ma sát lăn thay thế : = arctan . . ( ) = arctan . , , . ( ) ≈ 0,02 Hệ sốma sát lăn thay thế: ft = 0,004
Đường kính chân ren: d1= RD=30,91 (mm) Góc tiếp xúc ≈45 (Hình 6.3)
Vậy: T= 0,5. 4814,52. 37,4. tan(4,86o+ 0,02o) = 7686,77 (N.mm) Lấy mô men cản: Mc= 10 (kgf.cm) = 980 (N.mm)
Mô men quay trục vít me bi:
M=T+ Mc=7686,77 + 980=8666,77 (N.mm) ≈ 8,67 (N.m)
Hình 3.36:Sơ đồ tính toán vít me – số vòng quay tính toán của trục vít me.
Một vòng quay trục vít thì đai ốc tịnh tiến một đoạn bằng bước vít, do đó :
61 Công suất tính toán: = . , . =8666,77 . 3000 , . = 2,67( ) [4, tr. 21] Chọn động cơ AC servo trục Z có: nmax≥ 3000 (vòng/phút)
Mô men hoạt động liên tục ≥ 8,67 (N.m) Công suất ≥ 2,67(kW)
Chọn động cơ AC ServoFANUC: α12/3000 with brake (có phanh)
Công suất 2,8 (kW) (phụ lục 7, phụ lục 8) Mô men hoạt động liên tục 12 (N.m)
Mô men quay lớn nhất 66 (N.m) nmax= 3000 (vòng/phút)
Khối lượng 18 (kg)
Hình 3.37:Đồ thịđường đặc tuyến mô men - tốc độ của α12/3000 [9]
62
*Sử dụng động cơ AC servo trục Z có phanh vì lý do an toàn trong quá trình gia công khi bị mất điện đột ngột. Trọng lượng cụm trục Z luôn có xu hướng kéo nó xuống, khi mất điện nếu không có phanh thì cụm trục Z (mang theo trục chính và dao) bị tụt xuống một đoạn ngắn trước khi vít me - đai ốc bi có thể tự hãm
được, trong trường hợp này sẽ làm hư hại bề mặt phôi (nhất là đối với bề mặt tinh)
đang gia công và gây ra va đập làm giảm độ chính xác của máy. Việc có thêm phanh giúp hãm động cơ trục Z khi mất điện cũng không thể triệt tiêu hoàn toàn vấn
đề trên, mà chỉ làm giảm biên độ tụt trục chính đến mức an toàn chấp nhận được, vì do phanh lúc nào cũng có một độ trể nhất định. Trường hợp mất điện đột ngột (do sự cố hoặc nhiều lý do khác) khi dang gia công cũng ít xảy ra nhưng cũng cần được chú ý.
Đối với các máy cỡ lớn có kết cấu tương tự hình 1.4, khối lượng cụm trục Z rất lớn nên người ta thường thiết kế thêm hệ thống cân bằng khối lượng cụm trục Z (hệ thống này sinh ra lực cân bằng với trọng lượng cụm trục Z) : theo nguyên tắc sử
dụng cục đối trọng thông qua ròng rọc (thường dùng xích) hoặc một số ít máy dùng hệ thống thủy khí (pít tông - xy lanh khí nén,thủy lực)
63