减速电机（精选十篇）
减速电机 篇1
安飞电子玻璃有限公司产品侧边研磨工序的主要设备是定位块研磨机，由变频器控制减速电机(SEW DH90S4/BHG/HF/VS型)带动凸轮使产品上下运动，同时接触产品侧边其他3个普通电机带动的砂轮，实现产品研磨。减速电机自带使用制动模块控制的盘式刹车器，在凸轮上升至最高点时定位(设备要求，否则会出现转过或转不到位造成惯性下降)。减速电机制动机构接线见图1，电机通电同时也向制动模块供电，盘式刹车器线圈得电，盘式刹车器松开，电机工作，电机断电时，盘式刹车器不松开，实现定位。设备使用过程中制动模块易损坏。
2. 问题分析
(1)工艺要求研磨时产品下降速度为20r/min，上升速度为150r/min，因此通过变频器改变减速电机转速(20r/min和150r/min时频率一般设定在3Hz和25Hz)，制动模块长期工作在低频、低电压状态，超出其正常使用范围(要求工作在50Hz)。减速电机长期工作在低频状态，相当于增大了功率，而制动模块功率并未增大，相对于减速电机功率，制动模块功率变小，长期工作在超负荷状态。
(2)工艺节拍较快，减速电机运行频繁，温度较高，制动模块安装在接线盒，散热不好。
(3)研磨产品时需要用水，环境差。
3. 改进措施
电机选用三相异步电机选用要点 篇2
(1)根据机械负载特性、生产工艺、电网要求、建设费用、运行费用等综合指标，合理选择电动机的类型，
(2)根据机械负载所要求的过载能力、启动转矩、工作制及工况条件，合理选择电动机的功率，使功率匹配合理，并具有适当的备用功率，力求运行安全、可靠而经济，
(3)根据使用场所的环境，选择电动机的防护等级和结构形式。
(4)根据生产机械的最高机械转速和传动调速系统的要求，选择电动机的转速。
(5)根据使用的环境温度，维护检查方便、安全可靠等要求，选择电动机的绝缘等级和安装方式。
减速电机 篇3
关键词电机工作任务课程改革
一、改革的缘由
教高[2006]16号文，即“关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见”中第四条要求加大课程建设与改革的力度，增强学生的职业能力。课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点。要改革教学方法和手段，融“教、学、做”为一体，强化学生能力的培养。城市轨道交通车辆专业面向广州地铁、深圳地铁及珠三角城际轨道交通运营企业生产、管理第一线，培养掌握城市轨道交通车辆驾驶、检测、维修能力，并能熟练地运用所学知识从事城市轨道交通列车驾驶、车辆检修、车厂车辆调度和管理、列车运行控制等工作，既会做事、又会做人，具有健全人格的高素质技能型人才。
本专业学生职业专门技术能力的要求是：具有机械检修能力、维修电工操作能力、车辆机械设备维护能力和车辆电气设备检修、维护能力。
以前，《电机基础与机车车辆电机》课程是以学科体系进行教学的，这种方式已不能适应新时期职业教育的要求，课程改革迫在眉睫。
二、改革的方法与措施
1、依据用人单位的客观实际，以工作任务的形式设置教学内容。任务设计以机车车辆电机检修为线索来进行，其总体设计思路是把课程分为三个工作任务，分别是任务一：直流电机检修；任务二：变压器的保养与维护；任务三：三相异步电动机检修。课程内容突出对学生完成职业任务能力的培养，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行，同时又充分考虑高等职业教育对理论知识学习的需要，并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。教学过程中的实训环节充分利用电机实训基地的现有条件，分小组进行。
2、对考核方式进行改革。
(1)教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式，具体见表1。
(2)由于新的考核方式与原大纲期末考试(考试课)发生了冲突，所以按规定笔者递交了“广州铁路职业技术学院课程考核改革申请表”并获批准。
(3)课程中实训部分考核比较细致，分小组成员自评互评和教师评价，这样可以让学生相互监督、主动参与，又可让教师总体把握。见表2、表3和表4。
(4)加快电机实训基地的建设，制定《电机实验实训建设方案》。
(5)递交教材建设项目立项申请书，编写《机车车辆电机实训指导书》，对本门课程的实训部分进行详细指导。
本专业着力对本门课程的实训基地进行规划与建设，在专业团队的大力协作和学院各级领导的大力支持下，以建设院级、市级、省级及至国家级精品课程为目标。
三、实训成绩考核具体过程及改革效果
1、小组中每一成员填写一张表2，给自己和同组成员打分(自评与互评)。
2、由组长统计小组成员每人的得分，即将小组全部表格中某一位组员的成绩相加，取平均值，并将结果填在表3中。
3、每位小组长代表小组作总结发言，分析本小组的优点与缺点。
3、教师将成绩汇总在表4的小组得分一栏。
4、教师根据实训报告情况给每位学生评分，填在表4的教师评分一列。然后，按小组评分与教师评分各占50％的比例，算出本次实训的最后得分。
总之，整个实训的考核应非常细致，学生应高度参与。由于有自评与互评的环节。学生在实训中非常积极主动，热情高涨。在做的过程中学，达到良好的教学效果。通过前期的教学实践。采用任务驱动的教学方式，教学效果是明显的。据已经进行的“任务一”的大部分内容的教学，其中的实践环节特别成功。考核也按计划进行。学生对这种新型的方式大感兴趣，收到了良好的教学效果。此外，落实《电机实验实训建设方案》的关键是满足教学要求的实训设备。
反馈控制减速电机的新型开锁机构 篇4
目前收款机(包括ECR收款机、POS收款机)行业中收银钱箱的打开是由收款机主机给出控制命令,控制电路输出脉冲电流,驱动电磁铁吸合牵动开锁机构从而实现开锁操作的。这种技术方案的优点是结构简单,成本较低,其特点是开锁动作时间固定(脉冲时间宽度固定),没有反馈控制,开锁力矩不稳定。这是由于电磁铁的出力特点是吸力大小与驱动电流成正比而与吸合距离的平方成反比,因此,在吸合起始阶段吸力很小,为达到一定的吸力需要很大的起始驱动电流。在起始驱动电流和吸合距离已定的条件下,吸合力矩在吸合起始阶段比吸合后阶段要小得多,这与实际需要是不相符的。因此,这种技术方案的缺点是明显的:(1)开锁动作时间固定,不管锁机构是否打开,定时时间一到驱动电流就消失;(2)没有反馈控制,开锁驱动动作发出后,无法检查执行情况,锁机构是否打开没有检测反馈信号及控制,锁机构是否确实打开并不确定;(3)开锁起始力矩小,可靠性低,开锁不可靠,容易出现打不开的状况,尤其是在阻力较大、长期使用后铁心磁化的情况下特别突出;(4)电磁铁吸合时响声、震动大。在实际中时常出现维修人员经常为修钱箱而频繁往返公司与用户之间的情况,甚至个别情况下,维修人员的往返交通费用足可以购买一个钱箱。钱箱打不开虽然不是什么大故障,但影响了用户的正常使用,对用户就是大问题、严重问题。由于对故障性质认识的差异,有时会导致经营者与用户之间的矛盾加深,损害了收款机经营者在用户心目中的形象和信赖关系。
为了改变这种状况,提升开锁机构的稳定性和可靠性,需要设计一种能够克服电磁铁开锁机构缺点的新型开锁机构。
2 构成特点
新型开锁机构的构成与控制原理示意图如图1所示。由图1可以看出,新型开锁机构由控制电路板1、减速电机2和位置检测传感器3组成。当然还应该有必要的结构零件,但因为不同电机安装方式、不同开锁方式下,会需要不同的结构零件,因此在图1中没有示出结构部件。
鉴于可以采用不同的开锁方式以及选用不同的位置传感器,检测是否开锁的方式也有直接检测被锁件的直接检测方式和检测拨辊位置的间接检测方式,电机也可以采取竖直或水平等安装方式,这些不同方式选择可以有多种组合,因而有多种实施方案,而每个实施方案都可能有不同的结构件需要。在此仅以电机竖直安装、采用拨辊直接拨动锁钩的开锁方式、选用微动开关做位置传感器及检测拨辊位置的间接检测方式组成的实施方案为例,说明新型开锁机构的开锁工作原理。
图2是本新型开锁机构的机械结构原理示意图。采用拨辊直接拨动锁钩的开锁方式,以微动开关做位置传感器,采用检测拨辊位置的间接检测方式。
在图2中,为清楚表示出本实施例的机械结构关系,未画出固定板。在图2中,电机座板4上安装有座板柱5,减速电机2和位置传感器———微动开关3,减速电机2和位置传感器———微动开关3与控制电路板1之间按图1所示进行连接;减速电机2的轴上固定有检测拨臂8,检测拨臂8上固定有拨辊9;装置有锁钩销6,锁钩销6上装置有锁钩10,锁钩10上联结有锁钩复位弹簧7;还装置有弹推被锁部件的推出弹簧13和弹推轮14;处于被关锁状态的被锁件11上固定有关锁销12。
本实施例的工作原理如下:当接到主机发来的开锁命令时,控制电路板1内的开锁信号整形电路输出启/停控制电路的置位信号,使启/停控制电路输出高电平而输出电流使功率三极管Tr导通,驱动执行元件减速电机2作顺时针转动;减速电机2输出轴带动检测拨臂8和拨辊9作顺时针转动;当拨辊9运动到与锁钩10后部接触的位置后,拨辊9带动锁钩10运动,推动锁钩10绕锁钩销6转动使锁钩10前端的钩部与被锁件11上的关锁销12分离,被锁件11在被压缩状态的推出弹簧13和弹推轮14的作用下离开关锁位置,实现开锁。减速电机2继续得电转动带动固定在检测拨臂8上的拨辊9顺时针方向运动,当减速电机2带动检测拨臂8上的拨辊9转动到拨辊9与锁钩10后部分离后,锁钩10在锁钩复位弹簧7的推动下复位回复到初始的待锁状态;直到减速电机2带动检测拨臂8转动到检测拨臂8上的凸轮部分与位置检测微动开关3的接触部分分离,微动开关3由拨辊9与锁钩10后部开始接触位置时起始的闭合状态变为断开状态,控制电路板1内的检测信号整形电路输出启/停控制电路的复位信号,启/停控制电路输出低电平而使功率三极管Tr关断,减速电机2断电,减速电机2在惯性作用下继续转动一个小角度后停止,完成一次开锁操作,同时也为下一次开锁操作做好了准备。
至于控制电路板1的实际电子线路,由于采用不同的传感器需要配合采用不同的检测信号整形电路,与主机之间采用不同接口、信号也需要配合采用不同的输入信号整形电路,并且控制并不复杂,加之篇幅限制,具体的控制线路在此就不详细讨论了。
3 实际效果及分析
笔者采用输出转速100r/min、转矩约0.5N·m的减速电机,按前述阐述实施方案,制作了新型开锁机构样机,进行了实测试验,验证了该开锁机构是可行、可靠的效果。试验中看到,新型开锁机构在接到主机开锁信号减速电机开始转动之后,人为用手很难阻止拨辊(或锁钩)的运动,只是稍微减缓电机的转动速度,同时试图阻止机件运动的手有一种开锁力量在积聚、增加的感觉,阻止机件运动的手一旦松开,减速电机就立即正常转动,带动开锁机构完成了开锁操作。这说明新型开锁机构即使在有较大阻力的情况下,仍能可靠开锁。
作为对比,笔者对采用电磁铁作为执行元件的某两个型号钱箱(打印机驱动口驱动和电脑主机串口驱动各一种)开锁机构进行了对比试验。结果发现,当用手在开锁拨杆上轻轻地施加少许作用力(或轻轻地拿着、摸着电磁铁铁芯),在施加开锁驱动操作的时候,人的手只能感觉到比较轻微的一下抖动、颤动,开锁操作就结束了,电磁铁根本就没有吸合。由此可以推断,在有较小阻力的情况下,电磁铁开锁机构根本无法开锁。因此可以看出,新型开锁机构与电磁铁作为执行元件的开锁机构之间实际开锁效果的巨大差别,同时可以认定,新型开锁机构有着电磁铁开锁机构无可比拟的优势。
这样的试验结果完全可以从电磁铁和减速电机的工作特性得到解释。
电磁铁的出力特点是吸力大小与驱动电流成正比而与吸合距离的平方成反比。在实际驱动电路中,驱动电压和电磁铁线圈的确定之后,最大驱动电流就是确定不变的。因此,在吸合距离最大的吸合起始阶段,电磁铁的吸力是最小的,只有达到完全吸合的状态,才能达到电磁铁标称参数给出的吸力(拉力),而在没有达到完全吸合状态之前的实际开锁过程中,电磁铁开锁机构的开锁力量要比电磁铁标称参数给出的吸力(拉力)要小得多。这就解释了为什么在开锁机件上人手只能感觉到比较轻微的一下抖动、颤动,只要稍有阻力就无法开锁的原因。
电机具有独特的工作出力特性。在电机受到电力驱动并且转动力矩达到起动力矩之后开始转动而输出一定的功率、转矩;在负载阻力矩达到堵转转矩之后电机将堵转而停止转动;在堵转转矩的范围之内,电机的输出功率、转矩随着负载的增加而增加。把减速机构与电机结合在一起的减速电机,电机的转速经过减速机构减速之后,减速机构输出的转速变为电机转速的减速比分之一,而减速机构输出的转矩则增加到电机转矩的减速比倍,实现了输出力矩的倍增。减速电机这种在一定范围内出力随着负载增加而增加的特性和减速倍增力矩的原理,解释了为什么试图阻止开锁的手会感觉到有一种开锁力量在积聚、增加的感觉的原因,也说明了为什么一个小小的减速电机具有如此之大开锁力量的道理。正是减速电机的这些特性,保证了新型开锁机构的开锁力,大大地提升了其可靠性。
4 结束语
综上所述,以减速电机为执行元件的新型开锁机构,开锁力矩大而且能够随着阻力的增大而增大,能够确保可靠地实现开锁,大大地提升可靠性,具有电磁铁开锁机构无可比拟的优势。
参考文献
[1]梁汉基.反馈控制减速电机的开锁机构[P].中国专利:01276938.X,2002-9-25.
[2]郁建平.机电控制技术(第一版)[M].北京:科学出版社,2006.
上海电机厂YBJC隔爆电机简介 篇5
一、技术来源
上海电机厂有限公司先后从德国西门子公司，瑞士ABB公司、美国西屋公司，日本TMEIC公司引进各类电机的设计制造技术，通过消化吸收、自主创新，研发的电机已达到国际先进水平。
二、电机特点
1.体积小、马力大
上海电机厂所有的防爆电机都采用少胶绝缘技术，采用此技术生产的电机拥有以下优点：
1)绝缘性能得到大幅度的提高和改善
2)定子的槽满率增加
3)定子的温升低，散热能力增强
4)电动机的功率、功率因数提高，可耐电机10%的超负载率，效率高。
5)电动机的机座号可以做得更小，同等功率比YB2小一个机座号。
2.高稳定性、高可靠性
1)电动机轴经过万吨空气锤锻打，密实度高，轴的强度和抗疲劳能力增强。
2)线圈制造生产车间为恒温无尘车间，有效提高线圈的质量。采用加拿大生产的自动包带机，确保云母带包扎均匀，有
效避免人工包扎出现的误差。
3)定子采用真空压力浸渍无溶剂漆工艺(VPI)处理，电动机的绝缘性能优良，做到了常态介损极低，高温介损极低，整机泄漏电流极低，执老化电压下降率极低。线圈制造精良，机械强度高，有很强的防潮能力、耐腐蚀性和防电晕能力。
3.高效节能、安全环保
1)上电已全部淘汰了铸铝转子、采用铜笼结构。焊点全部用银焊丝焊接，提高导电率。转子采用铜笼结构，并经独特的转子铜排紧固工艺措施，保证铜排在转子槽内配合紧密。转子铜排与铜端环采用中频焊接技术，保证了铜排与端环熔焊为一个整体，采用铜笼结构可以减小转子损耗、提高效率、降低温升，保证转子运行平衡，降低电机振动值。
2)电机冲片设备采用西德SCHULER公司的高速自动压力机，生产出的硅钢片边缘光滑、没有毛刺，可避免形成电磁涡流，提高电机的效率。
3)YBJC系列电机比YB系列电机效率平均提高2.2%。
4)采用经过多年验证安全的防爆结构，选用的材料均为环保材料，噪声值比GB 10069规定的噪声限值平均低10dB。
5)安装维修方便，旧电机改造时原基础座不用动，对轮不用变。
东部引擎大减速 篇6
2012年，深圳的经济没有出现期待中的“开门红”。
深圳市统计局3月26日在其官网上发布的统计快报显示，在2012年前两个月，深圳规模工业增加值为720.65亿元，比上年同期减少3.0％；规模以上工业销售产值为2754.43亿元，比上年同期减少5.4％；工业产品销售率为100.2％，比上年同期减少了0.1个百分点；出口总额327亿美元，比上年同期减少了6个百分点。
这是在2009年受全球金融危机影响经济下滑之后，深圳特区成立32年来非常罕见的工业负增长。
除深圳外，受出口萎缩拖累，广州、东莞以及长三角的上海等中国主要经济地区，在今年1—2月的经济指标也都出现不同程度的增长放缓甚至负增长。北京、上海、浙江、广东1—2月规模以上工業增速分别为2.4％、4％、2.9％、5％，普遍只有去年同期增速的1，3左右。
专家指出，虽然只是一两个月份的现象，但也说明中国经济在今年的表现充满了变数和不确定性，这反映中国经济依然高度依赖欧美经济，转型升级以及扩大内需的道路依然很漫长。
内外夹击
深圳2月份的出口总额为138.20亿美元，除了出现同比下降，还有一点引人注意的是，在进口总额为155亿美元的鲜明对比下，深圳少有地出现了逆差。
不仅是深圳市，1—2月，整个珠三角地区都受到了外部市场的牵连，广州、东莞的主要经济指标都呈现出不同程度的下行，经济运行明显回落。广东省工业生产大幅回落，规模以上工业增加值2966.80亿元，增长5.0％，增幅为2009年7月以来最低，同比回落10.2个百分点；广东3.8万家规模以上工业企业共实现利润393.92亿元，同比下降31.6％，是2009年下半年以来首次出现下降；进出口增长放缓，1—2月，广东累计完成进出口1268.4亿美元，同比增长1.1％，增幅为2010年以来最低。
深圳大学中国经济特区研究中心副主任袁易明教授表示：“因为经济不景气，发达国家消费能力减弱、需求市场萎缩，对于以出口到国外市场为主要经济增长动力的珠三角地区而言，是非常严峻的。”
公开数据称，广东省外贸依存度约为110％。而袁易明指出，深圳的外贸依存度高达百分之几百。因此在面临外部市场萧条的同样条件下，深圳面临的压力也尤其大。
除外部因素，珠三角地区多项经济指标的负增长或放缓，还由于自身内在发展规律的使然。这些沿海的发达地区经过改革开放30多年的高速增长以后，迫于国内外经济发展和市场的变化，开始进入转型的阵痛期。
袁易明分析：“人均GDP增长到1.5万美元左右之后，就很难靠原来的规模增长来实现高速增长。产业原有的增长方式碰到了很大的障碍，已支撑不了它的高速增长，而新的增长方式正在孕育过程中，即出现增长动力的替换，或者说新的增长动力的寻找，也就是结构调整的问题。”
广东省统计局公布的数据显示，广东省1—2月的投资结构，也已经表现出二、三次产业结构有所调整的迹象。在袁易明看来，经济增长正从原来的以工业为主体，到服务业增长加快速度转变。
转型中的误区
与深圳不同，今年1～2月，上海市进出口总额为637.7亿美元，同比增长7％。
同属我国外贸重镇，为何上海地区受影响较小?中山大学岭南学院港澳珠三角发展研究中心副主任林江教授认为，广东是全国第一外贸大省，外贸行业的基数大，受到相同因素影响时，广东省受波及程度也会更大。此外，广东与上海外贸行业、类型的不同也会造成不同的外贸形势。
“产业层次、加工链地位的不同，影响珠三角和长三角在全球经济低迷情况下不同的外贸形势，”广州市社会科学院研究员彭澎表示，虽然中国的进出口贸易整体上都是加工制造的模式，但不同地区的具体产品还是有层次之分。长三角有一些工业处在产业链的较高端，比如生物制药等；珠三角则多半还是以前的来料加工模式。以服装业为例，珠三角的服装企业较多是贴牌生产，而长三角却逐渐拥有自己的名牌服装。
在彭澎看来，珠三角面临的转型升级压力也许比长三角更大，由此，到了现在这个时候，再不转型升级只会越来越被动。
2008年，广东省为调整结构、升级产业、优化劳动力素质，计划在5年内投A500亿元人民币，推行“产业转移和劳动力转移”双转移战略(“腾笼换鸟”)，即：珠三角劳动密集型产业向东西两翼、粤北山区转移；而东西两翼、粤北山区的劳动力，一方面向当地第二、第三产业转移，另一方面其中的一些较高素质劳动力，向发达的珠三角地区转移。
实行至今近4年，社会各界对此褒贬不一。中国社科院工业经济研究所研究员罗仲伟认为，不能简单地说“腾笼换鸟”。“现在有误区，总认为要发展先进产业发展高新技术产业，就应该把原来的传统产业换出去——不是这样的。在发展新的高新产业的同时，也要对原有的产业、—般的制造产业进行现代化的改造，可以通过技术改造来焕发活力，而不是简单地把它赶出去。你现在鸟腾不了，新的起不来，出去的还不行，又得回来，这就是误区了。”
转型升级的难点在于通过什么样的体制、机制来促进有效地转型。袁易明表示：“主要有两种力量，一个是政府力量，一个是市场力量。我认为还是要以市场力量为根本力量，政府力量还是应该站在市场力量的背后，这个对于整个国家来说，不管哪个城市，都面临这样一个挑战。在转型过程中，最容易犯的就是政府的力量太强，尤其是在金融危机中。如果做得不好，可能成为无效转型，并不是市场特别需要或者符合市场的。如果体制、机制不顺，这种转型的时间会很长，痛苦会延长，转型的代价也会更大。”
袁易明强调：“以市场力量为根本，并不是说政府什么都不做，政府在这时候必须要做‘两头’。一头就是对于未来可能有发展前景的战略新兴产业，在它的产业幼稚时期，加大引导。另一头是对利润低的‘夕阳产业’，进行转型淘汰，中间的大部分还是由市场去调节。”
后工业化阶段大幕开启
中国经济放缓的趋势正日益明显，减速正从位于沿海的几台重要引擎开始。
“以往我们把经济增速定为8％是留有余地，全年增长指标基本上都能超额完成，但从去年开始，情况就不一样了，年初制定指标时，就感觉没有什么余地，将经济增长稳定在8％左右需要付出艰苦努力。”北京市副市长吉林在今年2月的一次工作会议说。
今年北京、上海的经济增速目标定为8％。浙江、广东的经济增长目标为9.5％。
经济放缓已波及到地方政府的钱袋。北京市统计局的数据显示，1—2月，北京地方公共财政预算收入650.2亿元，受上年同期高基数影响，同比下降2.2％。其中与工业和服务业相关的增值税、营业税分别下降2.1％、12.1％。
中国宏观经济学会秘书长王建判断，目前上海、北京、浙江、广东的经济增速，有可能和去年一样，位居全国倒数4名，甚至不能完成目标。
对于包括深圳在内的东部沿海大减速，专家观点各异。有观点认为，深圳作为中国改革开放的前沿窗口，其主要经济指标减速是罕见的，不可小视。
也有观点认为，对于目前沿海发达地区的经济增速放慢，不必太过于担心，这些地区进^到了新的发展阶段，需要加快转型。
浙江省社科院经济所所长徐剑锋认为，过去30年年均经济增速为10％以上，现在后30年随着2013年适龄劳动人口总数下降，人口红利逐步结束，经济放慢1—2个点，属于正常现象。
徐剑锋经过测算发现，浙江在2008年的人均GDP已经达到6080美元，相当于1970年购买力平价的2000美元水平，与日本1970年、中国台湾1986年、韩国1990年的水平接近。
而日本、韩国和中国台湾，在经历长期经济高速增长后，正是从上述年份开始出现经济放缓，台湾经济逐步过渡到个位数增长。浙江经济进入到了工业化发达阶段，开始放慢。而北京、上海则正在步入到后工业化时期，经济增速将更低。
减速电机 篇7
一、堆垛机结构及计算参数的确定
如图1所示, 堆垛机由两个行走轮支承, 所有重量均作用于这两个行走轮上, 其中一个是驱动轮, 由一个减速电机直接驱动;另一个是从动轮。根据结构设计, 设备自重8500kg, 额定起重量500kg, 即选型计算所需的堆垛机总重为m=9000kg。行走轮直径为D=315mm, 钢制。驱动轴颈轴承直径为d=160mm。地轨为P38钢轨。设计水平行走速度为v=160m/min, 加速度与减加速度相等为α=0.5m/s2, 一个工作循环内的负载持续率ED=60%。
二、减速电机选型计算过程
1. 水平行走受力分析
为简化计算, 可假定堆垛机全部载荷作用在一个轮子上, 受力情况如图2所示, 车轮由减速电机的输出轴提供扭矩驱动, 由于车轮、轨道的微量变形, 支反力N将偏离作用线一个距离f, 也称为滚动摩擦杠杆臂。堆垛机沿直线轨道运行时, 车轮与地轨间以及车轮轴承中产生的滚动摩擦阻力。参考SEW实用传动工程手册, 滚动阻力可由下式计算:
式中:Ff——堆垛机运行滚动阻力;
m——堆垛机总重;
g——重力加速度9.81m/s2;
D——行走轮直径315mm;
d——驱动轴颈轴承直径160mm;
uL——滚动轴承摩擦系数0.005;
c——轮缘摩擦附加系数0.003;
f——滚动摩擦杠杆臂, 钢对钢, f=0.5mm。
2. 电机功率计算及选型
(1) 静功率
堆垛机满载以匀速运行时, 电机所需提供的静功率可由下式求出
式中:P静——堆垛机满载运行静功率, k W;
ηL——机械效率, 取ηL=0.9;
(2) 最大加速动功率
堆垛机以一定的加速度运行到额定速度时, 电机所需提供的功率达到最大值。最大加速动功率为:
(3) 电机所需提供的总功率
(4) 电机型号确定
SEW的三相鼠笼异步电机, F级绝缘, 220V△/380VY/50Hz, 将其接以380V△电压, 可将其基频提升至87Hz, 电机扭矩保持不变, 功率提高。同样通过变频器控制有基频以下恒扭矩, 基频以上恒功率的特性。自冷电机在87Hz的扭矩曲线见图3。与50Hz基频使用相比87HZ基频使用有以下优点:①速比加大, 负载惯量与电机的惯量比可减小, 利于控制。②选择低的电机功率型号, 降低成本。③速比增大, 服务系数不变的情况下有可能选小一号的减速机, 降低成本。
因为87HZ基频使用具有以上特点, 且水平行走场合对于刹车制动安全性能要求不高, 所以水平行走驱动电机常按87Hz基频升功率使用。
电机功率为:
查SEW选型样本, 若选择9.2k W, 电机全程过载很小。因为最大功率只是在加速的末段出现, 时间很短, 只要电机的温升符合电机绝缘耐热性能等级的要求 (F级绝缘允许温升105K) , 且电机装有过热保护传感器, 允许电机短时过载使用, 可减一档选择电机。行走电机需带制动器, 选择电机型号为DRE132MC4BE11, 额定功率PN=7.5k W;额定转矩MN=48.5N·m;50Hz额定转速n50Hz=1470r/min;额定电流IN=15.2A;启动转矩MA=106.7N·m;加速转矩MH=87.3N·m;电机转子和制动器的转动惯量和:JMot-BE=0.0355kg·m2;功率因数cosψ=0.082。
3. 减速电机的选型计算
(1) 减速比估算
87Hz下要求减速机输出转速
87Hz下电机转速
减速机减速比
(2) 减速机侧负载扭矩计算
加速阶段:
静态负载扭矩
加速动态扭矩
加速阶段减速机输出轴端所需提供的总扭矩
减速阶段:
减速动态扭矩
减速阶段减速机输出轴端所需提供的总扭矩
(3) 减速电机型号确定
根据结构设计要求选择KH系列减速机, i=15.75, 最大需求扭矩在加速阶段为M加总=922.08N·m。查SEW减速电机样本, 选择减速电机型号为KH77DRE132MC4BE11, 减速比为15.84, 额定输出扭矩为MGear N=770N·m, 减速机允许使用系数fB=1.8, 减速机的极限扭矩为MGear Max=770×1.8=1386N·m。
(4) 电机侧负载扭矩计算
加速阶段:
静态扭矩
加速动态扭矩
加速阶段电机侧所需提供的总扭矩
减速阶段:
静态扭矩
减速动态扭矩
减速阶段电机侧所需提供的总扭矩
4. 制动扭矩选择
堆垛机的水平行走驱动电机一般由变频器控制, 正常运行减速制动时, 变频器控制电机转速逐渐降到最小, 然后制动器抱闸, 电机停止。当堆垛机紧急制动, 制动器在高速下抱闸。若制动扭矩过大, 会出现行走轮抱死。由于堆垛机自重大, 惯性大, 有可能发生行走轮在地轨上滑动, 损坏行走轮和地轨, 甚至损坏减速机, 必须避免此现象的发生。应使制动扭矩小于行走轮的蠕滑扭矩。
折算到电机侧的行走轮蠕滑扭矩:
式中:μ——钢对钢的滑动摩擦系数, 取μ=0.12。查SEW电机技术手册, 选择制动扭矩MB=80N·m<Mpu。
三、校验与仿真分析
1. 负载惯量与电机转动惯量比校核
根据实际经验, 一般要求惯量比j<30, 满足堆垛机水平运动定位控制的要求。
2. 电动机过载验算
电机过载率:
在电机的过载能力150%的范围内。
3. 减速机实际使用系数验算
减速机实际使用系数:
4. 软件仿真校核
(1) 运动循环图
采用SEW公司的workbench软件模拟堆垛机一个工作循环的运动过程。运动循环图如图4所示, 按负载持续率 (电机工作时间与工作循环总时间之比) ED=60%, 运动行程为30m。1为加速阶段、2为匀速阶段、3为减速阶段、4为停止阶段。
(2) 仿真结果分析
电机的负载扭矩和热功率如图5所示。从图5中可看出所有负载扭矩均在电机极限扭矩曲线 (蓝色曲线) 之下, 且电机的等效负载扭矩S1、匀速负载扭矩X2和减速负载扭矩X3均在电机热功率曲线 (红色曲线) 之下。只有加速阶段的负载扭矩在电机热功率曲线之上, 电机满足使用。
四、结语
综上所述, 经过一系列的计算与应用SEW公司workbench软件的校核, 最终确定减速电机型号KH77DRE132MC4BE11, 减速比15.84, 制动扭矩80N·m。经过实践检验, 此选型是合适的, 提供了足够的扭矩和合适的转速, 设备的运行速度和加速度达到设计要求, 电机的发热也在合理的范围内。
摘要：结合工程实例, 通过受力分析、静功率和动功率、减速比、负载转动惯量、制动扭矩等的计算, 阐述双立柱堆垛机水平行走驱动减速电机的选型计算过程, 并用软件对选型进行校核验算, 证明了选型符合设计要求。
关键词：堆垛机,减速电机,选型,计算
参考文献
[1]SEW-传动设备有限公司.实用传动工程手册[Z].2001.
[2]SEW-传动设备有限公司.DR系列电机技术手册[Z].2012.
减速箱用电机轴断裂分析 篇8
某石油机械减速机在安装试运行三天发现电机输出轴端断裂。断裂面位于轴头 (阳锥) 与一级齿轮轴轴套过盈连接台阶下退刀槽处 (见图1) , 过盈量约0.184% (0.196/106) , 断面直径d=φ105.3mm, 过盈处采用热装装配方式, 试验运行了约5.2×106次。但是在查看设计图纸时发现现场该轴的末端并未按照图纸要求 (图2) 装配圆柱滚子轴承NU2218, 故怀疑去掉这个轴承可能是断裂发生的主要原因, 因而对现场所使用的结构及图纸要求的结构两种情况的应力水平进行了断裂原因分析。
2 应力计算及分析
齿轮参数:Z=15, Mn=8, β=13°, α=20°, 计算直径d1=φ123.156mm, 输入功率W=450k W, 转速n=1200r/min。
2.1 对现场工况使用的一级主动轴结构进行应力计算
轴向力:Fr2=Ft×tanβ=13426N
断面上应力:来自T, Ft, Fr及自重作用。
剪应力:
弯曲应力:
轴系部分按照图纸取重量约60kg, g=10N/kg, 则断裂面准105.3处轴向拉伸应力为
, 可见轴向应力相比较而言是很小的, 可以不计。
将以上计算应力予以叠加计算 (不取减, 只考虑最大状况)
2.2 对图纸要求加轴承进行应力计算
将图2所示结构可以看成一个超静定状态, 分成两个静定受力如图3、4, 再加以分析。
由式 (1) 可知:P点处受力后的挠度为
三角函数关系可得P点处
可以得到此时D点处的总位移为
由式 (2) 可知:只受力FD时D点处的挠度为
该点变形量V总=V=V′可以得到
FD=-0.6825P (负号代表FD方向与P方向相反) 由此可以得到:
当P=Ft=58154N时, D点处的切向力FDt=39690N
当P=Fr1=21723N时, D点处的径向力FDr=14826N
计算此时设计图纸所示结构断裂面d=105.3处d的弯曲应力:
叠加计算可得 (不取减, 只考虑最大状况) :
另外, 还应该将装配应力考虑进去, 由图纸要求可知允许安装不对中度0.05mm, 可以按照简单超静定的方法估算装配应力:
弹性模量E=200GPa, 惯性矩I= (π×d4) /64=6032025.4mm4
考虑轴运行时为动应力, 可以简单按2倍计入为1.364×2=2.728MPa, 再累加到σj1上去, 得到新的σj2=31.42+2.728=34.148MPa
2.3 对上述两种状态下的应力进行比较
按照手册推荐估算42Cr Mo调质状态下疲劳极限均值
现场使用状态断轴时的疲劳安全系数
注:许用安全系数[S]按照手册选取至少取1.3-1.5。
结论:此时安全系数明显不足, 断裂是必然结果。
而按照图纸设计机构时的疲劳安全系数
结论:此时安全系数远远大于许用安全系数[S], 完全没有问题。
3 结论及改进措施
从现场断裂轴来看, 断面呈贝壳状花纹, 属于典型疲劳断裂, 有三个独立疲劳区, 自表面向中心发展。最终断面很小, 约φ30mm, 占断面10%。多源显示起始应力高或高应力集中特征, 属低周疲劳特征。终断区断面小表明相对扭矩并不大。而这跟我们的计算结果是符合的, 断裂是由现场去掉设计图纸中的末端轴承时工作中的高弯曲应力造成, 断裂面位于过盈配合外的退刀槽底部, 这里拥有复杂的三维应力状态及高的应力集中系数, 这种情况下轴会产生较大的径向位移, 从而造成齿轮的啮合精度下降, 而现场齿面接触也证明了这一点, 偏向电机一侧, 进而又会产生新的附加应力, 共同作用下导致断裂, 总体情况可以断定, 现场使用去掉图纸设计中轴的末端轴承导致结构方式不合理是断裂发生的主要原因。
改进措施: (1) 按照图纸要求对电机齿轮轴末端加上所要求的轴承。 (2) 如果想采取现场所使用的悬臂结构, 则需要对电机齿轮轴重新设计。
摘要：运用应力计算及强度理论对减速机主动轴断轴原因进行分析, 并提出了相应地改进措施。
关键词：减速机,断轴,应力,分析
参考文献
[1]苏翼林.材料力学[M].天津:天津大学出版社, 2001.
[2]成大先.机械设计手册 (第一卷) .北京:化学工业出版社, 1997.
旋转电机与直线电机的设计方法对比 篇9
关键词：旋转电机,直线感应电机,电磁设计,仿真
引言
旋转电机结构简单、制造容易, 节约铜、铁等材料, 提高效率和功率因数, 以提高其经济技术指标与降低耗电量。直线电机省去了中间的传动装置, 所以效率更高, 散热较好。本文研究异步旋转电机和直线感应电机的电磁设计, 并对两种电机进行了仿真。
1 电机结构
电机的分类方法有很多种, 按照工作电源种类来分, 包括直流电机和交流电机;按照结构和工作原理, 又可分为直流电动机、异步电动机以及同步电动机等, 本文中以异步感应电机为例来分析。直线电机相当于旋转电机定子的, 叫初级;相当于旋转电机转子的, 叫次级。
2 电磁设计
2.1 电磁负荷选择
对于中小型异步电动机通常取线负荷A在15×103~50×103A/m, 气隙磁密Bδ在0.5~0.8 T范围内;大型异步电动机的A和Bδ可略高。
直线感应电机气隙磁密取值在Bδ=0.4 T左右。电负荷单边直线电机一般取50 000 A/m左右。
2.2 主要尺寸选择
旋转异步电动机的主要尺寸包括定子内径Di1和电枢计算长度lef。
决定电机主要尺寸的基本关系式为:
其中, CA是电机常数, P′是视在功率, n是电机转速。
对于功率较小的电机, 可用下列经验公式来求δ (单位为m) :
对于大, 中型电机2p=2~16, 可用下列经验公式求出 δ (单位为m) :
式中:P为极对数。
气隙 δ与次级导体板厚度d是由两个公式联立确定的
式中:Cr为横向端部效应系数。
2.3 线圈设计
旋转电机的定子绕组采用单层整距绕组, 交叉式[3], 如下页图1-1 所示。直线电机采用包圈初级铁心的边缘线圈法, 选用双层整距叠绕组, 绕组连接图如下页图1-2 所示。
3电机有限元仿真
3.1 建模
几何模型在Auto CAD里面建立。通过画线, 圆弧, 圆或者它们之间的组合, 生成封闭区域, 形成2D几何模型, 填充材料冲片采用DW310, 绕组和导体板用铜, 其余部分用空气, 并拉伸为实体。其中不同点在于, 直线电机要单独设置运动方向为 (1, 0, 0) 。
3.2 电流仿真
仿真结果可知旋转电机三相电流是对称的;直线电机的三相电流是不对称的, 这是因为为初级电流固有不平衡性。
4结语
本文分析了旋转电机与直线电机的电磁设计, 然后进行了两种电机的软件仿真分析, 可以为这两种电机的设计、仿真积累经验。
参考文献
[1]张永利, 李利华.三相异步电动机变频调速的原理和发展[J].黑龙江科苑论坛, 2010 (5) :18.
[2]邵眴.动车组自动门控制系统的优化控制研究[D].长春:吉林大学, 2010.
步进电机加减速的S曲线控制 篇10
电机的加减速控制是数控系统的重要组成部分, 也是其关键技术之一。快速准确的定位更是加减速控制的重中之重, 要实现这一目标就需要保证电机在不失步的情况下启动和停止, 并以最快的速度达到指定位置。目前常见的加减速曲线有:梯形曲线、S型曲线和指数曲线等。由步进电机的特性可知, S型曲线控制更适用于实际应用。
2 S型曲线数学模型
目前运用最为广泛的仍为7段S型曲线, 它把整个过程分为加加速、匀加速、减加速、匀速、加减速、匀减速、减减速这7个过程。它能够有效的保证加速度与速度的连续, 但根据实际不同的路劲长度, 可分成多种情况进行考虑, 整体的数学模型就相对而言比较复杂, 计算量也偏大。
在七段S曲线的基础上, 为了简化模型, 降低整体系统的计算量, 文章提出了五段S曲线, 其分为五个阶段:加加速、加减速、匀速、加减速、减减速。与七段S曲线相比, 减少了匀加速和匀减速这两个过程, 但其仍可以满足加速度a和速度v连续。设Vs为起始速度, Ve为终止速度, V为设定的最高速度, T1~T5为各个阶段的运行时间。
假设在T1, T2, T3, T5时间段内, 加速度a的变化率J的值是恒定的。为了保证运行轨迹在起始位置与减加速末位置的加速度a均为0, 应该保证加加速的时间与减加速的时间相同, 即T1=T2, 同理可得T4=T5, 又由于加速度的变化率J恒定, 可得T1=T2=T4=T5=Tm, 这里的Tm由起始速度Vs、最高速度V和加速度变化率J决定, 进一步推导可得初始速度等于终止速度, 即Vs=Ve。
利用加速度、速度、位移之间的积分关系可以推导出加速度a、速度v、位移s之间的积分关系可直接列出公式, 只要确定了Tm和T3两个变量, 就可以任意时刻的加速度、速度和位移, 可以构造出完整的S曲线。相比于七段S曲线, 该算法较简单, 易于实现, 但其计算过程中间参数较多, 相对比较复杂。
3五段S曲线加减速控制算法
S曲线的加减速可分为前加减速和后加减速, 后加减速对各个坐标轴进行速度控制, 不需要预测减速点, 计算量较小, 但会带来一定的位置误差;前加减速仅对合成速度进行控制, 需要预测减速点, 其计算量比较大, 但可以保证位置的精度。为了保证系统的精度, 文本采用前加减速控制的方式。
在实际过程中, 根据路径S长短不同, 可分为两种情况。
(1) 当路径较长时。在这种情况下, 系统的速度能达到设定的最高速度, 它是一条完整的五阶段S曲线。
(2) 当路径较短时。在这种情况下, 系统的运行速度达不到设定的最高速度, 它是一条不完整的五段S曲线, 缺少了中间的匀速阶段, 剩下的4个阶段的运行时间完全相同。由图1可知, 在这种情况下, 系统实际运行的最高速度Vmax小于设定的最高速度V。
4仿真及结果分析
为了检验这种算法能否保证系统速度、加速度的连续性以及满足柔性加减速的要求, 对上述加减速控制进行仿真验证。取a=2000mm/s2, T=1ms, Ve=Vs=0进行仿真, 其结果图如图1所示。由图可知, 当路径较短时, S曲线加减速控制新算法可使系统具有较高的柔性, 减小了实际加工过程中的冲击, 缩短了程序的运行时间, 提高了机床运行的平稳性。
5结束语
文章给出了一种S曲线的控制策略, 简化了其中间运算过程, 提高了系统运行的实时性。经过仿真验证了其可行性, 并且已经在实际项目中进行了运用。
参考文献
[1]孙蓓, 张志义, 张学文.一种单片机实现步进电机的加、减速控制[J].北华大学学报 (自然科学版) , 2003 (10) .
[2]郭新贵, 李从心.S曲线加减速算法研究[J].机床与液压, 2002 (5) :60-62.
[3]胡建华, 廖文和, 周儒荣.CNC系统中几种升降速控制曲线的研究与比较[J].南京航空航天大学学报, 1999, 31 (6) :706-711.
