7 étapes pour vous aider à choisir l'actionneur rotatif à engrenage harmonique le plus adapté

Comment choisirun actionneur rotatif à engrenage harmonique qui répond le mieux à vos besoins ?

Cet article présente le processus de sélection et de calcul sous les angles de la confirmation du rapport de réduction, du calcul du couple, du calcul de la charge des roulements, de la confirmation de l'inertie de charge et de l'adaptation du moteur.

1. Calculer le couple de charge

1) Formule de calcul du couple de gravité de charge :

TG = M × g × L × cosΘ

Θ = l'angle entre la direction de la gravité et le bras de levier L

2) Formule de calcul du couple d'accélération de charge :

Ta = J × α

Inertie de charge J : mesurée à l'aide d'un logiciel de modélisation 3D (les propriétés des matériaux doivent être incluses, et une attention particulière doit être portée à la position de l'origine du système de coordonnées lors de la mesure)

Accélération angulaire α : déterminée selon les exigences réelles de l'utilisateur (par exemple, une rotation de 180 degrés en 1 seconde, avec une phase d'accélération requise de 0,1 seconde)

3) Confirmer le couple de pointe global pendant le démarrage et l'arrêt du réducteur :

∑T = (TG + Ta) × facteur de sécurité

Facteur de sécurité : 1,2 pour un léger impact, 1,5 pour un impact moyen, 2,0 pour un impact de charge lourde

Couple de pointe démarrage-arrêt ∑T ≤ couple d'accélération maximal T2B

2. Processus de sélection de produit – Calcul du couple

1) Établir le système de coordonnées de rotation

2) Sélectionner le système de coordonnées correspondant

3) Observer la valeur déterminée par le système de coordonnées de sortie (Izz indiqué dans la figure)

T = J × α + TG

T : couple de pointe

J : moment d'inertie

α : accélération angulaire

TG : couple de charge statique

Astuce : L'accélération angulaire peut être simplement planifiée de manière linéaire.

Exemple :

Le moteur accélère de 0 tr/min à 3000 tr/min en 0,12 s, rapport de réduction 101, et l'inertie de charge simulée dans SolidWorks est de 0,88 kg·m².

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0,12 = 25,9 rad/s²

En ignorant le couple statique, le couple de pointe T = J × α = 0,88 × 25,9 = 22,8 N·m

3. Processus de sélection de produit – Calcul du couple

T = J × α + TG

Exemple :

Le moteur accélère de 0 tr/min à 3000 tr/min en 0,5 s, rapport de réduction 101.

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0,5

En ignorant le couple statique, le couple de pointe T = J × α

Exemple :

Le moteur accélère de 0 tr/min à 3000 tr/min en 0,12 s, rapport de réduction 101, et l'inertie de charge simulée dans SolidWorks est de 0,88 kg·m².

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0,12 = 25,9 rad/s²

En ignorant le couple statique, le couple de pointe T = J × α = 0,88 × 25,9 = 22,8 N·m

4. Processus de sélection de produit – Vérification des roulements

Couple de charge de moment de flexion

La méthode de calcul du moment de charge statique est la suivante :

Mmax = Frmax × Lr + Famax × La

En particulier, lorsque la charge oscille rapidement, la force centrifuge doit être incluse. À ce moment, la force radiale globale sur le roulement est :

∑Fr = Frmax + m × r × ω²

5. Processus de sélection de produit – Vérification de l'inertie

Adaptation de l'inertie du moteur

Pour obtenir une meilleure réactivité du système et un contrôle plus précis entre le moteur et la charge, des calculs d'adaptation d'inertie sont nécessaires pour l'inertie de charge, l'inertie du rotor d'entrée du réducteur et l'inertie du rotor du moteur.

Comme la forme de la charge du client et la distribution de densité sont souvent non uniformes, l'inertie de charge peut être rapidement obtenue directement à partir d'un logiciel de modélisation 3D.

Formule de calcul du rapport d'inertie de charge :

Inertie de charge / i² / inertie du rotor du moteur

Ce résultat doit être contrôlé à moins de 5 pour une meilleure réponse du système servo.

(i = rapport de réduction)

Si le rapport de réduction initialement sélectionné n'est pas approprié après calcul, augmenter le rapport de réduction ou sélectionner un moteur à inertie moyenne ou élevée.

6. Processus de sélection de produit – Calcul de la précision

Calcul de la précision de positionnement du réducteur

Lors de l'utilisation d'un actionneur rotatif pour un positionnement absolu, l'erreur au cercle le plus extérieur de la rotation de la charge peut être calculée à l'aide de la formule suivante (cette formule n'inclut pas l'erreur de rigidité en torsion causée par le couple de charge) :

δ = précision de positionnement (arcsec) / 3600 / 57,3 × R (rayon de rotation)

Exemple :

Pour HAT20-100, la précision de positionnement unidirectionnelle est de 60 arcsec, et le rayon de rotation R = 200 mm.

Erreur de transmission ≤ 60 / 3600 / 57,3 × 200 = 0,058 mm

7. Processus de sélection de produit – Calcul de la précision

Autres considérations :

Pour les applications extérieures : prêter attention au couple de démarrage et remplacer par une graisse à basse température.

Pour les environnements corrosifs aux acides et aux bases : une protection secondaire de l'extrémité de sortie du réducteur est requise.

Pour les exigences spéciales de haute précision : des réducteurs harmoniques surdimensionnés et ultra-rigides sur mesure sont nécessaires.

Exigences spéciales pour le battement de face et le battement radial dans l'usinage des machines-outils.

Pour les exigences d'espace d'installation extrêmement compactes : les réducteurs standard peuvent ne pas répondre aux exigences ; une production sur mesure est nécessaire.

Si vous avez encore des questions sur la sélection d'un actionneur rotatif à engrenage harmonique, veuillez nous contacter.