dimensionamento motore

ansyolitico

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ciao
ho un sistema motore riduttore e vite a ricircolo di sfere che sposta una leva sostenuta da 3 pattini
mi ritrovo a dover montare un limitatore di coppia ed allora mi sono messo a verificare il dimensionamento del motore ma non mi tornano i conti soprattutto perche il mio collega elettrico mi dice che il motore lo comanda al 100% di corrente
i dati
vite d25 passo 5 mm rendimento 0.95
riduttore i=10 rendimento 0.64
peso 1700/2=850 kg (sono due leve, il sistema e' ridontato specchiato)
accellerazione 25 mm/s2
lunghezza leva 707 mm
interasse pattini 215 mm

il rapporto di riduzione della vite e' tau= 5/(2*pi*1000)=7,96 x 10^-4
quello totale 7,96x10^-5


ora per calcolare la coppia ho applicato il metodo energetico
quello che mi lascia perplesso che gli attriti sono poco niente
707/215=3,29

T=170000x3,28x0,01=559 N
P=17000x0,01=170 N
TFac=1,39N

Cm=((T+P+TFac)xTau+MAxTau^2)/rendimento totale
Cm=((559+170+1,39)x7,96x10^-5+1700x(25x10^-3)x(7,96x10^-5)^2)/(0,64x0,95)=0,956 Nm

sono due leve percio quella coppia andra divisa in due 0.478 Nm

ora il motore ha coppia 0.63 Nm....e il mio collega mi dice che lo usa al 100% e se lo porta all 80 % non va piu

dove sto sbagliando?

dimenticavo la forza della vite e' in x, la gravita in z
 

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meccanicamg

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Che gran confusione.
Una vite a ricircolo di sfere, come tutte le viti NON ha un rapporto di riduzione, quindi hai solo la trasformazione da moto rotatorio in moto lineare.

Un giro di vite corrisponde a un passo lineare.

Le formule per la trasmissione del moto, considerando coppia e forza in un sistema conotote, riduttore e vite sono le seguenti:
Screenshot_20210210_004314.jpg
Poi mi son perso nei tuoi calcoli.
Non riesco a capire come sia fatto il sistema e soprattutto cosa centra il calcolo delle reazioni ai pattini per calcolare la potenza per accelerare. Poi manca corsa e velocità.

Se hai due riduttori in serie si ha che il rapporto totale è il prodotto dei rapporti di riduzione d non la divisione.

Per Tfac cosa sono?

Sarà l'ora tarda ma non mi torna niente nel ragionamento.
 
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meccanicamg

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Io lo vedo come due leve che scorrono su una guida in orizzontale. Pertanto se la leva pesa P avrò una forza orizzontale di attrito pari al prodotto tra coefficiente di attrito e P moltiplicato 9,81 per ottenere N. Quanto vale il coefficiente di attrito?
Se devo accelerare la massa si 1700kg, ammesso che siano entrambe comandate da un motore (non si capisce)… avrò una forza di accelerazione data da massa moltiplicata accelerazione.
Poi passo tutto in rotazione con la vite e attraverso i rendimenti e il riduttore calcolo il tutto.
 

PIETRO2002

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Che gran confusione.
Una vite a ricircolo di sfere, come tutte le viti NON ha un rapporto di riduzione, quindi hai solo la trasformazione da moto rotatorio in moto lineare.

Un giro di vite corrisponde a un passo lineare.

Le formule per la trasmissione del moto, considerando coppia e forza in un sistema conotote, riduttore e vite sono le seguenti:
Vedi l'allegato 60955
Poi mi son perso nei tuoi calcoli.
Non riesco a capire come sia fatto il sistema e soprattutto cosa centra il calcolo delle reazioni ai pattini per calcolare la potenza per accelerare. Poi manca corsa e velocità.

Se hai due riduttori in serie si ha che il rapporto totale è il prodotto dei rapporti di riduzione d non la divisione.

Per Tfac cosa sono?

Sarà l'ora tarda ma non mi torna niente nel ragionamento.
Anch'io ho capito poco....
 

ansyolitico

Utente Junior
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il metodo che uso è il bilanciamento di potenza(in matematica la langrangiana)

una vite trasforma un moto rotatorio in un moto lineare con una riduzione della coppia applicata, non capisco perche non la possa trattare in questa maniera...

comunque sia usando un il metodo energetico ho tra motore ed utilizzatore una trasmissione
la stessa nsk nel suo formulario ha
coppia=(forza*passo)/(2*pigreco*1000)........il passo è in mm il 1000 al divisore porta ad avere un Nm e non Nmm

la TFac è la forza sul pattino generata dall acellerazione(inerziale) che si ha di spunto

il coefficente di attrito sempre da catalogo nsk mi da 0.01

il peso si muove orizzontale, l uniche forze da vincere sono gli attriti generati dal peso e dalla forza che si scarica dal momento flettente del peso sui pattini e dall inerzia (anche qui, ho due forze lungo z e y, faccio la risultante?o li tratto singolarmente?)

il sistema è motore--->riduttore---->vite il rendimento percio sara 0.64x0.95

con il conto che ho fatto sono fuori del 30%

la velocita raggiunta è 25mm/s perche ho 1 secondo di acc

la corsa non capisco a cosa servi in questo caso....
 

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meccanicamg

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Io sono dell'idea che il coefficiente di attrito dei pattini a ricircolo di sfere sia leggermente inferiore e per tutti i costruttori vale tra 0,002 e 0,004 in condizioni di pulizia estrema per ogni pattino. Certamente più pattini hai e più aumenta questo effetto, dovuto anche a piccoli errori di allineamento.

Se il moto di accelerazione è orizzontale, avremo una forza di inerzia orizzontale data da massa per accelerazione.

La forza per attrito orizzontale sarà data da peso moltiplicato coefficiente di attrito totale pattini.

La coppia motore dovrà vincere la coppia di attrito vite, forza inerzia, forza accelerazione.

Tieni presente che anche la vite ha la sua inerzia e va vinta dal motore. Il motore ha una inerzia e va vinta in accelerazione.

Certamente anche le reazioni sui pattini contribuiscono ma il modo molto piccolo rispetto alle altre forze calcolate.

Seconda me ci sono inerzie che mancano nel conto ....e solo con la alisi di potenza con MTU puoi determinare.

La corsa serve per determinare a che velocità devi arrivare per avere rampe di accelerazione imposte.
 

meccanicamg

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Continuo a non capire come è fatto il sistema. Ogni paletta pesa 1700kg o 850kg?
Un motore muove una o due palette?
 

ansyolitico

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Sono due leve che portano 1700 kg
ogni leva è movimenta da un vite a ricircolò di sfere movimentata da un riduttore attaccato al motore, ogni leva ha 4 pattini, due sulla guida superiore e due sulla guida inferiore. Vorrei postare un 3d o uno spaccato per fare capire ma ho sempre paura di sbagliare


il coefficiente di attrito dei pattini sono quasi sicuro di 0,01....ora che mi hai fatto venire il dubbio gli do un occhio può essere che mi stia sbagliando ...se fosse più basso allora non saprei


ho usato proprio L Mtu come metodo....solo che se fai il bilancio di potenze nella parte inerziale ridotta al motore ti ritrovi la massa moltiplicata per l accelerazione molto bassa (si parla di 25mm/s2) per la riduzione della vite alla seconda quindi un (10^-5) ^2....quindi abbastanza trascurabile.....

provo a ricontrollare tutto
 

meccanicamg

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Per quanto riguarda la ripartizione dei carichi, ti allego questo schema ben semplice:
Screenshot_20210212_223004.jpg
Mentre per quanto riguarda l'attrito, devo tenere presente che la componente è realizzata dal coefficiente di attrito moltiplicato la forza più una componente dovuta alle tenute e al grasso.
Screenshot_20210212_223532.jpg
Pertanto l'attrito totale può essere superiore se scegli pattini grossi ma non troppo caricati.

Quindi con fa=0,004 e i dati geometrici del primo post, abbiamo che W=0 e calcoliamo:
\[ P1=P2=P3=P4=\frac{F•l}{2•c}=27420N \] alutato in modulo, indipendente dal segno.
La forza di trazione trasversale vale:
\[ Pt1=Pt2=Pt3=Pt4=\frac{F}{4}+\frac{F•k}{2•d}=4169N \]

La componente di forza di attrito da vincere, siccome i pattini sono 4 e risentono di Pi e Pti si ha:
\[ Fa_{tot}=Fa+Fat=4•fa•(P1+Pt1)=505N \]

Questa è la forza di attrito, che considerando come coefficiente di attrito fa=0,01 otteniamo FaTot=1264N.

La forza si accelerazione cioè di inerzia orizzontale vale:
\[ Fin=m•a=1700•25/1000=42,5N \]

Nel primo post ci sono informazioni diverse da quelle che hai chiarito dopo, come il fatto che ogni paletta ha 1700kg. Nel primo post dividi la coppia in due....no se ogni paletta ha 1700kg.
 
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meccanicamg

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Siamo sicuri che il tuo motore eroghi nominale 0,63Nm cioè 630Nmm? Per ora abbiamo in ballo coppie molto basse e solo una grossa inerzia (motore e riduttore) o un impuntamento meccanico potrebbe alzare la coppia.
Che motore è montato? Hai le caratteristiche elettriche o le curve potenza/giri e coppia/giri?

A me per ora, con fa=0,01 ottengo una coppia al motore di 171Nmm.

Affinché il carico trasli a 25mm/s occorre che giri a 300rpm e quindi il motore sta spuntando da zero a 3000rpm in 1 secondo.

Mancano ulteriori dati.
 

meccanicamg

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Se il tuo motore è un gabbia di scoiattolo 400V trifase regolato da inverter, possiamo avere un motore 0,18kW 2poli nominale che ha 0,63Nm di coppia.
Screenshot_20210212_234944.jpg
Questi tipi di motore hanno un valore di inerzia rotorica di 0,0002kg•m². Per accelerare questa inerzia occorre 63Nmm che si sommano a quelli di prima per un totale di 234Nmm.
 

meccanicamg

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A meno che tu abbia usato un motore 4 poli da 0,18kW e lo stai usando a 3000rpm. La sua inerzia è di 0,0003kg•m² inducendo 265Nmm di coppia. Ma a quel regime il motore sta scaldando e la regolazione non è ottimale perché la corrente serve per tenerlo su di giri e la coppia scende parecchio e quindi non ce li hai i teorici 0,63Nm ma ne hai a disposizione forse 0,3...0,4Nm.
Screenshot_20210213_000829.jpg
Se poi l'inverter è uno di quelli da battaglia....è brucuatissimo e senza margine.
 

ansyolitico

Utente Junior
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ciao meccanimg, scusa se ti rispondo solo ora ma ho avuto qualche contrattempo

comunque ho scoperto che i due motori sono alimentati da un solo inverte in parallelo, quindi il 100% potenza letto da inverter teoricamente sarebbe da dividere per due, quindi ogni motore sforza circa 50%

i motori sono dei normali gabbia di scoiattolo 0,18 kW 0,63 Nm 2800 rpm
l attrito dei pattini sono andato a guardarlo e da manuale nsk ci sono tre serie di pattini con tre attriti diversi e quelli che stiamo usando sono 0.01, quindi confermo 0.01

non riesco a capire come ti venga 171 Nm


il caso in cui siamo per la ripartizione delle forze è l'ultimo esempio nella tabella 2.3

\[ p1=\frac{8500·707}{215·2}=13982 N \]

\[ p1t=\frac{8500}{4}=2125 N \]

\[ pacc = \frac{850·25}{1000}=21.25 N\]

quindi la forza di attrito totale sara
\[ ptot = 4·(p1+p1t)·0.01=644.28 N\]

a questa va aggiunta l inerzia
\[Ftot=644.25+21.25=665.53 N\]

da qui va moltiplica per la riduzione e divisa per il rendimento totale
\[ coppia = \frac{655.53·7.96·10^-4}{0.64·0.99}=0.833 Nm \]
 

meccanicamg

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Quello che hai dimenticato nei calcoli è il.conydibuto dell'accelerazione dell'inerzia del sistema e dell'inerzia motore....per questo ti viene meno.
Inoltre stai attento alle unità di misura Nm.....Nmm.

Vorrei tanto sperare che l'inverter eroghi lcome corrente la ama dei due motori. Certamente che questa applicazione è proprio alquanto messa strana.