scelta motoriduttore

francescobiker

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Ciao a tutti,

non conosco bene le regole del forum per cui se uso un oggetto gia discusso "riportatemi" pure alla discussione corretta.

Ho un sistema di sollevamento carico (300Kg) a sbalzo (1500mm dall'asse di risalita) attraverso un carrellino movimentato da un motoriduttore con vite trapezia.

Per il momento ho tralasciato il dimensionamento sia della vite trapezia (ne ho scelta una, la verificherò in un secondo momento) che del carrellino che scorre per portare su e giu il carico.
Mi sono soffermata in prima battuta ad individuare il motore che ho difficoltà a reperire sui cataloghi dei vari fornitori.

Riporto qui alcuni calcoli per individuare i parametri del motoriduttore ma non riesco a ritrovarmi sui dati di potenza.
Dove mi perdo?

Grazie in anticipo per l'aiuto
 

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cacciatorino

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Visto che hai messo solo un immagine del file excel e non il file stesso si possono fare solo supposizioni.

Comunque la potenza richiesta dal carico e' 300 x 9,81 x 0.2 = 600 Watt

Il rendimento della coppia Vite TPN + Riduttore e' sicuramente enormemente inferiore al 0.89 da te stimato, puo' anche arrivare a 0,3 in casi sfortunati.

Considerando un passo 5mm (una vite trapezia TPN diametro 25 e passo 25 non credo che esista) ti viene una velocita' di rotazione della vite Rv = (0,2x60) mm/min / 5 (mm/giro) = 24 rpm

Sceglierai un riduttore con rapporto i = 1400/25 = 112 circa

Considerando il rendimento 0,3 ti servono al motore 600/0,3 = 2000 Watt

Quindi un motore a 4 poli da C = P/omega = 2000 / (1400 * 2pigreco/60) = 14 Nm

Spero di non aver scritto stupidaggini, e' mattino presto anche per me! :)
 

TETRASTORE

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Puoi verificare i calcoli anche utilizzando questa applicazione (vite di sollevamento).
E' un movimento molto veloce se utilizzi una vite trapezoidale a passo lungo, per cui con un passo di 25 mm e velocità di 0.2 m/s (200 mm/s) hai la necessità di avere 480 rpm della vite con una potenza approssimativa di 0.81 kW (vedi allegato).
Considera poi che devi applicare un riduttore a vite senza fine (indicativamente interasse 60, 62 o 63 a seconda del costruttore) con un rapporto di riduzione 1/5 con motore elettrico autofrenante a 2400 rpm (se trifase devi utilizzare un 2 poli a 2800 rpm con un ovvio aumento della velocità).
Devi poi calcolare la potenza motore in entrata al riduttore dividendo il valore ottenuto sopra (0.8 kW) per il rendimento del riduttore (0.6 - rendimento statico) per cui potresti arrotondare ad una potenza indicativa di 1.5 kW che vincerebbe anche la minima resistenza alla traslazione opposta dai rulli sulle guide.
Per avere il controllo dell'accelerazione e decelerazione è consigliabile prevedere un motore brushless con il quale potresti regolare i giri ed ottenere la velocità desiderata.
Se scegli invece una vite con passo 5 mm puoi applicare il motore (2400 rpm) direttamente senza utilizzare il riduttore.
Se è previsto un elevato numero di cicli è consigliabile l'utilizzo di una vite a ricircolo di sfere; in questo caso il rendimento è molto più elevato di quello previsto per la vite trapezia per cui occorrerà una coppia (e potenza) inferiore.
 

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meccanicamg

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Ciao a tutti,

non conosco bene le regole del forum per cui se uso un oggetto gia discusso "riportatemi" pure alla discussione corretta.

Ho un sistema di sollevamento carico (300Kg) a sbalzo (1500mm dall'asse di risalita) attraverso un carrellino movimentato da un motoriduttore con vite trapezia.

Per il momento ho tralasciato il dimensionamento sia della vite trapezia (ne ho scelta una, la verificherò in un secondo momento) che del carrellino che scorre per portare su e giu il carico.
Mi sono soffermata in prima battuta ad individuare il motore che ho difficoltà a reperire sui cataloghi dei vari fornitori.

Riporto qui alcuni calcoli per individuare i parametri del motoriduttore ma non riesco a ritrovarmi sui dati di potenza.
Dove mi perdo?

Grazie in anticipo per l'aiuto
Sto vedendo nei dati che hai una vite diametro 25 con passo 25. Direi che non è sicuramente una trapezoidale standard ma può essere una di quelle a ricircolo di sfere. Se così fosse, in rendimento sarà certamente alto 85-90%.
Se invece hai una vite trapezia avrai mediamente un rendimento di 10-20....massimo 30% e non oltre; chiaramente più il passo è stretto e più il rendimento è basso.

Prendendo per buoni i dati che hai scritto, devi prendere un motore con 0,25kW che gira a 2800rpm e un riduttore con rapporto di riduzione i=20.
Ti consiglio di evitare i motori a 2 poli ma di stare sui 4 poli, che hanno massimo rendimento elettrico e girano circa a 1450rpm. Va da sé che dovrai prendere un riduttore con un rapporto maggiore.
Chiaramente in tutto questo devi tenere conto dei rendimenti e a seconda del tipo di riduttore scelto avrai un rendimento alto o basso. I vite senza fine hanno rendimento del 60-80%. Assi paralleli e ortogonali siamo al 95-98% di rendimento.
Sarà poi necessario, per ragioni di sicurezza scegliere un motore autofrenante. Ciò vuol dire che in assenza di corrente mantiene il motore bloccato con un freno e per muoversi necessità di corrente per liberare il freno stesso.

Se vuoi un buon configuratore di motoriduttori ti posso consigliare Rossi.

Un'altra cosa che puoi fare è usare direttamente un martinetto meccanico con motore collegato. Per esempio UNIMEC o Zimm. Hanno i cataloghi con le spiegazioni.

Esattamente cosa non torna? Dobbiamo usare i tuoi dati e verificare il risultato? Oppure dobbiamo pensare assieme a componenti adatti?
 
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francescobiker

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Visto che hai messo solo un immagine del file excel e non il file stesso si possono fare solo supposizioni.

Comunque la potenza richiesta dal carico e' 300 x 9,81 x 0.2 = 600 Watt

Il rendimento della coppia Vite TPN + Riduttore e' sicuramente enormemente inferiore al 0.89 da te stimato, puo' anche arrivare a 0,3 in casi sfortunati.

Considerando un passo 5mm (una vite trapezia TPN diametro 25 e passo 25 non credo che esista) ti viene una velocita' di rotazione della vite Rv = (0,2x60) mm/min / 5 (mm/giro) = 24 rpm

Sceglierai un riduttore con rapporto i = 1400/25 = 112 circa

Considerando il rendimento 0,3 ti servono al motore 600/0,3 = 2000 Watt

Quindi un motore a 4 poli da C = P/omega = 2000 / (1400 * 2pigreco/60) = 14 Nm

Spero di non aver scritto stupidaggini, e' mattino presto anche per me! :)
ok per la potenza.

per la vite trapezia ho scelto la TP 25x25 dal catalogo conti a 5 principi perchè come dato impostato voglio che il carico venga sollevato a una velocità di 10,5 m/min.

p=v/nr [velocità /numero di giri riduttore] =10.5/420=25 mm
come forza assiale ho tenuto conto della forza di attrito chiocciola madrevite, della forza di accelerazione per la partenza e la forza peso. (3533,4 N)

da questo ho ricavato la coppia in uscita del motore. (Cmot=F *p/(2πⴄ=70.29 Nm)

ipotizzando un rapporto di riduzione 1:12.5 ricavo la coppia al riduttore. Cr=6.62 Nm


ora il mio problema per andare avanti è:
esiste un motore alimentato a 24 V con coppia in uscita di almeno 6.62 Nm e potenza superiore a 0,5 KW?

allego excel per i calcoli fatti
 

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francescobiker

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Sto vedendo nei dati che hai una vite diametro 25 con passo 25. Direi che non è sicuramente una trapezoidale standard ma può essere una di quelle a ricircolo di sfere. Se così fosse, in rendimento sarà certamente alto 85-90%.
Se invece hai una vite trapezia avrai mediamente un rendimento di 10-20....massimo 30% e non oltre; chiaramente più il passo è stretto e più il rendimento è basso.

Prendendo per buoni i dati che hai scritto, devi prendere un motore con 0,25kW che gira a 2800rpm e un riduttore con rapporto di riduzione i=20.
Ti consiglio di evitare i motori a 2 poli ma di stare sui 4 poli, che hanno massimo rendimento elettrico e girano circa a 1450rpm. Va da sé che dovrai prendere un riduttore con un rapporto maggiore.
Chiaramente in tutto questo devi tenere conto dei rendimenti e a seconda del tipo di riduttore scelto avrai un rendimento alto o basso. I vite senza fine hanno rendimento del 60-80%. Assi paralleli e ortogonali siamo al 95-98% di rendimento.
Sarà poi necessario, per ragioni di sicurezza scegliere un motore autofrenante. Ciò vuol dire che in assenza di corrente mantiene il motore bloccato con un freno e per muoversi necessità di corrente per liberare il freno stesso.

Se vuoi un buon configuratore di motoriduttori ti posso consigliare Rossi.

Un'altra cosa che puoi fare è usare direttamente un martinetto meccanico con motore collegato. Per esempio UNIMEC o Zimm. Hanno i cataloghi con le spiegazioni.

Esattamente cosa non torna? Dobbiamo usare i tuoi dati e verificare il risultato? Oppure dobbiamo pensare assieme a componenti adatti?
la vite trapezia scelta è del catalogo conti
1669237865793.png




i dati motore 0.25KW - 2880giri sono presi dal catalogo della minimotor.
Quello scelto rispetta la coppia al riduttore ma non al dato di potenza (P=300Kg*9.81*0.2m/s=588,6 W)

Cosa sto sbagliando?
 

francescobiker

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la vite trapezia scelta è del catalogo conti
Visualizza allegato 66968




i dati motore 0.25KW - 2880giri sono presi dal catalogo della minimotor.
Quello scelto rispetta la coppia al riduttore ma non al dato di potenza (P=300Kg*9.81*0.2m/s=588,6 W)

Cosa sto sbagliando?
il supporto che chiedo è se i calcoli fatti ( potenza motore, coppia al riduttore per sollevare i 300 Kg) sono circa corretti e in seconda battuta se da catalogo esiste un motore 24Vdc che soddisfi questa richiesta.

per il motore stavo valutando il catalogo della minimotor

Pcc, Motoriduttori a vite senza fine in corrente continua | Mini Motor
 

meccanicamg

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Con il fatto che si calcola a un principio d25 per passo 25 vengono 6000rpm.
Ma siccome vale che l'avanzamento è dato dal passo apparente moltiplicato il numero di principi....vuol dire che i giri del motore sono 5 volte meno...quindi 1200rpm. Non mi capita mai di lavorare con più principi...ma credo che vada considerato così. @TETRASTORE cosa ne pensi?

Occorre cercare la trattazione completa a più principi ...ma come sempre è una caccia al tesoro.

Screenshot_20221124_000120.jpg
Per quanto riguarda la potenza necessaria la devi calcolare come indicato nelle formule che ci sono indicate anche sui manuali delle viti trapezio.
Io non ho mai usato il catalogo mini motor ma non penso sia diverso da tutti gli altri....solo che ci sono cose più piccole e motori con tensioni basse.

Qui forse c'è qualche cosa di utile.
 

meccanicamg

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Con il fatto che si calcola a un principio d25 per passo 25 vengono 6000rpm.
Ma siccome vale che l'avanzamento è dato dal passo apparente moltiplicato il numero di principi....vuol dire che i giri del motore sono 5 volte meno...quindi 1200rpm. Non mi capita mai di lavorare con più principi...ma credo che vada considerato così. @TETRASTORE cosa ne pensi?

Occorre cercare la trattazione completa a più principi ...ma come sempre è una caccia al tesoro.

Visualizza allegato 66969
Per quanto riguarda la potenza necessaria la devi calcolare come indicato nelle formule che ci sono indicate anche sui manuali delle viti trapezio.
Io non ho mai usato il catalogo mini motor ma non penso sia diverso da tutti gli altri....solo che ci sono cose più piccole e motori con tensioni basse.

Qui forse c'è qualche cosa di utile.
Oppure son davvero 6000rpm perché il passo dichiarato dalla vite è 25 ma essendo 5 principi vuol dire che ogni intaglio sullelica ha passo 25/5=5.

Ma ce lo vedi andare a 6000rpm un vite senza fine....non credo.
 

cacciatorino

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Visto che hai messo solo un immagine del file excel e non il file stesso si possono fare solo supposizioni.

Comunque la potenza richiesta dal carico e' 300 x 9,81 x 0.2 = 600 Watt

Il rendimento della coppia Vite TPN + Riduttore e' sicuramente enormemente inferiore al 0.89 da te stimato, puo' anche arrivare a 0,3 in casi sfortunati.

Considerando un passo 5mm (una vite trapezia TPN diametro 25 e passo 25 non credo che esista) ti viene una velocita' di rotazione della vite Rv = (0,2x60) mm/min / 5 (mm/giro) = 24 rpm

Sceglierai un riduttore con rapporto i = 1400/25 = 112 circa

Considerando il rendimento 0,3 ti servono al motore 600/0,3 = 2000 Watt

Quindi un motore a 4 poli da C = P/omega = 2000 / (1400 * 2pigreco/60) = 14 Nm

Spero di non aver scritto stupidaggini, e' mattino presto anche per me! :)
Ovviamente avevo sbagliato il calcolo, considerando 0,2mm invece che 0.2 metri.

A quella velocita' forse la vite non e' una buona scelta, credo convenga usare una coppia pignone+cremagliera. Sicuramente la trapzoidale non e' adatta e ne serve una a ricircolo di sfere.

Il configuratore Unimec comunque non riesce a trovare un componente adatto per via della potenza termica richiesta che e' eccessiva.
 

TETRASTORE

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Ma siccome vale che l'avanzamento è dato dal passo apparente moltiplicato il numero di principi....vuol dire che i giri del motore sono 5 volte meno...quindi 1200rpm. Non mi capita mai di lavorare con più principi...ma credo che vada considerato così. @TETRASTORE cosa ne pensi?
Giusta affermazione.

Per maggior chiarezza desidero effettuare un riepilogo anche in funzione delle ultime informazioni esposte dall'utente.

Peso = 300 kG
Velocità di sollevamento: 0.2 m/s
Vite a profilo trapezoidale con madrevite in bronzo diam. 25 mm - 5 principi, rend. 0.2
Riduttore a vite senza fine
Motore a CC 24 V

Dal mio calcolo (prudenziale ed approssimativo per via del basso rendimento considerato) esce un valore di potenza di 800 W all'asse della vite, (valore simile a quello trovato da @cacciatorino) e 480 rpm.

La soluzione ottimale per avere un cinematismo con buoni rendimenti, affidabilità nella trasmissione e bassa potenza richiesta, è quella di adottare:
- una vite a ricircolo di sfere a 5 principi
- un riduttore ad assi ortogonali rapporto 1/5 tipo questo
- un motore elettrico CC 24 V 600 W tipo questo che verrà fatto "lavorare" a 2400 rpm
Ovviamente, se il produttore non ce l'ha si dovrà adattare la flangia attacco motore.
Verificare se il motore può essere dotato di freno.

Ovviamente il carico assiale non potrà essere sostenuto dal riduttore ma dovrà essere previsto un supporto esterno.

Se invece si resta sull'originale intenzione dell'utente, guardando i suoi dati riportati nel foglio Excel da lui allegato, è necessario precisare che:
Cm = 70.29 Nm si riferisce alla coppia all'asse della vite e corrisponde alla coppia in uscita al riduttore; questo valore corrisponde ad una potenza di 3.53 kW (70.29*480/9550) che mi sembra eccessiva per questo tipo di applicazione.
Cr = 6.62 Nm sarebbe invece la coppia che dovrebbe avere il motore (non considerando il rendimento del riduttore). Questo dato non è corretto perchè il rapporto di riduzione 12.5 del riduttore richiederebbe una velocità del motore eccessivamente alta non ammessa dal vite senza fine.

Mantenendo il valore di coppia risultante all'utente e la vite trapezia a 5 principi, l'applicazione richiederebbe un riduttore a vite senza fine rapporto 1/5 ed un motore di potenza pari a (coppia 3.53/rendimento 0.7) 5 kW a 2400 rpm che mi sembra eccessivo. Un motore del genere lo potresti trovare qua.

La soluzione migliore comunque quando devi scegliere una motorizzazione, è contattare il servizio tecnico di aziende come Bonfiglioli, Rossi, Transtecno, che nella loro gamma hanno anche motori a corrente continua, e fornire loro i dati di applicazione; sulla base di questi sono in grado di trovarti la soluzione ottimale indicandoti anche le varie alternative di costo.
 
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meccanicamg

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Ok, infatti anche io facendo i calcoli con i miei fogli di calcolo storici vedo le stesse problematiche. O ti abbassa il rapporto di riduzione o comunque per tenere i dati del richiedente occorre molta potenza.
Concordo pienamente sul fatto che a questo punto occorre sentire l'ufficio tecnico della marca del motoriduttore che si sceglierà. Hanno dei tecnici validi che ti supporteranno nel calcolo e ti aiuteranno a decidere se conviene o meno una tecnologia o l'altra.
Con pignone e cremagliera sicuramente hai meno attriti, più velocità esprimibile e un po' meno precisione, oltre a non godere dell'irreversibilitá del moto.
 

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