第一步 电机尺寸的选择(力的需求)
需要多大的力矩? 机械尺寸的要求? 电机转速的要求(电机的电流大小于与转速的高低成正比)?
下列图表描述了电机尺寸大小与最大推力,及负载上限数值:
随着电机尺寸的增加,电机的输出推力相应增加。
第二步 导程的选择(力量和速度的需求)在根据推力选择合适的电机尺寸后,选择合适的导程还要考虑速度和加速度。丝杆步进电机的速度与推力成反比关系,即增加电机的运行速度,则会相应减少电机的推力。为完善电机/丝杆的选择数据,请参考不同电机尺寸的速度/推力曲线。
尽管这两个步骤为电机/丝杆的选择提供了一个基础,但其它变量也必须考虑:
1.系统的负荷是多少?静负荷:丝杆静止状态下可承受的最大推力。动负荷:丝杆处于运动状态下可承受的最大推力。力矩:驱动丝杆系统所需要的力矩,包括:1、惯性力矩,2、摩擦力矩,3、负载力矩。2.水平还是垂直负荷?垂直负荷下需要考虑电机失电后的自滑动,必要时需考虑安装刹车装置以作保护。垂直负荷下还应将负载本身重量考虑在负载计算中。3.对电机的最高运行速度是多少?为选择合适的丝杆导程参数。导程越大,则丝杆旋转一圈螺母走过的直线距离越长。低速度宜选择导程较小的丝杆,高速度宜选择较大的丝杆。4.有效行程的长度是多少?5.系统的精度要求是多少?丝杆精度:一般以线性精度来衡量丝杆精度,即丝杆旋转若干圈后实际行程与理论行程的误差。重复定位精度:重复定位精度为系统能够重复到达指定位置的精度定义,对系统是一个重要的指标。背隙:背隙是丝杆和螺母静止时两者轴向的相对可移动量。随着工作时间的增加,由于磨损也会导致背隙增加。背隙的补偿或校正可由消隙螺母来实现。当需要双向定位时,背隙是需要被关注的。6.如何选择合适的丝杆电机类型贯通轴式、外部驱动式、固定轴式哪种符合你的机械结构设计?如何将运动物体与丝杆相联?
由于许多变量会影响到电机选型,所以在选型时,强烈建议用户在确定方案前,进行实际测试。丝杆电机的通用参数丝杆材料 : 303/304 不锈钢丝杆涂覆 : 可选铁氟龙涂覆丝杆精度(线性精度) : 0.18mm~300mm,跟导程有关丝杆效率 : 35%~85%背隙 : 一般为 ±0.13mm(跟导程有关)螺母材料 : 带自润滑材料的 POM 或金属螺母丝杆/螺母寿命 : 一般为 500 万次周期,具体取决于负载、速度和环境。