Dimensionamento Motore

[Simone080604]

Ciao a tutto il forum,

mi sono registrato da poco, ma leggendo qua e la non sono riuscito a trovare la soluzione al mio problema.

Normalmente mi occupo di software per l'automazione, ma mi in questo momento

devo occuparmi del dimensionamento di un motore e riduttore, quindi vorrei approfittare

della vostra esperienza e disponibilità per la seguente applicazione :

- Dovrei realizzare un asse rotante di 270° su un piano

- Il peso della struttura è circa 700Kg

- Il Dp della ralla è 1122mm ed il Dp del pignone è 90mm

- Voglio effettuare la rotazione di 90° in 1sec o meno con una rampa di Acc/Dec=0,4sec circa

Dai miei calcoli teorici ( non so se sono corretti ) ottengo il seguente risultato :

- coppia necessaria del motore circa 16Nm ( 0,55Kw ) mi sembrano pochini...

- il rapporto di riduzione è pari a 7.

Qualcuno mi può aiutare ed eventualmente indicare dove trovare qualche formula

pratica o criteri di calcolo ?

Grazie a tutti

Simone080604

[Livio Orsini]

Se guardi la discussione in rilievo in questo forum tratta proprio questo argomento. Ci trovi anche un link al mio tutorial sul dimensionamento dei motori elettrici. Comunque, per il futuro, prima di postare usa la funzione "CERCA". Molti argomenti sono stati trattati da tempo in modo esaustivo!

[Pietro Buttiglione]

non citazioni, ma opere di bene

- Dovrei realizzare un asse rotante di 270° su un piano

la battezziamo tavola rotante ad azionamento periferico??? OK?

Il Dp della ralla è 1122mm ed il Dp del pignone è 90mm

ed hai un rapporto i=7....

Dimmi se ho capito bene:

Vuoi fare un passo di 90 gradi=1/4 di giro in 1s...

Il tuo pignone fara' in corrispondenza 1122/90x4 giri, cioe' 3giri quindi fa

tre giri al secondo di velocita' media e 6RPS di velocita' massima..

Facciamo conto che a valle c'e' un riduttore 1/ 7 quindi il motore ha velocita'

massima 42RPS cioe' 42x60=2500RPM... tutto OK..

L'inerzia da trascinare (disco pieno???) e' 1/2 di 700kg x 1,1 x 1,1 = circa 450kg.m2

davvero tanto! :ph34r:

Adesso la rapportiamo all'albero del motore:

Il rapporto di riduzione totale e':

1122/90=12 che x 7= 90 circa...

450/90x90= 5x90/90x90=5/90= 0,05kgm2=50gm2

Un brushless da 16 Nm(S71H Lafert) ha uno J=3,2gm2

Jtotale=53,2

t acceler,= 0,6s con Cacc.=24Nm (il resto x attriti..)

fino a 2500 RPM.. consiglio finale:

passa al 24Nm che e' meglio!

L'inerzia del motore va ad un valore piu' vicino al carico ed il sistema

risultera' piu' stabile... avrai anche qualche margine in piu' per

imprevisti o esigenze future...

ciao

pietro

[MuccaPazza]

In effetti direi che Pietro ha ragione , anche con una accelerazione di 0,4 e non di 0,6 ci dovresti star dentro alla grande(circa 35Nm), ma i 16Nm erano veramente al limite, potresti ipotizzare un 3kW....

Byeeee

[bitos]

Perchè non provi a prendere in considerazione dei motori ad accoppiamento diretto..per le tavole rotante sono indicatissimi...tra i benefit..riduzione della catena cinematica...(elimina ad esempio riduttore......)

ciao

Bitos

[MuccaPazza]

ciao bitos,

motori ad accoppiamento diretto

che tipo di motori intendi? :ph34r:

[bitos]

motori ad accoppiamento diretto..detti anche "Torque Motor" ce ne sono di vari tipi bassi giri (credo da 1rpm a 1500) alte coppie, praticamente accoppi il motore direttamente alla tavola eliminando riduttore ecc...ci sono varie possibilità...non ti dico i marchi per ovvi motivi .....

se ti servono altre info contattami...

ciao

Bitos

[MuccaPazza]

Scusate un minuto!

Stavo rileggendo il primo post di Simone080604 e vedo :

coppia necessaria del motore circa 16Nm ( 0,55Kw ) mi sembrano pochini

Quì c'è qualcosa che non quadra secondo me...16Nm e 0,55kW non è possibile!

Mi sa che voleva dire 1,6Nm, in effetti nel calcolo di Pietro vedo:

L'inerzia da trascinare (disco pieno???) e' 1/2 di 700kg x 1,1 x 1,1 = circa 450kg.m2

Ma mi chiedo...per ralla è inteso una cremagliera circolare credo (anche se credo che la ralla sia un altra cosa) e 1122 dovrebbe essere la circonferenza della "ralla" e anche del nostro ipotetico cilindro o no? quindi sarebbe 1/2 di 700kg x (1.122/6.28)2 = 11.1kgm2 e non 450!! :ph34r:

11.1/(90)2= 0.0013 + Jmotore + Jriduttore e attriti vari mi sa proprio che i calcoli di Simone080604 vadano bene!! Che figura di m……Guwaahwuaahwuaahwuaahwuaah!!!!

Bravo Simone

Pietro, io e te in castigo.

[MuccaPazza]

sorry! dp1122 quindi i conti vanno bene...

scusate la cottura di ieri sera, in castigo vado solo io! :ph34r:

ma da dove hai tirato fuori 0.55kw??? 0,55kw a 2500 giri dovrebbero essere circa 1.8Nm....

[Simone080604]

Innanzi tutto grazie infinite a tutti x l'interssamento,

x Livio,

finalmente ho trovato i testi di cui parlavi e me li sto studiando attentamente anche

perchè ci sono molti punti che ancora non ho ben capito.

x Pietro,

scusa l'ignoranza, ma dai 3giri/sec , 6RPS in poi mi sono proprio perso...

- i miei calcoli (se così li possiamo chiamare) sono i seguenti ( senza considerare acc e dec ) :

- Peso struttura circa 7000N quindi F=0,05*7000=350N , C=F*b=350*0,045=circa 16Nm

- per ruotare di 90° in 1 sec quindi 881mm in 1 sec quindi circa 53 mt/min

- ho calcolato Vp=pi*D*n quindi n=Vp:(pi*d) quindi circa 187 giri/min

- quindi per avere circa 187giri/min in uscita dal riduttore con un motore 4 poli 1410 giri

a 50Hz ( con inverter ) il rapporto di riduzione è circa 7.

Sono un disastro vero ?....

Grazie di nuovo

Simone080604

[Pietro Buttiglione]

x Pietro, scusa l'ignoranza, ma dai 3giri/sec , 6RPS in poi mi sono proprio perso...

- i miei calcoli (se così li possiamo chiamare) sono i seguenti ( senza considerare acc e dec ) :

- Peso struttura circa 7000N quindi F=0,05*7000=350N , C=F*b=350*0,045=circa 16Nm

- per ruotare di 90° in 1 sec quindi 881mm in 1 sec quindi circa 53 mt/min

- ho calcolato Vp=pi*D*n quindi n=Vp:(pi*d) quindi circa 187 giri/min

- quindi per avere circa 187giri/min in uscita dal riduttore con un motore 4 poli 1410 giri

a 50Hz ( con inverter ) il rapporto di riduzione è circa 7.

Sono un disastro vero ?....

di fretta che sono in partenza....

1) questione direct motor: con un riduttore normale epicicloidale 1/7 puoi contenere

il gioco in 1per mille... diciamo meno di 20': se l'errore conseguente e' x te accettabile

perche' spender soldi in piu'??

2) l'inerzia di 450 era riferita all'albero finale....

3) interpreto quanto sopra cosi':

Peso struttura circa 7000N quindi F=0,05*dove 0,05 e' il coefficiente di attrito? vero?

io sono solito trascurare gli attriti (tenendo in chiusura i dovuti margini..)

In realta' x un <servo> come il tuo quello che conta e' la coppia accelerante

e le varie formule sono tutte derivate dalla legge di Newton...

.....................

4) a spanne: 16Nm=1,6kgm

a 2500RPM:

1,6x2500=1,6x10.000/4=0,4x10.000=4kW.. OK?

ma i kw x i servo hanno poco significato!

ciao

pietro

[MuccaPazza]

Per Pietro,

potresti verificare per cortesia quanto segue?

Tu dici :

L'inerzia da trascinare (disco pieno???) e' 1/2 di 700kg x 1,1 x 1,1 = circa 450kg.m2

davvero tanto! :ph34r:

Ma J non è= m*r2? Ovvero 700x(1,1/2)x(1,1/2)?

= 210/2 = 105

105/90x90 = 0.013 kgm2

Poi per gli 0,4sec di acc. 3.14*2500/30= 261/0,4= 652rads2

C=0.013*652 = 8.5Nm

8.3Nm meno rendimenti, più J motore riduttore saranno circa 11/12Nm…

O no??

Byeee!

[Simone080604]

Ciao,

x Pietro e Mucca Pazza

Rileggendo il primo post mi sono accorto che ho scritto

“coppia necessaria del motore circa 16Nm ( 0,55Kw ) mi sembrano pochini...”

in realtà 16Nm sono sull’albero del riduttore che con rapporto di riduzione 7

diventano 2,2Nm del motore quindi con un motore da 0,55 posso arrivare a 3,8Nm

Nel mio secondo post forse si capiva meglio leggendo le formule.

Ancora però non ho capito da dove escono i 2500RMP in quanto ho un asincrono da 1410RMP

comunque “copiando” quanto scritto da Mucca Pazza

se PD2=P*r*r=700*0,561*0,561=220

Da cui 220/2=110 , e 110/i*i = 0,013Kgm2

_ pi*1410/30=147 ; 147/0,4=369 rads2

C=0,013 * 369=4,8Nm se poi considero rendimenti vari diciamo circa 10Nm quindi dovrei

Cavarmela con un motore da 1,5Kw giusto ?

Ho fuso

Se qualcuno può confermare sarei veramente molto grato!!

Ciao

Simone080604

[MuccaPazza]

Ciao Simone,

scusa se ti rispondo solo ora, ma sono incasinato.

a mio parere i calcoli che hai fatto questa volta quadrano.

Alcune precisazioni :

PD2 NON è j, PD2 = 4J

Jt=0,013 + Jm + Jr +Jpulegge

Devi verificare i dati del motore, riduttore ecc

Finirai sicuramente a uno Jt di 0.019 INDICATIVAMENTE!

0.019*369=7Nm/0,8 come rendimento =8.8Nm

Se questi sono i dati puoi ipotizzare anche un 4 poli da 0,75kW che ti fornisce circa 5Nm continuativi e per 0,4sec direi che non ha problemi, ma bisogna vedere come lo usi, mi sembra di capire che sono tutti dei posizionamenti/avviamenti continui e probabilmente lo 0,75, a livello di quadratura termica è piccolo. Come dici tu un 1,5kW sei tranquillo, ma se dovete mettere in produzione centinaia di queste applicazioni devi guardarci bene, anche solo una taglia in meno (1,1kW) e conseguente inverter sono soldoni.

Se vuoi fare 90° in un secondo con 0,4sec di acc significa che :

90°=1122*3,14/4 = 880mm

880/(90*3,14)=3.1 giri pignone *7=21.7giri motore/sec

Sacc=0.4*0.88/2=0.176mm

Svel=0.6*0.88=0.528mm

Stot=0.176+0.528=0.700mm

0.880-0.700=0.18mt in meno

Ti mancano 180mm

Se ti accontenti di fare il ciclo in 1,2sec circa ce la fai, se no puoi lavorare in deflussaggio un po’ sopra i 50hz calcolando la coppia che perdi (calcola un 50%in meno a 90hz CIRCA!) Oppure lavora in coppia costante fino a 87hz, ma poi ci vuole un inverter più grosso ecc ecc. hanf...hanf...

RIGUARDA BENE I MIEI CALCOLI PERCHE’ QUANDO SI FANNO COSI’ AL VOLO SI FANNO SEMPRE DEGLI ERRORI.

Byeee