background image

O

O

g

g

ó

ó

l

l

n

n

y

y

 

 

s

s

c

c

h

h

e

e

m

m

a

a

t

t

 

 

b

b

l

l

o

o

k

k

o

o

w

w

y

y

 

 

s

s

i

i

ł

ł

o

o

w

w

n

n

i

i

k

k

a

a

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

 

z

z

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

e

e

m

m

 

 

e

e

l

l

e

e

k

k

t

t

r

r

y

y

c

c

z

z

n

n

y

y

m

m

 

 

 

ω

1

 

ω

v

max

 (L) 

v

max

 

ω

3

 

Sterownik

Silnik 

elektryczny 

DC 

Reduktor

Prz

e

k

ładnia spr

gaj

ą

ca 

Przetwornik 

położenia 
kątowego 

Przetwornik 

położenia 
liniowego 

Mechanizm 

zamiany 

ruchu 

Popychacz

 

background image

S

S

c

c

h

h

e

e

m

m

a

a

t

t

 

 

i

i

d

d

e

e

o

o

w

w

y

y

 

 

z

z

e

e

s

s

p

p

o

o

ł

ł

u

u

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

z

z

 

 

r

r

e

e

d

d

u

u

k

k

t

t

o

o

r

r

e

e

m

m

 

 

h

h

a

a

n

n

d

d

l

l

o

o

w

w

y

y

m

m

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

background image

S

S

c

c

h

h

e

e

m

m

a

a

t

t

 

 

i

i

d

d

e

e

o

o

w

w

y

y

 

 

z

z

e

e

s

s

p

p

o

o

ł

ł

u

u

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

 

z

z

 

 

w

w

i

i

e

e

l

l

o

o

s

s

t

t

o

o

p

p

n

n

i

i

o

o

w

w

y

y

m

m

 

 

r

r

e

e

d

d

u

u

k

k

t

t

o

o

r

r

e

e

m

m

 

 

 

 

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

 

1. Obliczenie śruby na wyboczenie 

 

 

 

moment bezwładności przekroju 

     

 poprzecznego śruby 

β

  

współczynnik zależny od sposobu 

     

 zamocowania pręta

 

L – 

długość popychacza pracująca na wyboczenie 

d

r

 – 

średnica rdzenia śruby, (d

3

Musi być spełniony warunek: 

 

 

 

F

max

  

  F

kr 

 

(1)   

 

F

kr

 - 

siła krytyczna, powodująca wyboczenie śruby popychacza 

 

 

2

2

kr

L

J

E

F

β

π

=

 

 (2) 

 

moduł sprężystości materiału śruby, dla stali, 

 E = 2,1 

 10

5

 MPa,

 

64

d

J

4

r

π

=

      

(3)

 

background image

 

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

 

Całkowita długość popychacza to: 

max

z

d

c

L

L

L

L

+

+

=

  

(4) 

L

d

    – 

długość popychacza, od jego wyjścia z nakrętki do czoła, w skrajnym położeniu, gdy jest 

          

 najmniej wysunięty, w projekcie przyjąć L

d

 = 20 

÷

 40 mm,

 

L

max

 – 

zakres ruchu wg tematu,

  

L

z   

  – 

długość ześrubowania, L

z

 ≥ (3 

÷

 6)d

 

 

obudowa

 

nakrętka popychacz 

kierunek

 

 

ruchu 

łożysko toczne

 

L

d

 

L

z

 

L

max

 

 

 

WM_2005 

Popychacz może najłatwiej ulec wy-
boczeniu, gdy jest maksymalnie wy-
sunięty. Długość tej wysuniętej z na-
krętki części popychacza wynosi: 

 

L = L

max

 + L

d

 

(5) 

 

Jako miejsce utwierdzenia swobodne-
go popychacza przyjmujemy jego po-
łączenie z gwintem nakrętki. 
 Dla takiego schematu współczynnik 

β

 = 2.  

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

Jeśli w trakcie pracy nastąpi przeciążenie, to wtedy siła osiowa obciążająca 

popychacz będzie równa:  

max

max

Q

k

F

=

 

(6)

 

gdzie

: 

Q

max

 – 

maksymalna siła obciążająca popychacz,

 

 

k

 – 

współczynnik przeciążenia przyjmowany zależnie od przewidywanych wa-

runków pracy (w projekcie przyjąć k = 3

 

Minimalną średnicę rdzenia popychacza d

r min

, ze względu na wyboczenie, 

wylicza się przyjmując, że największa siła osiowa obciążająca popychacz 

F

max

 

jest mniejsza lub co najwyżej równa sile krytycznej 

F

kr

4

3

2

2

max

min

r

E

L

Q

k

64

d

π

β

 

(7)

 

 

Średnica rdzenia dobranej śruby powinna być większa od średnicy wyliczonej ze 
wzoru (7). 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

2. Obliczenie śruby na rozciąganie (ściskanie) 

 

Osiowa siła Q

max

 wywołuje również ściskanie lub rozciąganie popychacza, a na-

prężenia 

σ

c,r

 wywołane maksymalną siłą osiową F

max

 nie mogą przekroczyć war-

tości dopuszczalnej k

c,r

.  

r

,

c

2

r

max

max

r

,

c

k

d

Q

k

4

S

F

π

=

=

σ

  

 

(8)

 

gdzie:  

σ

c,r

     – naprężenia ściskające (rozciągające), 

Q

max

   – zadana robocza siła działająca w osi popychacza,  

S  

– powierzchnia przekroju rdzenia śruby, 

d

r

    – średnica rdzenia śruby, 

k

c,r

   – dopuszczalne naprężenia ściskające lub rozciągające, przyjąć k

c,r

 = 0,5 

⋅ R

e

 

 

Jeśli długość ześrubowania jest odpowiednio duża – L

z

 > (3 

÷

 4)d

r

 , nie ma po-

trzeby sprawdzania połączenia na ścinanie gwintu i na naciski. 

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

Materiał na popychacz 

 

 

Gatunek stali 

Granica plastyczności R

[MPa] 

A11 – stal automatowa, po walcowaniu 

345 

A45 – stal automatowa, po walcowaniu 

325 

45 – stal wyższej jakości, bez obr. cieplnej 

360 

45 – stal wyższej jakości ulepszana cieplnie 

430 

50G – stal niskostopowa normalizowana 

390 

15H – stal stopowa, hartowana  

490 

NW1 – „srebrzanka”, ulepszona cieplnie 

650 

 
 
 
 
 
 
 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

3. Dobór średnicy śruby popychacza ze względów technologicznych 

 

Należy wziąć pod uwagę możliwości wykonania popychacza o określonej 

długości w odniesieniu do jego średnicy. 

 

Całkowita długość  

popychacza  

Zalecana minimalna 

średnica gwintu 

L

c

 < 75 

M3 

75 < L

c

 < 100  

M4 

100 < L

c

 < 150 

M5 

L

c

 >150 mm 

M6 

 

Ze względów technologicznych lepiej przyjąć większą średnicę popychacza, 
szczególnie gdy oszacowana długość całkowita jest blisko górnej granicy prze-
działu.  

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

4. Ostateczny dobór średnicy śruby popychacza 

 

Doboru średnicy gwintu popychacza należy dokonać biorąc pod uwagę 

wszystkie trzy wyżej omówione kryteria: 

 

a) wyboczenie popychacza,  
b) wytrzymałość na ściskanie (rozciąganie),  
c) względy technologiczne. 

 

 
Skok gwintu P śruby można dobierać w korelacji z żądaną rozdzielczością 

s 

pomiaru położenia oraz liczbą impulsów tarczy przetwornika położenia kątowe-
go. 
Nie jest to jednak konieczne, gdyż obecnie dostępne są tarcze nawet o bardzo 
dużej liczbie impulsów na jeden obrót, znacznie przekraczającej potrzeby tego 
projektu.  

 
 
 
 
 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

 

Wybrane parametry gwintu metrycznego (wg PN-83/M-02013) 

 

Oznaczenie gwintu

P [mm] 

D

2

 = d

2

 

d

r

 = d

3

 

D

1

 = d

1

 

 M3 

0,50 

2,675 

2,387 

2,459 

 M3

×0,35 

0,35 2,773 2,571  2,621 

 M4 

0,70 

3,545 

3,141 

3,242 

 M4

×0,5 

0,50 3,675 3,387  3,459 

 M5 

0,80 

4,480 

4,019 

4,134 

 M5

×0,5 

0,50 4,675 4,387  4,459 

 M6 

1,00 

5,351 

4,773 

4,917 

 M6

×0,75 

0,75 5,513 5,080  5,188 

 M6

×0,5 

0,50 5,675 5,387  5,459 

 M8 

1,25 

7,188 

6,466 

6,647 

 M8

×

1,00 7,350 6,773  6,917 

 M8

×0,75 

0,75 7,513 7,080  7,188 

 M8

×0,5 

0,50 7,675 7,387  7,459 

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

 

Wybrane parametry gwintu metrycznego (wg PN-83/M-02013) 

 

Oznaczenie gwintu

P [mm] 

D

2

 = d

2

 

d

r

 = d

3

 

D

1

 = d

1

 

 M10 

1,50 

9,026 

8,160 

8,376 

 M10

×1,25 

1,25 9,188 8,466  8,647 

 M10

×

1,00 9,35 8,773 8,917 

 M10

×0,75 

0,75 9,513 9,080  9,188 

 M10

×0,5 

0,50 9,675 9,387  9,459 

 M12 

1,75 

10,863 

9,853 

10,106 

 M12

×1,5 

1,50 11,026 10,160 10,376 

 M12

×1,25 

1,25 11,188 10,466 10,647 

 M12

×1,0 

1,00 11,350 10,773 10,917 

 M12

×0,75 

0,75 11,513 10,080 11,188 

 M12

×0,5 

0,50 11,675 11,387 11,459 

 
 
 
 
 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

5. Obliczenie prędkości obrotowej nakrętki - n

nut

 

⎥⎦

⎢⎣

=

min

obr

P

v

60

n

max

nut

 

(9) 

 

6. Wstępne obliczenie przełożenia całkowitego przekładni - i

c

 

Pierwszym elementem łańcucha kinematycznego wykonującym ruch obroto-

wy jest wałek silnika, ostatnim zaś nakrętka.  

Wymagana prędkość obrotowa nakrętki n

nut 

 jest znacznie mniejsza niż robo-

cza prędkość obrotowa wałka silnika. Dlatego między tymi elementami musi być 
zastosowana przekładnia o przełożeniu redukcyjnym - i

p

.  

nut

s

p

n

n

i

=

 

(10)

 

n

s

 – wstępnie przyjęta prędkość robocza sil-

nika, w [obr/min], zalecane jest przyjęcie 
prędkości n

s

 = (5000 

÷ 6000) obr/min 

v

max

 – maksymalna prędkość liniowa 

śruby (popychacza), [mm/s], 

P   – skok gwintu śruby, w [mm]

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

 

7. Sposób realizacji przełożenia  - i

p

 

 

Zadaniem przekładni jest redukcja prędkości oraz połączenie dwóch elementów 
o równoległych do siebie osiach: silnika i nakrętki.  

 

a) przełożenie małe, i

p

 

 8 

Zastosować przekładnię własnej konstrukcji, jedno lub najwyżej dwustop-
niową. Graniczna wartość przełożenia (i

p

 = 8) podana jest orientacyjnie. 

 

b) przełożenie duże, i

p

 > 8 

- zastosować dwu lub trzystopniową przekładnię zębatą własnej kon-

strukcji, 

3

2

1

p

i

i

i

i

=

 

(11) 

- zastosować handlowy motoreduktor, a więc połączenie silnika z redukto-

rem oferowanym przez producenta silnika o przełożeniu i

m

 . Do połącze-

nia równoległych osi motoreduktora i nakrętki, konieczne jest zastoso-
wanie jednostopniowej przekładni sprzęgającej o przełożeniu i

s

 . 

s

rh

p

i

i

i

=

 

(12)

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

8. Sprawność przekładni redukcyjnej - 

η

p

  

 

a) reduktor wielostopniowy 

 

Zakładamy, że sprawność jednostopniowej drobnomodułowej przekładni zę-

batej jest równa

η

i

 = 0,9.  

Ta wartość uwzględnia zarówno straty na tarcie w zazębieniu jak i opory ru-

chu ułożyskowania ślizgowego. 

Sprawność przekładni wielostopniowej  jest iloczynem sprawności poszcze-

gólnych stopni:  

...

3

2

1

p

=

η

η

η

η

 

(13) 

gdzie:  

η

p

 – sprawność przekładni wielostopniowej 

η

i

 – sprawność pojedynczego stopnia wielostopniowej przekładni 

 
 
 
 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

8. Sprawność przekładni redukcyjnej - 

η

p

  

 

b) reduktor handlowy i stopień sprzęgający 

 

W tym przypadku sprawność przekładni redukcyjnej jest iloczynem sprawno-

ści reduktora handlowego 

η

rh

 i sprawności stopnia sprzęgającego 

η

s

 

s

rh

p

η

η

η

=

 

(14) 

Sprawność 

η

rh

 reduktorów handlowych można odczytać z katalogów. Wstęp-

nie zaleca się przyjąć: 

η

rh

  = 0,7 

÷ 0,8, gdy będzie to przekładnia planetarna (sprawność tych prze-

kładni nie jest zbyt duża). 

η

rh

  = 0,9

k

,        gdy będzie to wielostopniowa przekładnia walcowa 

Wcześniej warto przejrzeć katalogi, aby zorientować się jakie reduktory oferuje 
producent.   
Sprawność stopnia sprzęgającego należy przyjąć  

η

s

 = 0,9. 

 
 
 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

9. Sprawność zespołu śruba - nakrętka - 

η

sr-n

  

 

 

)

'

(

tg

tg

n

sr

ρ

+

γ

γ

=

η

 

(15)

 

 

 

2

d

P

arctg

π

=

γ

 

(16)    

2

cos

arctg

'

arctg

'

α

µ

=

µ

=

ρ

    (17) 

µ’ – pozorny współczynnik tarcia,  
µ - współczynnik tarcia materiałów śruby i nakrętki 

γ

  –  kąt pochylenia linii śrubowej gwintu,  

ρ

  – pozorny kąt tarcia,  

α

  – kąt zarysu gwintu, dla gwintu 

      metrycznego 

α = 60

P  – skok gwintu w mm,  
d

2

 – średnia średnica gwintu w mm

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

10. Sprawność zespołu napędu liniowego - 

η

znl

 

 

Sprawność mechanizmu jest iloczynem sprawności zespołów tworzących 

łańcuch kinematyczny tego mechanizmu.  

W zespole napędu liniowego ZNL łańcuch kinematyczny, między wałkiem 

silnika a popychaczem, tworzą:  

- wielostopniowy reduktor zębaty o sprawności 

η

p

 ,  

- zespół śruba – nakrętka o sprawności - 

η

sr-n

 .  

Zatem sprawność całego zespołu napędu liniowego ZNL jest równa: 

n

sr

p

znl

η

η

=

η

 

(18)

 

 

Przykład: 

Sprawność reduktora trzystopniowego: 

η

p

 = 0,9 • 0,9• 0,9 = 0,729 

Sprawność zespołu śruba–nakrętka: 

η

sr-n

 = 0,088 (gwint M5x0,5, współczynnik tarcia dla 

materiałów stal-mosiądz - 

µ

 = 0,3) 

 

Sprawność całego mechanizmu ZNL: 

η

znl

 = 

η

p

 

⋅ η

sr-n

 

= 0,729 

⋅ 0,088 = 0,064 

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

11. Minimalna moc na popychaczu – N

sr

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Q

max 

 

 

v

max 

 
 
 
 

 

 

Moc, która musi być dostarczona przez napęd do popychacza jest równa:  

]

w

[

1000

v

Q

N

max

max

sr

=

 

(19)

 

gdzie: Q

max

 

– maksymalne robocze obciążenie popychacza (śruby) wyrażone w [N],

  

v

max

 

– maksymalna prędkość ruchu popychacza wyrażona w [mm/s]

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

 

12. Minimalna moc silnika napędowego – N

siln

 

 

Moc na popychaczu zredukowana do wałka silnika, czyli moc obliczeniowa 
 – N

obl

, jest równa:  

 

znl

sr

obl

N

N

η

=

 

(20)

 

 

W celu zapewnienia poprawnej pracy zespołu należy dobrać silnik o mocy – 
N

siln

, nieco większej niż moc obliczeniowa N

obl

 :  

 

obl

ln

si

ln

si

N

k

N

=

 

(21)

 

 

gdzie: k

siln

 – współczynnik bezpieczeństwa, należy przyjmować k

siln

 = (1,3 – 1,5)  

 

Wyznaczona moc N

siln

 pozwala wybrać z całego katalogu kilka silników 

wśród których należy poszukiwać najlepszego. Dla wybranego silnika należy 
ustalić punkt jego pracy, czyli określić prędkość roboczą n

siln

. Oznacza to, że 

możliwe jest wtedy wyznaczenie wartości przełożenia przekładni redukcyjnej. 

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

 

13. Moment – M

nut

 niezbędny do zapewnienia ruchu obrotowego nakrętki  

 

Moment niezbędny do zapewnienia ruchu obrotowego nakrętki - M

nut

 jest 

równy momentowi tarcia w połączeniu śruba-nakrętka.  

Określa się go podczas pracy układu a więc wtedy, gdy śruba jest obciążona 

siłą osiową Q

max

.  

W obliczeniu pominięto moment oporów ruchu w ułożyskowaniu nakrętki.   

 

(

)

'

tg

d

Q

5

,

0

M

2

max

nut

ρ

+

γ

=

 

(22)

 

 

gdzie: d

2

       – średnia średnica gwintu popychacza w mm, 

γ

        – kąt pochylenia linii śrubowej gwintu popychacza, wg (16) 

ρ

      – pozorny kąt tarcia pary materiałów śruby i nakrętki, wg (17) 

Q

max

 – siła osiowa obciążająca popychacz, w [N],  

M

nut

  – moment wyrażony w mNm 

 
 
 
 
 
 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

14. Moment obciążenia zredukowany do wałka silnika – M

zred

  

 
 
 

Moment M

nut

 niezbędny do zapewnienia ruchu obrotowego nakrętki jest mo-

mentem obciążającym silnik. Jego wartość jest zmniejszona przez przekładnię 
redukcyjną znajdującą się między wałkiem silnika a nakrętką. Bezpośrednim ob-
ciążeniem wałka silnika jest więc moment M

zred

, którego wartość jest równa:  

 

p

p

nut

zred

i

M

M

η

=

  [mNm] 

(23)

 

 
 

gdzieM

nut

 – moment niezbędny do zapewnienia ruchu obrotowego nakrętki, 

wyrażony w mNm 

i

p

     – przełożenie przekładni redukcyjnej między wałkiem silnika a na-

krętką, w mNm, wg (12), 

η

p

    – sprawność przekładni redukcyjnej znajdującej się między wałkiem 

silnika a nakrętką, wg (14),  

 
 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

15. Charakterystyki obciążeniowe silnika prądu stałego 

 

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

16. Dobór punktu pracy silnika prądu stałego 

 

Wykorzystuje się liniowy przebieg charakterystyki prędkości w funkcji obciąże-
nia, n = f(M). Punkt pracy dobiera się tak, aby moment obciążenia zredukowany 
do wałka silnika znajdował się między 0,5M

h

 a 1/7 M

h

 . 

 

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

16. Dobór punktu pracy silnika prądu stałego (cd) 

 

Z rysunku charakterystyki wynika następująca zależność:  

 

h

zred

h

o

s

M

M

M

n

n

=

 (24) 

 

w której: 
n

o

     – prędkość biegu jałowego silnika [obr/min] ,  

n

s

     – prędkość robocza silnika,  

M

h

    – moment rozruchowy (startowy) silnika,  

M

zred

 – moment obciążenia zredukowany 

           do wałka silnika. 

 

 
 
 
 

 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

16. Dobór punktu pracy silnika prądu stałego (cd) 

 

Obliczenia należy przeprowadzić metodą kolejnych przybliżeń do momentu aż 
nowa wyliczona prędkość obrotowa będzie mniejsza od poprzedniej o mniej niż 
50 obr/min.  

 

Wyniki obliczeń najlepiej przedstawić w tabeli. 

 

 

n

k

i M

zred

n

k+1

 

∆n 

1 6000  80  2,53 7500 1500 
2 7500   

 

 

 

       

n

i

 

 

≤50 

 

Obliczona robocza prędkość obrotowa silnika n

s

 oraz odpowiadające jej przeło-

żenie i

p

 przekładni to wartości które przyjmujemy w projekcie.  

 
 
 
 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

17. Dobór reduktora handlowego oraz przełożenia stopnia sprzęgającego 

 

Reduktor handlowy należy dobrać spośród zalecanych do danego silnika. Re-
duktory jednego typu (o jednej średnicy zewnętrznej) realizują wiele przełożeń.  
Należy zabiegać aby stopień sprzęgający miał przełożenie i

sp

 = 2

÷4. Stwarza to 

szansę na to, że przy przyjętej, ze względów konstrukcyjnych, odległości osi mo-
toreduktora i popychacza, liczba zębów zębnika osadzonego na wałku motore-
duktora będzie niezbyt duża, mniejsza niż z

g

 = 17.  

Dobierając reduktor handlowy należy sprawdzić jaka jest zalecana dla niego 
przez producenta prędkość wejściowa przy pracy ciągłej (zwykle  jest to n

we

 = 

5000

÷8000 obr/min).  

Jeśli wybrany silnik pracuje przy prędkości roboczej n

s

 >  n

we

 reduktora, wtedy 

nie jest możliwa praca ciągła napędu. W takiej sytuacji należy: 

- przyjąć pracę nieciągłą dla zespołu, umieszczając na rysunku złożenio-

wym uwagę: Dopuszcza się pracę np. 8-10 godzin na dobę. 

- dobrać nowy silnik dla którego prędkość robocza n

s

 będzie mniejsza niż 

prędkość n

we

 reduktora. 

 
 

background image

Z

Z

e

e

s

s

p

p

ó

ó

ł

ł

 

 

n

n

a

a

p

p

ę

ę

d

d

u

u

 

 

l

l

i

i

n

n

i

i

o

o

w

w

e

e

g

g

o

o

 

 

 

18. Moment sprzęgła przeciążeniowego M

sp

 

 

 

Moment przenoszony przez sprzęgło  przeciążeniowe M

sp

  powinien być 

30÷50% większy od momentu roboczego jakim jest M

nut

.  

nut

sp

M

)

5

,

1

3

,

1

(

M

÷

=

 

19. Minimalna liczba impulsów n

imp

 tarczy na jeden obrót  

Liczba impulsów tarczy na jeden obrót wynika z zadanej rozdzielczości 

s oraz 

ze skoku p gwintu popychacza. 

s

p

1000

n

imp

=

 

gdzie: p – skok gwintu wyrażony w mm, 

∆s – rozdzielczość wyrażona w µm 

Niekiedy w katalogach podana jest liczba cykli CPR tarczy na jeden obrót. Wte-
dy należy tarczę dobierać według liczby CPR korzystając z zależności: 

imp

CPR

n

25

,

0

n

=