napęd za pomocą serwa:
redukcja pasek zębaty 1/2 n~98%,
śruba trapez n~30%, toczna n~98-99%
serwo 0,22Nm~2,2kGcm? maksymalny/nominalny? wykres?
Moment z red. 2,2x2x0,98=4,3kGcm
śruba trapez? skok 5mm
60/5=15 (60mm - obwód walca o promieniu 1cm, 5mm - skok śruby)
Siła wyjściowa 4,3x15x0,3=19,35kG wzrośnie odpowiednio ze wzrostem sprawności...
dla kulowej
4,3x15x0,98=63,2kG
przyjmuję wartości sprawności możliwie minimalne,
aby uniknąć późniejszych zdziwień...
prędkość: 6000/min = 100/s
100/2redx5mm=250mm/s
zależnie od długości śruby i sposobu mocowania zakończeń,
trzeba pamiętać o prędkości krytycznej (nomogramy)
chyba w tym przypadku nie chodziło o śrubę trapez?
Wartość siły dla śr. kulowej odpowiada spotykanym
dla mniejszych frezarek ISEL (60-90kG)
W praktyce może okazać się, że podczas samej obróbki
uzyska się podobne osiągi - trapez sztywniejszy (samohamowność,
nie przenosi tak drgań w kierunku silnika),
dla kulowej zaś szybsze dojazdy. (frezowanie HSM, małe narzędzia)
Przy osi Z wskazana może okazać się samohamowność śr. trapez,
luz kasuje ciężar wrzeciona+
(w wielu maszynach z śr. kulowymi widać spreżyny)
Są dostępne śruby trapez KERK - sprawność nawet powyżej 80%,
dostępne u naszych południowych sąsiadów:
http://www.microcon.cz
do tanich nie należą...
na stronie:
www.nookindustries.com
rozbudowany dział techniczny w katalogu śrub.
str. 77
siła dynamiczna dla nakrętki metrycznej z danego materiału,
moment obrotowy niezbędny aby unieść 1kN
i inne - podają tam znacznie wyższe sprawności...
Nie miałem niestety możności sprawdzenia w praktyce obliczeń
dla napędu śrubowego.
Mam nadzieję, że wyliczenia są w miarę poprawne?
Pozdrowienia.

takie sobie uproszczone liczenie:
dane:
silnik serii Nema23: 200 kroków/obrót, 6kGcm
pasek zębaty T2,5
koło zębate 20T2,5
zamocowane bezpośrednio na wale silnika

obwód koła zębatego = 20x2,5 = 50mm
50mm/200 kroków = 0,25mm/krok
6kGcm to znaczy moment trzymający 6kG na stycznej do walca o promieniu 1cm,
obwód tego walca to ~63mm
63/50=1,26
czyli moment trzymający to ~7,5kG
można do obliczeń sił przyjąć pi=3 - uwzględniając tym samym sprawność
napędu, czyli otrzymujemy ok. 7,2kG
Siła uzyskana wynika z danych znamionowych,
w praktyce potrzebny jest jeszcze wykres moment/częstotliwość taktowania,
dostępny z danych katalogowych producenta danego silnika.
Np. dla 2kHz moment powyższego silnika (pełen krok, 24V)
wyniesie 3KGcm, w naszym przypadku uzyskamy siłę uciągu: 3x1,2=3,6kG
przy prędkości posuwu 0,25mm/krokx2000krok/s=500mm/s
Należy uwzględnić również straty na zespołach łożysk liniowych
i przemieszczane masy.
W praktyce rozdzielczość i siły są zbyt małe aby napędzić któreś z naszych urządzeń.
Pełen krok - wszystko będzie rzęziło i drgało.
W opisanym przypadku powinna zostać wprowadzona przekładnia redukcyjna
o przełożeniu min. 1/2 i sterownik mikrokrokowy (siła trochę mniejsza)
Dla plotera kreślącego czy tnącego wystarczy rzeczywista siła na wózku pisaka
od 3kG, przy łącznej masie napędzanej rzędu 1,5kg.
Przy małych frezarkach modelarskich do balsy, sklejki, siła rzędu 15kG
może okazać się wystarczająca (ostatnio frezowałem i grawerowałem PCB
na ploterze dysponującym siłą max. 4,5kG przy małych prędkościach).

Dla napędu śrubowego można siły policzyć w podobny,
uproszczony sposób:
obwód nominalny ~6cm,
to jeśli zaastosowana śruba ma skok 0,4cm/obrót, redukcja wyniesie 6/0,4=15,
zatem dla silnika 6kGcm siła trzymająca wyniesie 15x6=90kG.
(wiem - śruba trapez jest samohamowna)
dla podanej poprzednio częstotliwości 2kHz i momentu z wykresu 3kGcm,
uzyskamy siłę 45kG -wygląda super.
W tym momencie należy jednak uwzględnić sprawność napędu śrubowego:
bezpiecznie licząc 0,3x45kG=13,5kG uzyskanej, rzeczywistej siły uciągu,
prędkość przejazdu 2000krok/s x 0,02mm/krok = 40mm/s (4mm/200).
Też przy pełnym kroku. Masa napędzana nie powinna przekroczyć 7kg.
W tych obliczeniach nie uwzględniłem inercji itp.
Wielkość mas - zapas na akcelerację.
Dla napędu paskowego - sprawdzone wagą dynamometryczną,
praktycznie na moich ploterach. I działa.
Z tym, że zawsze pracuję z mikrokrokiem.
Może ktoś ma inny, prosty sposób liczenia?
Jeśli coś nie tak, to proszę o komentarz!