Page 112 - 《橡塑技术与装备》2020年11期（6月上半月橡胶）

橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

②折算到电机轴端的主轴同步带轮惯量 ： ①电机本身的加速转矩 T x1
M d 2 2 πN J × 10 − 4
J d 12 = 8i dl2 xz 2 2 （21） T = J Mx ×α Mx = M max Mx （25）
x1
60t
ax
z 旋转伺服电机在速度控制模式下，根据驱动器内
将 i xz = z dl2 ×i 2 = 12 5 . 代入，得 J dl2 ≈24.7 kg∙cm 2 部的加减速时间运行，考虑胎坯惯性较大，加减速时
dl1
③主轴、外轴套惯量：胎坯组合滚压过程中，主轴、 间 可 适 当 延 长。 取 t ax =10/k sx ，k sx 为 伺 服 系 统 的 位 置
外轴套一同旋转，取 M zz =400 kg 环增益，Hz，通常取 k sx =8~25 Hz，取 k sx =10 Hz，得
M D 2 t ax =1.0 s。
J = zz z （22）
zz
8i 2 xz 将以上参数代入，得 T x1 =0.85 N∙m
取 D z =16 cm 代入，得 J zz ≈81.9 kg∙cm 2
②负荷加速转矩 T x2
④定型鼓惯量 ： 2 πN J × 10 − 4
M
max
M (D + D 2 ) T = 60 η xz η （26）
2
x2
t
J = g g z （23） ax x1 x2
g
8i xz 2 将已知数值代入，得 T x2 ≈12.5 N∙m
将 M g =30 kg，d z =14 cm，取 D g =40 cm 代入，得
③正常运行时所需转矩 T x3 ，由组合滚压产生
2
J g ≈43.1 kg∙cm 。 胎坯定型完成后，在二段主机上，使用胎面压辊、
⑤减速机的转动惯量，查 VB-DR-140-005- 胎肩压辊、后压辊对胎坯胶部件进行滚压。胎面压辊
S2-P1 减速机样本，转动惯量为 ： 气缸 DSBC-80-560-PPVA-N3，1 组 ；胎肩压辊气缸
J J2 =7.42 kg∙cm 2 DSBC-80-600-PPVA-N3，1 组 ；后压辊气缸 ADVU-
⑥胎坯旋转惯量 80-80-A-P-A，2 组；胎面压辊和胎肩压辊不同时动作，
胎坯模型图如图 3 所示，胎坯总质量 78 kg，在 某一时段，有胎肩压辊 ( 或胎面压辊 ) 和后压辊同时
两侧胎肩部位将胎坯分成左、中、右三个部分，分别 动 作 过 程。 如 图 4 所 示， 考 虑 气 缸 数 量、 缸 径 等 因
估算质量为 M 5 =24 kg、M 6 =30 kg、M 5 =24 kg，左右 素，最大滚压压力出现在胎肩压辊（或胎面压辊）和
两部分类似空心圆柱计算旋转惯量，中间部分是不同 后压辊同时动作的时段，此时，后压气压最大为 0.35
空心圆柱，其惯量之和为整个胎坯的转动惯量。 MPa。
1 M (d + D 2 )× 2 + 1 M (D + D 2 )
2
2
J = 8 5 t t i 2 8 6 t 3 （24）
t
xz
将 M 5 =24 kg，M 6 =30 kg，轮辋直径 d t =50.4 cm，
D t =110 cm，胎坯外径 D 3 =121 cm 代入，得 J t ≈1 204.0
2
kg∙cm 。
⑦主轴上旋转轴承内圈的惯量相对主轴惯量非常
小，在此忽略不计。
J xz =J dl1 +J dl2 +J zz +J g +J J2 +J t ≈1 368.9 kg∙cm 2
1—胎坯 ； 2—胎面压辊 ； 3—胎肩压辊 ； 4—后压辊
查三菱 HG-SR502J 伺服电机样本，额定转速为
图 4 定型组合压辊示意图
2 000 r/min，最大转速为 3 000 r/min，电机转子惯量 µ F × D 3
2
99.7 kg∙cm ，电机惯量比为 ： J xz /J Mx =13.7 倍，远远 T = x x 2 （27）
x3
超出电机端负载惯量 4 倍的范围。 i xz η x1 η x2
μ x —— 组合压辊与胎坯滚压摩擦系数，取 0.20
（4）负载转矩
F x —— 组合压辊对主轴中心线的压合分力最大值，
旋转伺服电机负载转矩是指电机本身的加速力
N ；其等于胎肩压辊和后压辊分力的合力。
矩、负载加速力矩和正常运行所需转矩等，成型机组
F x =F j +2×F h cos40°
合滚压过程中，伺服电机处于长时间连续性工作状态，
6
2
6
=π/4×0.08 ×0.4×10 +2×π/4×0.08 ×0.35×10 ×
2
无需频繁启动、制动，暂不考虑伺服电机一个周期内
cos40°
转矩的均方根值，但要保证负载转矩 T Lx ≤ 0.8T Mx
=4 703.6 N
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