Page 113 - 《橡塑技术与装备》2020年11期（6月上半月橡胶）

工程设计 王超群·子午线航空轮胎二段成型机伺服电机的设计选型

D 3 - 胎坯外径，1.21 m 3.1 主机定型调距伺服电机
将已知数值代入，得 T x3 ≈48.9 N∙m，此转矩为伺 原电机、减速机型号 ： HG-SR352BJ 配 VB-
服电机工作转矩。 DR-180-020-S2-P1。相关参数 ：额定转速 2 000 r/
2
④最大负荷转矩 min ；最大转速 3 000 r/min ；惯量 88.2 kg∙8cm ；额
T xmax =T x1 +T x2 +T x3 ≈62.3 N∙m 定转矩 16.7 N∙m，最大转矩 50.1 N∙m。
三菱 HG-SR502J 伺服额定转矩 23.9 N∙m，最大 折算到电机轴端的负载情况 ：转速 637.5 r/min ；
2
转矩 71.6N∙m，显然，不能满足（27）式要求，同时， 最大转速 785 r/min ；惯量 18 kg∙cm ；工作转矩 39.9
电机负载惯量比远远超出不得大于 4 倍的规定，需要 N∙m，最大转矩 54.1 N∙m。
对伺服电机减速机重新选型。 选型判定结果 ：不合格。
根据以上相关参数，选择三菱伺服电机减速机， 不合格项 ：工作转矩和最大转矩超过电机额定转
将电机减速机减速比由 1:5 更换为 1:17，额定转矩 矩和最大转矩。
23.9 N∙m，最大转矩 71.6 N∙m，电机惯量 J Mx ˊ=99.7 重新选型电机、减速机 ： HG-SR702BG1 配 KB180-
2
kg∙cm ，减速机速比 1:17，减速机型号 ： KB180- 29-S2-P2 三菱品牌。
17-S2-P2，减速机传动效率 η x1 ˊ=94% 重新选型后电机参数 ：额定转速 2 000 r/min ；
2
将以上数值重新核算，得 ： 最大转速 3 000 r/min ；惯 量 161 kg∙cm ；额定转矩
N M ˊ=1 912.5 r/min，最大速度 N Mmax ˊ=2 762.5 r/ 33.4 N∙m，最大转矩 100 N∙m。
min。 折算到电机轴端的负载情况 ：转速 926.3 r/min ；
2
J dl1 ˊ≈0.67 kg∙8cm 2 最大转速 1 140 r/min ；惯量 24.5 kg∙cm ；工作转矩
J dl2 ˊ≈2.1 kg∙cm 2 26.3N∙m，最大转矩 62.3N∙m。
J zz ˊ≈7.08 kg∙cm 2 重新选型验证结果 ：合格。
J g ˊ≈3.7 kg∙cm 2 3.2 主机旋转伺服电机
2
J J2 ˊ=15.2kg∙cm （查三菱伺服电机减速机样本） 原电机、减速机型号 ： HG-SR502JVB-DR-140-
J t ˊ=104.2 kg∙cm 2 005-S2-P1 相关参数 ：额定转速 2 000 r/min ；最大转速
J xz ˊ≈133 kg∙cm 2 3 000 r/min ；惯 量 99.7 kg∙cm ；额定转矩 23.9N∙m，
2
查三菱 HG-SR502J 伺服电机样本，额定转速为 最大转矩 71.6 N∙m。
2 000 r/min，最大转速为 3 000 r/min，电机转子惯量 折算到电机轴端的负载情况 ：转速 562.5 r/min ；
2
2
J Mx ˊ=99.7 kg∙8cm ，电机惯量比为 ： J xz ˊ/J Mx ˊ=1.33 倍， 最大转速 812.5 r/min ；惯量 1 368.9 kg∙cm ；工作转
远远低于电机端负载惯量 4 倍的范围，负载惯量匹配。 矩 51.6 N∙m，最大转矩 65.7 N∙m。
T x1 ˊ≈2.88N∙m 选型判定结果 ：不合格。
T x2 ˊ=4.17N∙m 不合格项 ：工作转矩超过电机额定转矩，负载惯
T x3 ˊ≈14.5N∙m 量比超过规定值。
T Mx ˊ≈21.6N∙m 重新选型电机、减速机 ： HG-SR502J（不变）配
三菱 HG-SR502J 伺服电机额定转矩 23.9 N∙m KB180-17-S2-P2 三菱品牌。
的 0.8 倍大于负荷转矩 T x3 ˊ(14.5N∙m)，电机最大转矩 重新选型后电机参数 ：额定转速 2 000 r/min ；
2
71.6 N∙m 大于最大负荷转矩 T Mx ˊ(21.6 N∙m)，对主机 最大转速 3 000 r/min ；惯量 99.7 kg∙cm ；额定转矩
旋转伺服电机减速机重新选型合格。 23.9 N∙m，最大转矩 71.6 N∙m。
折算到电机轴端的负载情况 ：额定转速 1 912.5 r/
2
3 二段成型机主机旋转和定型伺服电机 min ；最大转速 2 762.5 r/min ；惯量 133 kg∙cm ；工
选型汇总 作转矩 14.5 N∙m，最大转矩 21.6N∙m。
二段成型机主机重新选型更换伺服电机、减速机 重新选型验证结果 ：合格。
过程中，对如下选型参数进行了汇总。 二段成型机定型调距伺服电机选型关键点在于负
载转矩的计算，旋转伺服电机选型具有较大的负载惯

年
2020 第 46 卷 ·57·