正確選型電機(jī)需要滿足 3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：轉(zhuǎn)矩、負(fù)載慣量和速度。對(duì)于本電機(jī)選型基礎(chǔ)系列的第一部分，我將解釋什么是負(fù)載轉(zhuǎn)矩，如何針對(duì)特定應(yīng)用示例計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩，以及它如何滿足應(yīng)用的轉(zhuǎn)矩要求。

什么是扭矩?

扭矩定義為距旋轉(zhuǎn)軸一定距離的旋轉(zhuǎn)力。它以英制單位 lb-in(磅英寸)或公制單位 Nm(牛頓米)等單位進(jìn)行測(cè)量。扭矩與電機(jī)的馬力同樣重要，甚至更重要。馬力是工作完成的速度，計(jì)算方法是扭矩乘以速度。換句話說(shuō)，扭矩是做功的能力，功率是做功的速度。

什么是負(fù)載扭矩?

扭矩有兩個(gè)主要組成部分：負(fù)載扭矩和加速扭矩。 負(fù)載扭矩是應(yīng)用程序不斷需要的扭矩量，??包括摩擦載荷和重力載荷。 加速扭矩是負(fù)載達(dá)到最大加速和減速速率所需的扭矩。負(fù)載需要加速的越快，加速力矩就越大。有時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩較高;有時(shí)加速扭矩可能更高。計(jì)算兩者都很重要;特別是對(duì)于快速運(yùn)動(dòng)配置文件。

在上圖中，我們顯示了幾個(gè)箭頭，它們描繪了在此應(yīng)用程序中相互作用的力的方向。你認(rèn)為哪個(gè)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩?答案是兩者兼而有之。

負(fù)載轉(zhuǎn)矩是摩擦負(fù)載和重力負(fù)載的總和。重力由重量或質(zhì)量 x 重力加速度 ( g ) 決定。摩擦力的作用方向與輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)方向相反，計(jì)算方法是將負(fù)載質(zhì)量乘以兩個(gè)表面的摩擦系數(shù)：m x μ。

負(fù)載扭矩的計(jì)算對(duì)于不同的應(yīng)用是不同的。讓我們看一些常見的例子，看看負(fù)載扭矩是如何計(jì)算的。

示例：滑輪驅(qū)動(dòng)

對(duì)于皮帶輪驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，負(fù)載扭矩計(jì)算非常簡(jiǎn)單。我們需要在離電機(jī)軸一定距離的地方產(chǎn)生一個(gè)力(扭矩的定義)。這可以通過(guò)將力 ( F ) 乘以旋轉(zhuǎn)半徑 ( r )來(lái)計(jì)算。為了移動(dòng)負(fù)載(藍(lán)色框)，電機(jī)必須產(chǎn)生比該值更大的扭矩。

要計(jì)算負(fù)載扭矩， 請(qǐng)將力 ( F ) 乘以距旋轉(zhuǎn)軸的距離，即滑輪的半徑 ( r )。如果負(fù)載(藍(lán)色框)的質(zhì)量為 20 牛頓，滑輪半徑為 5 厘米，則應(yīng)用所需的扭矩為 20 N x 0.05 m = 1 Nm。 通常，會(huì)使用一個(gè)安全系數(shù)，以便電機(jī)產(chǎn)生比適應(yīng)計(jì)算所用變量的任何不準(zhǔn)確性所需的扭矩更多的扭矩。

以下是使用所有變量計(jì)算皮帶輪驅(qū)動(dòng)負(fù)載扭矩的公式：

上述公式適用于有或沒有摩擦負(fù)載的應(yīng)用。如果您從系統(tǒng)中移除摩擦(滑動(dòng)表面的摩擦系數(shù)μ = 0;外力FA = 0;傳動(dòng)比i = 1)，您基本上會(huì)得到相同的力 ( F ) x 半徑 ( r ) 基本公式。

現(xiàn)在讓我們嘗試將這個(gè)概念應(yīng)用到另一個(gè)處理摩擦的應(yīng)用程序中。

示例：傳送帶

在負(fù)載由表面支撐的輸送機(jī)應(yīng)用中，摩擦力是恒定的并且與負(fù)載的質(zhì)量成正比。接觸表面的滑動(dòng)程度或摩擦系數(shù) ( μ)是確定摩擦力 ( F ) 所必需的。

以下公式用于計(jì)算皮帶傳動(dòng)(輸送機(jī))以及齒輪齒條傳動(dòng)的負(fù)載扭矩。

對(duì)于此類應(yīng)用，我們需要先計(jì)算力 ( F )，然后才能計(jì)算負(fù)載扭矩 ( TL )。這需要我們確定變量外力 ( FA )、質(zhì)量 ( m ) 和傾角 ( Θ )。一旦我們有了F值，就可以將其代入負(fù)載扭矩 ( TL ) 公式。

示例：旋轉(zhuǎn)索引表

旋轉(zhuǎn)分度臺(tái)的負(fù)載扭矩計(jì)算使用與皮帶傳動(dòng)相同的公式，但需要略有不同的思維過(guò)程來(lái)確定必要的變量。在這種情況下，摩擦發(fā)生在滾珠(支撐軸承)和工作臺(tái)接觸的點(diǎn)，因此半徑 ( r ) 將是從電機(jī)軸中心到工作臺(tái)及其支撐軸承之間的接觸點(diǎn)的距離。質(zhì)量 ( m ) 將是工作臺(tái)的質(zhì)量加上負(fù)載。摩擦系數(shù) ( μ)通常可在軸承規(guī)格中找到。

提示：電機(jī)選型提示

1. 注意不要在同一個(gè)公式中混用英制單位和公制單位。

2.如果需要換算單位，請(qǐng)確保換算正確;特別是小數(shù)點(diǎn)。*

3. 使用足夠的安全系數(shù)。您寧愿選大尺寸也不愿選小電機(jī)。

4. 有另一雙新的眼睛來(lái)仔細(xì)檢查你的計(jì)算是有幫助的。

*使用一個(gè) 。< >單位轉(zhuǎn)換計(jì)算器

然而，負(fù)載扭矩只是應(yīng)用所需總扭矩的兩個(gè)組成部分之一。為了選擇合適的電機(jī)尺寸，我們?nèi)匀恍枰?jì)算加速扭矩、負(fù)載慣量和速度。

在接下來(lái)的幾篇文章中，我將介紹負(fù)載慣量、加速轉(zhuǎn)矩、速度和軸向/徑向負(fù)載的計(jì)算。舒服點(diǎn)就好了

審核編輯：湯梓紅