機(jī)械社區(qū)
標(biāo)題: 垂直起降設(shè)計(jì)中的配重、慣量問題 [打印本頁]
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-6 12:10
標(biāo)題: 垂直起降設(shè)計(jì)中的配重、慣量問題
如圖，配重選多大合理（0~180kg），是否越大越好，配重有沒有負(fù)面影響，這系統(tǒng)的慣量應(yīng)該是相加嗎
(, 下載次數(shù): 94)
上傳
點(diǎn)擊文件名下載附件
下載積分: 威望 -10 點(diǎn)
作者: kayex 時(shí)間: 2017-10-6 12:56
配重不是跟同步帶一起的吧？
有沒有加一個(gè)減速器啊？
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-6 13:25
一起的啊 ，有減速器
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-6 14:05
配重跟同步帶一起，重物也是連在同步帶上。加減速器，起重物和配重都有導(dǎo)軌導(dǎo)向。分析看，加配重肯定能減小轉(zhuǎn)矩。就是不知道慣量怎么計(jì)算，加了配重是不是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加了
作者: 喂我袋鹽 時(shí)間: 2017-10-6 14:46
配重是這樣干的么？這不是增加了同步帶的負(fù)載么？
作者: kayex 時(shí)間: 2017-10-6 15:00
配重應(yīng)該獨(dú)立吧
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-6 15:40
這樣嗎，
作者: 喂我袋鹽 時(shí)間: 2017-10-6 15:47
我理解直接頂部一個(gè)定滑輪吧。參看電梯配重。
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-6 15:49
做成閉式的我是擔(dān)心換向時(shí)有跳動(dòng)，加了配重影響慣量的計(jì)算嗎
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-6 15:54
嗯，獨(dú)立好一些，這個(gè)配重影響慣量的計(jì)算嗎
作者: hawk23 時(shí)間: 2017-10-6 18:31
有兩點(diǎn)：
1. 在同步帶上加配重，不建議這么干，畢竟同步帶承載能力有限，如果可以，建議采用鏈條；
2. 加了配重，計(jì)算慣量的時(shí)候肯定是要把配重塊的慣量計(jì)算進(jìn)去的，電機(jī)的啟動(dòng)扭矩勢必增大，但運(yùn)行時(shí)功率會(huì)降低；
作者: 機(jī)械——菜鳥 時(shí)間: 2017-10-6 19:36
作成開放式的上升時(shí)按照你的速度對多會(huì)造成3mm的跳動(dòng)，相當(dāng)于重力加速度成唯一的減速度。加配重會(huì)減小系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，但會(huì)增大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，若配重和負(fù)載質(zhì)量相當(dāng)，則轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大一倍。不要糾結(jié)這個(gè)，配重最好加起，會(huì)大大減小你的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-6 20:20
如果把配重獨(dú)立出去，像下圖這樣，慣量還要計(jì)算嗎
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-6 20:21
如果把配重獨(dú)立出去，像下圖這樣，慣量還要計(jì)算嗎
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-6 21:41
謝謝指點(diǎn)
作者: LXK445604 時(shí)間: 2017-10-6 23:22
很經(jīng)典的一個(gè)實(shí)例！
作者: 一只小螞蟻 時(shí)間: 2017-10-7 09:39
如圖，配重的位置應(yīng)該這樣吧
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-7 13:52
沒見過電梯的配重啊
作者: 一只小螞蟻 時(shí)間: 2017-10-8 21:28
地鐵站的升降機(jī)，可以看到。還有社區(qū)以前有大神分享過電梯模型，可以在社區(qū)里找找
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-8 21:29
好的，謝謝
作者: 459827194 時(shí)間: 2017-10-9 08:58
頂部主動(dòng)輪軸伸出一定長度加滑輪 做配重
作者: 塵世天涯 時(shí)間: 2017-10-9 10:22
本帖最后由 塵世天涯 于 2017-10-9 10:25 編輯
系統(tǒng)增加配重的好處
1. 可以大大減小電機(jī)保持扭矩，電機(jī)發(fā)熱更小，更節(jié)能
缺點(diǎn)：
1. 系統(tǒng)慣量增大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變差，具體表現(xiàn)就是加減速時(shí)間變長
2. 為了匹配負(fù)載慣量，有可能需要更換更大型號的電機(jī)，造成性能浪費(fèi)（對于這類結(jié)構(gòu)，扭矩一般都是超出的）
3. 重物掉落的風(fēng)險(xiǎn)和危害翻倍
4. 皮帶承受的拉力大幅增加，需更換更高規(guī)格的皮帶
5. 系統(tǒng)摩擦力大幅增加（皮帶與帶輪之間）
6. 相比原方案，主動(dòng)輪兩側(cè)的皮帶都處于拉長狀態(tài)，造成系統(tǒng)剛性進(jìn)一步變差，具體的表現(xiàn)是：動(dòng)態(tài)性能嚴(yán)重下降，甚至發(fā)生定位不準(zhǔn)，零點(diǎn)漂移（我個(gè)人碰到過的實(shí)例）
上面說的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)可能會(huì)有遺漏，只是根據(jù)我自己的使用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的
對這個(gè)結(jié)構(gòu)，我的建議是：
1. 如果行程短，可以考慮用氣缸做負(fù)載平衡，氣缸加上來的只是推力或拉力，只用作抵消負(fù)載重量，其他負(fù)面影響很小
2. 如果行程很長或者條件所限無法增加氣缸，將配重分割成多份，像砝碼一樣，這樣即使發(fā)現(xiàn)跟我上面提到類似的問題，也能很方便的調(diào)整
3. 如果一定要增加配重，最好在配重和負(fù)載之間拉一根鋼纜，鋼纜繞過主動(dòng)輪，將配重與負(fù)載連起來，來減小重物掉落的風(fēng)險(xiǎn)，在更換皮帶的時(shí)候也更方便
以上，是我能想到的，供參考
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-9 10:45
謝謝指點(diǎn)
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-9 10:45
非常謝謝，我根據(jù)你說的好好考慮下
作者: xxtrumpf 時(shí)間: 2017-10-9 20:41
本帖最后由 xxtrumpf 于 2017-10-9 20:49 編輯
百度一下不就知道了，電梯配重俗稱平衡重.
電梯轎廂和對重對稱掛在主機(jī)曳引輪上.在轎廂半載的時(shí)候,轎廂和對重的重量基本相等,此時(shí)曳引機(jī)只需克服摩擦力做功就可驅(qū)動(dòng)電梯,最省力了.
作者: 藍(lán)色格 時(shí)間: 2017-10-10 08:56
本帖最后由 藍(lán)色格 于 2017-10-10 08:57 編輯
系統(tǒng)增加配重的好處
1. 可以大大減小電機(jī)保持扭矩，電機(jī)發(fā)熱更小，更節(jié)能但要達(dá)到原來的速度，扭矩還是要核實(shí)，結(jié)果不一定會(huì)小很多（因?yàn)橄到y(tǒng)慣量增加了），所以不一定更節(jié)能。
優(yōu)點(diǎn)是保持扭矩小，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，皮帶兩邊有穩(wěn)定的拉力，皮帶不會(huì)產(chǎn)生突然的拉伸（收縮），振動(dòng)較小，定位準(zhǔn)確。
缺點(diǎn)：
1. 系統(tǒng)慣量增大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變差，具體表現(xiàn)就是加減速時(shí)間變長（對，但要對系統(tǒng)具體分析，是否對加減速時(shí)間有較高要求。）。
2. 為了匹配負(fù)載慣量，有可能需要更換更大型號的電機(jī)，造成性能浪費(fèi)（對于扭這類結(jié)構(gòu)，矩一般都是超出的）（這個(gè)跟優(yōu)點(diǎn)相矛盾，不一定需要更大的電機(jī)。電機(jī)扭矩不再需要克服重力，扭矩轉(zhuǎn)換為給配重提供加速度，這個(gè)需要具體分析）。
3. 重物掉落的風(fēng)險(xiǎn)和危害翻倍（這個(gè)沒有道理，應(yīng)該跟安全。不然電梯就不這樣設(shè)計(jì)了。）
4. 皮帶承受的拉力大幅增加，需更換更高規(guī)格的皮帶
5. 系統(tǒng)摩擦力大幅增加（皮帶與帶輪之間）（這個(gè)跟摩擦力有什么關(guān)系？）
6. 相比原方案，主動(dòng)輪兩側(cè)的皮帶都處于拉長狀態(tài)，造成系統(tǒng)剛性進(jìn)一步變差，具體的表現(xiàn)是：動(dòng)態(tài)性能嚴(yán)重下降，甚至發(fā)生定位不準(zhǔn)，零點(diǎn)漂移（我個(gè)人碰到過的實(shí)例）
（首先皮帶都處于拉長狀態(tài)，造成的不是系統(tǒng)剛性變差，而是變好，動(dòng)態(tài)性能是否下降看電機(jī)匹配，不能一概而論。你遇見的實(shí)例是不是一樣的參數(shù)。不同的參數(shù)，結(jié)果會(huì)有很大的區(qū)別，定位不準(zhǔn)，有可能是你的加速度較高，或在加速階段就要求定位。所有這些還是要具體分析。）
作者: 冰小帥 時(shí)間: 2017-10-10 10:43
樓主你這個(gè)機(jī)構(gòu)增加配重的意義是什么��？
作者: 塵世天涯 時(shí)間: 2017-10-10 13:15
首先，感謝回復(fù)。這樣一個(gè)討論的氛圍是很難得的，這也是我回帖的目的，在討論中共同提高
系統(tǒng)增加配重的好處
1. 可以大大減小電機(jī)保持扭矩，電機(jī)發(fā)熱更小，更節(jié)能但要達(dá)到原來的速度，扭矩還是要核實(shí)，結(jié)果不一定會(huì)小很多（因?yàn)橄到y(tǒng)慣量增加了），所以不一定更節(jié)能。
這里說的發(fā)熱和節(jié)能都是指保持扭矩，因?yàn)檫@是長時(shí)間作用的，啟動(dòng)扭矩一定會(huì)增加，但因?yàn)槭嵌虝r(shí)間的，因此并未提及
2.優(yōu)點(diǎn)是保持扭矩小，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，皮帶兩邊有穩(wěn)定的拉力，皮帶不會(huì)產(chǎn)生突然的拉伸（收縮），振動(dòng)較小，定位準(zhǔn)確。
這一點(diǎn)我不是很認(rèn)同，理由會(huì)在缺點(diǎn)里面陳述
缺點(diǎn)：
1. 系統(tǒng)慣量增大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變差，具體表現(xiàn)就是加減速時(shí)間變長
對，但要對系統(tǒng)具體分析，是否對加減速時(shí)間有較高要求
2. 為了匹配負(fù)載慣量，有可能需要更換更大型號的電機(jī)，造成性能浪費(fèi)（對于扭這類結(jié)構(gòu)，矩一般都是超出的）
這個(gè)跟優(yōu)點(diǎn)相矛盾，不一定需要更大的電機(jī)。電機(jī)扭矩不再需要克服重力，扭矩轉(zhuǎn)換為給配重提供加速度，這個(gè)需要具體分析。
并不矛盾。優(yōu)點(diǎn)里面提到的是由于增加了平衡物，因此保持扭矩減小，這里提到的是由于慣量匹配原因需要更換大電機(jī)，而慣量匹配在選電機(jī)過程中恰恰是優(yōu)先需要保證的
3. 重物掉落的風(fēng)險(xiǎn)和危害翻倍
這個(gè)沒有道理，應(yīng)該跟安全。不然電梯就不這樣設(shè)計(jì)了。
電梯采用類似結(jié)構(gòu)沒錯(cuò)，但是電梯用的是鋼絲繩，不是皮帶，并且用的有不是單根，安全系數(shù)在十以上。用電梯的結(jié)構(gòu)來套，恐怕是選不出來合適的皮帶的
4. 皮帶承受的拉力大幅增加，需更換更高規(guī)格的皮帶
5. 系統(tǒng)摩擦力大幅增加（皮帶與帶輪之間）
這個(gè)跟摩擦力有什么關(guān)系？
由于皮帶和帶輪之間的正壓力增加，因此摩擦力也有大幅增加，并且這里摩擦力占的比例并不小，是不可忽略的一個(gè)力
6. 相比原方案，主動(dòng)輪兩側(cè)的皮帶都處于拉長狀態(tài)，造成系統(tǒng)剛性進(jìn)一步變差，具體的表現(xiàn)是：動(dòng)態(tài)性能嚴(yán)重下降，甚至發(fā)生定位不準(zhǔn)，零點(diǎn)漂移（我個(gè)人碰到過的實(shí)例）
（首先皮帶都處于拉長狀態(tài)，造成的不是系統(tǒng)剛性變差，而是變好，動(dòng)態(tài)性能是否下降看電機(jī)匹配，不能一概而論。你遇見的實(shí)例是不是一樣的參數(shù)。不同的參數(shù)，結(jié)果會(huì)有很大的區(qū)別，定位不準(zhǔn)，有可能是你的加速度較高，或在加速階段就要求定位。所有這些還是要具體分析。）
這樣說明可能更直觀一點(diǎn)：將同步帶比作彈簧，原來的系統(tǒng)相當(dāng)于主動(dòng)輪單側(cè)掛了一根彈簧，而增加了配重的系統(tǒng)相當(dāng)于主動(dòng)輪兩側(cè)各掛了一根彈簧，在啟動(dòng)和停止的時(shí)候，彈簧會(huì)對電機(jī)造成擾動(dòng)，如果皮帶彈性系數(shù)較小，并且長度較長，就會(huì)發(fā)生定位不準(zhǔn)的問題。這個(gè)原因已經(jīng)在過去的應(yīng)用里面得到了證實(shí)，具體表現(xiàn)是：直接拿掉配重，零點(diǎn)漂移現(xiàn)象消失，減掉部分配重，有緩解
作者: 托里克 時(shí)間: 2017-10-10 13:37
以后得跟各位好好學(xué)習(xí)了，等這個(gè)項(xiàng)目完了之后，我把的的結(jié)構(gòu)和計(jì)算過程再給各位看下有什么問題，也結(jié)合下實(shí)際運(yùn)行狀況。目前項(xiàng)目催的急，我只能先分解圖紙了
作者: 藍(lán)色格 時(shí)間: 2017-10-10 17:02
你說的確實(shí)有一定道理，我也只是根據(jù)個(gè)人的思路來理解樓主的問題。
1、對于節(jié)能問題，考慮無法確定他的行程、時(shí)間要求和加速度大小，所以對于加減速時(shí)間占比的不確定性。如果加速度小于重力加速度，那么啟動(dòng)扭矩比原來小，如果相反啟動(dòng)扭矩會(huì)變大。
2、對于慣量問題，我首先考慮是同功率是否有大慣量電機(jī)可以選擇，如果沒有，只能選擇更大功率的電機(jī)。
3、對于安全性，靜止?fàn)顟B(tài)下一邊懸掛和兩邊懸掛重物，皮帶的應(yīng)力是一樣的。區(qū)別在于啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生加速度的力，有配重的方式較大，這個(gè)跟加速度有關(guān)，如果這個(gè)加速度跟重力加速度的比較小，皮帶產(chǎn)生的應(yīng)力也不會(huì)大很多，相反就不一樣。但確實(shí)應(yīng)力是增大了，需更換更高規(guī)格的皮帶。
6、對于穩(wěn)定性問題，我覺得還是跟加速度有很多關(guān)系，加速度小，加配重穩(wěn)定，加速度大，不加配重穩(wěn)定。（未仔細(xì)分析。）
如果有不對，請指教，下班了沒空寫太多。
作者: 塵世天涯 時(shí)間: 2017-10-11 09:36
大俠你好，關(guān)于穩(wěn)定性，我來補(bǔ)充一下吧
這個(gè)問題追深了就要講到電機(jī)的控制原理，PID控制。
當(dāng)負(fù)載慣量變大的時(shí)候，積分時(shí)間(I)就會(huì)增長，外在表現(xiàn)就是電機(jī)的穩(wěn)定時(shí)間增加（通常這個(gè)時(shí)間都是毫秒級的）。當(dāng)穩(wěn)定時(shí)間大到一定程度的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生定位不準(zhǔn)，因?yàn)殡姍C(jī)還未穩(wěn)定下來，就繼續(xù)下一步動(dòng)作了，自然不可能定位準(zhǔn)確
當(dāng)慣量繼續(xù)增大的時(shí)候，電機(jī)會(huì)發(fā)生超調(diào)，積分時(shí)間無限變長，外在表現(xiàn)就是“自激”，電機(jī)在上電的時(shí)候就開始有高頻嘯叫，不受控的小范圍擺動(dòng)，隨后擺動(dòng)幅度越來越大
這是一個(gè)能不能用的問題
而負(fù)載慣量對加速度的影響，則體現(xiàn)在比例(P)上，也就是速度曲線的斜率，外在的表現(xiàn)是系統(tǒng)最大加速度變小。
這是一個(gè)好不好用的問題
不知道這樣解釋，是不是清楚了。
作者: lesens 時(shí)間: 2017-10-11 16:13
做過六年的電梯機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，好幾個(gè)問題都是系統(tǒng)里面經(jīng)常碰到的，學(xué)習(xí)了!
作者: 塵世天涯 時(shí)間: 2017-10-11 17:03
大俠，可否把你做電梯的經(jīng)驗(yàn)分享一下
作者: 藍(lán)色格 時(shí)間: 2017-10-11 17:09
以前我也做過電梯行業(yè)，只是時(shí)間不長。
作者: 一展刀鋒 時(shí)間: 2017-10-12 18:13
回復(fù)藍(lán)色格，同時(shí)
@塵世天涯
只說安全，我認(rèn)為電梯這個(gè)設(shè)計(jì)就沒有考慮安全，純粹節(jié)能
對同步帶來說，應(yīng)該說，同步帶不換的情況下，重物掉落的風(fēng)險(xiǎn)和危害翻倍
但事實(shí)上，按LZ說的180kg，哪怕是普通的加速度，純粹按經(jīng)驗(yàn)，該皮帶寬度都要60以上，加速度大的話，保險(xiǎn)100mm寬
由于沒有行程距離數(shù)據(jù)，在不太長行程中等精度以上時(shí)，這樣的載荷可以考慮用絲桿，不管是重復(fù)精度還是安全性都遠(yuǎn)比同步帶好
綜合起來價(jià)格也貴不了多少
作者: 你姥姥的外 時(shí)間: 2017-12-11 10:27
LZ可以把計(jì)算過程分享學(xué)習(xí)一下么？學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)
作者: 藍(lán)天心 時(shí)間: 2018-7-16 17:36
樓主：結(jié)果？一年過去了，分享下吧！最后用那個(gè)方案了？
作者: 濤子大大 時(shí)間: 2018-8-6 15:34
好 可以
作者: abudu92 時(shí)間: 2019-9-26 11:30
像題主這種情況慣量怎么計(jì)算，是不是按照轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算，J=（重物質(zhì)量+配重質(zhì)量）x同步輪半徑平方/2 ？
作者: 路邊有個(gè)螺絲帽 時(shí)間: 2024-5-25 10:39
帖子怎么收藏呢？
| 歡迎光臨 機(jī)械社區(qū) (http://www.mg7058.com/) |
Powered by Discuz! X3.4 |