引言：隨著自動(dòng)化裝備設(shè)備行業(yè)的發(fā)展，電氣控制系統(tǒng)作為其核心部分之一，扮演著越來越重要的角色。而立成絲桿步進(jìn)電機(jī)作為一種具有良好性能和可靠性的電機(jī)，被廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、立式加工中心、雕刻機(jī)、機(jī)械手臂等機(jī)電設(shè)備中。因此，在立成機(jī)電行業(yè)，對(duì)于絲桿步進(jìn)電機(jī)的選型，有著十分重要的意義。

接下來，以貫通絲桿步進(jìn)電機(jī)為例，介紹絲桿步進(jìn)電機(jī)的選型原則和注意事項(xiàng)。

假設(shè)我們需要設(shè)計(jì)一款垂直升降平臺(tái)，它的貫通絲桿和電機(jī)需要滿足以下要求：

1. 最大荷載能力為500kg；

2. 升降高度為1.5m；

3. 升降速度為0.05m/s。

選型步驟：

1.計(jì)算貫通絲桿的選型參數(shù)。

公式：$F=2pietarac{T}{P} $

其中

$F$——絲桿軸向力;

$eta$ ——絲桿的效率;

$T$——負(fù)載力矩；

$P$——絲桿導(dǎo)程。

根據(jù)最大荷載能力為500kg，可得負(fù)載力矩$T=500kg imes 9.8m/s^2 imes 0.75m=3675Ncdot$ m。為了保險(xiǎn)起見，本例選擇貫通絲桿軸向力的設(shè)計(jì)安全系數(shù)為2，所以再將負(fù)載力矩乘上2，則得到$F=7350N$?？紤]到使用環(huán)境較差，貫通絲桿的效率選擇為0.7。

根據(jù) $F=2pietarac{T}{P}$，整理得：

$P=2pietarac{T}{F}=2pi imes 0.7 imesrac{3675Ncdot m}{7350N}=0.0025m$

因此，選用導(dǎo)程為0.0025m的貫通絲杠。

2.計(jì)算電機(jī)的選型參數(shù)。

公式：$P=Mcdot omega $

其中$M$——電機(jī)的扭矩;

$omega$——電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

根據(jù)貫通絲桿軸向力和貫通絲桿導(dǎo)程，可以確定電機(jī)需要提供的扭矩大小。直接使用以上貫通絲桿的參數(shù)，可得到插入力矩為$F imes P=18.38Ncdot m$，由于實(shí)際情況中需要考慮電機(jī)扭矩矩頂，選取DC齒輪電機(jī)，帶有機(jī)械減速器，減速比4:1，電機(jī)扭矩為4倍的策略，最終得到電機(jī)需要提供的扭矩為72.5N·m。考慮到實(shí)際情況中，該升降平臺(tái)需要便攜，所以不宜安裝大型電機(jī)，故選擇直流無刷電機(jī)，并控制在100W以下。結(jié)合實(shí)際可選的商品，選擇直流無刷電機(jī)，標(biāo)稱功率為80W，最大扭矩為92N·m。

3.完整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和確認(rèn)。

輸出實(shí)際車速，為0.05m/s，系統(tǒng)采用閉環(huán)控制。在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)一步確認(rèn)力的分布和電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，以及電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力是否可以滿足需求。如果有必要，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，評(píng)估可靠性和穩(wěn)定性。最終確定貫通絲桿電機(jī)的選型參數(shù)以及控制系統(tǒng)方案。