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标题:垂直起降设计中的配重、惯量问题
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作者:托里克
时间:2017-10-6 12:10
标题:垂直起降设计中的配重、惯量问题
如图，配重选多大合理（0~180kg），是否越大越好，配重有没有负面影响，这系统的惯量应该是相加吗
作者:kayex
时间:2017-10-6 12:56
配重不是跟同步带一起的吧？
有没有加一个减速器啊？
作者:托里克
时间:2017-10-6 13:25
一起的啊 ，有减速器
作者:托里克
时间:2017-10-6 14:05
配重跟同步带一起，重物也是连在同步带上。加减速器，起重物和配重都有导轨导向。分析看，加配重肯定能减小转矩。就是不知道惯量怎么计算，加了配重是不是转动惯量增加了
作者:喂我袋盐
时间:2017-10-6 14:46
配重是这样干的么？这不是增加了同步带的负载么？
作者:kayex
时间:2017-10-6 15:00
配重应该独立吧
作者:托里克
时间:2017-10-6 15:40
这样吗，
作者:喂我袋盐
时间:2017-10-6 15:47
我理解直接顶部一个定滑轮吧。参看电梯配重。
作者:托里克
时间:2017-10-6 15:49
做成闭式的我是担心换向时有跳动，加了配重影响惯量的计算吗
作者:托里克
时间:2017-10-6 15:54
嗯，独立好一些，这个配重影响惯量的计算吗
作者:hawk23
时间:2017-10-6 18:31
有两点：
1. 在同步带上加配重，不建议这么干，毕竟同步带承载能力有限，如果可以，建议采用链条；
2. 加了配重，计算惯量的时候肯定是要把配重块的惯量计算进去的，电机的启动扭矩势必增大，但运行时功率会降低；
作者:机械——菜鸟
时间:2017-10-6 19:36
作成开放式的上升时按照你的速度对多会造成3mm的跳动，相当于重力加速度成唯一的减速度。加配重会减小系统的负载转矩，但会增大转动惯量，若配重和负载质量相当，则转动惯量增大一倍。不要纠结这个，配重最好加起，会大大减小你的负载转矩。
作者:托里克
时间:2017-10-6 20:20
如果把配重独立出去，像下图这样，惯量还要计算吗
作者:托里克
时间:2017-10-6 20:21
如果把配重独立出去，像下图这样，惯量还要计算吗
作者:托里克
时间:2017-10-6 21:41
谢谢指点
作者:LXK445604
时间:2017-10-6 23:22
很经典的一个实例！
作者:一只小蚂蚁
时间:2017-10-7 09:39
如图，配重的位置应该这样吧
作者:托里克
时间:2017-10-7 13:52
没见过电梯的配重啊
作者:一只小蚂蚁
时间:2017-10-8 21:28
地铁站的升降机，可以看到。还有必威体育网址以前有大神分享过电梯模型，可以在必威体育网址里找找
作者:托里克
时间:2017-10-8 21:29
好的，谢谢
作者:459827194
时间:2017-10-9 08:58
顶部主动轮轴伸出一定长度加滑轮 做配重
作者:尘世天涯
时间:2017-10-9 10:22
本帖最后由 尘世天涯 于 2017-10-9 10:25 编辑
系统增加配重的好处
1. 可以大大减小电机保持扭矩，电机发热更小，更节能
缺点：
1. 系统惯量增大，动态响应变差，具体表现就是加减速时间变长
2. 为了匹配负载惯量，有可能需要更换更大型号的电机，造成性能浪费（对于这类结构，扭矩一般都是超出的）
3. 重物掉落的风险和危害翻倍
4. 皮带承受的拉力大幅增加，需更换更高规格的皮带
5. 系统摩擦力大幅增加（皮带与带轮之间）
6. 相比原方案，主动轮两侧的皮带都处于拉长状态，造成系统刚性进一步变差，具体的表现是：动态性能严重下降，甚至发生定位不准，零点漂移（我个人碰到过的实例）
上面说的优点和缺点可能会有遗漏，只是根据我自己的使用经验总结出来的
对这个结构，我的建议是：
1. 如果行程短，可以考虑用气缸做负载平衡，气缸加上来的只是推力或拉力，只用作抵消负载重量，其他负面影响很小
2. 如果行程很长或者条件所限无法增加气缸，将配重分割成多份，像砝码一样，这样即使发现跟我上面提到类似的问题，也能很方便的调整
3. 如果一定要增加配重，最好在配重和负载之间拉一根钢缆，钢缆绕过主动轮，将配重与负载连起来，来减小重物掉落的风险，在更换皮带的时候也更方便
以上，是我能想到的，供参考
作者:托里克
时间:2017-10-9 10:45
谢谢指点
作者:托里克
时间:2017-10-9 10:45
非常谢谢，我根据你说的好好考虑下
作者:xxtrumpf
时间:2017-10-9 20:41
本帖最后由 xxtrumpf 于 2017-10-9 20:49 编辑
百度一下不就知道了，电梯配重俗称平衡重.
电梯轿厢和对重对称挂在主机曳引轮上.在轿厢半载的时候,轿厢和对重的重量基本相等,此时
曳引机只需克服摩擦力做功就可驱动电梯,最省力了.
作者:蓝色格
时间:2017-10-10 08:56
本帖最后由 蓝色格 于 2017-10-10 08:57 编辑
系统增加配重的好处
1. 可以大大减小电机保持扭矩，电机发热更小，更节能但要达到原来的速度，
扭矩还是要核实，结果不一定会小很多（因为系统惯量增加了），所以不一定更节能。
优点是保持扭矩小，系统稳定性好，皮带两边有稳定的拉力，皮带不会产生突然的拉伸（收缩），振动较小，定位准确。
缺点：
1. 系统惯量增大，动态响应变差，具体表现就是加减速时间变长
（对，但要对系统具体分析，是否对加减速时间有较高要求。）。
2. 为了匹配负载惯量，有可能需要更换更大型号的电机，造成性能浪费（对于扭这类结构，矩一般都是超出的）
（这个跟优点相矛盾，不一定需要更大的电机。电机扭矩不再需要克服重力，扭矩转换为给配重提供加速度，这个需要具体分析）。
3. 重物掉落的风险和危害翻倍
（这个没有道理，应该跟安全。不然电梯就不这样设计了。）
4. 皮带承受的拉力大幅增加，需更换更高规格的皮带
5. 系统摩擦力大幅增加（皮带与带轮之间）
（这个跟摩擦力有什么关系？）
6. 相比原方案，主动轮两侧的皮带都处于拉长状态，造成系统刚性进一步变差，具体的表现是：动态性能严重下降，甚至发生定位不准，零点漂移（我个人碰到过的实例）
（首先皮带都处于拉长状态，造成的不是系统刚性变差，而是变好，动态性能是否下降看电机匹配，不能一概而论。你遇见的实例是不是一样的参数。不同的参数，结果会有很大的区别，定位不准，有可能是你的加速度较高，或在加速阶段就要求定位。所有这些还是要具体分析。）
作者:冰小帅
时间:2017-10-10 10:43
楼主你这个机构增加配重的意义是什么啊？
作者:尘世天涯
时间:2017-10-10 13:15
首先，感谢回复。这样一个讨论的氛围是很难得的，这也是我回帖的目的，在讨论中共同提高
系统增加配重的好处
1. 可以大大减小电机保持扭矩，电机发热更小，更节能但要达到原来的速度，
扭矩还是要核实，结果不一定会小很多（因为系统惯量增加了），所以不一定更节能。
这里说的发热和节能都是指保持扭矩，因为这是长时间作用的，启动扭矩一定会增加，但因为是短时间的，因此并未提及
2.优点是保持扭矩小，系统稳定性好，皮带两边有稳定的拉力，皮带不会产生突然的拉伸（收缩），振动较小，定位准确。
这一点我不是很认同，理由会在缺点里面陈述
缺点：
1. 系统惯量增大，动态响应变差，具体表现就是加减速时间变长
对，但要对系统具体分析，是否对加减速时间有较高要求
2. 为了匹配负载惯量，有可能需要更换更大型号的电机，造成性能浪费（对于扭这类结构，矩一般都是超出的）
这个跟优点相矛盾，不一定需要更大的电机。电机扭矩不再需要克服重力，扭矩转换为给配重提供加速度，这个需要具体分析。
并不矛盾。优点里面提到的是由于增加了平衡物，因此保持扭矩减小，这里提到的是由于惯量匹配原因需要更换大电机，而惯量匹配在选电机过程中恰恰是优先需要保证的
3. 重物掉落的风险和危害翻倍
这个没有道理，应该跟安全。不然电梯就不这样设计了。
电梯采用类似结构没错，但是电梯用的是钢丝绳，不是皮带，并且用的有不是单根，安全系数在十以上。用电梯的结构来套，恐怕是选不出来合适的皮带的
4. 皮带承受的拉力大幅增加，需更换更高规格的皮带
5. 系统摩擦力大幅增加（皮带与带轮之间）
这个跟摩擦力有什么关系？
由于皮带和带轮之间的正压力增加，因此摩擦力也有大幅增加，并且这里摩擦力占的比例并不小，是不可忽略的一个力
6. 相比原方案，主动轮两侧的皮带都处于拉长状态，造成系统刚性进一步变差，具体的表现是：动态性能严重下降，甚至发生定位不准，零点漂移（我个人碰到过的实例）
（首先皮带都处于拉长状态，造成的不是系统刚性变差，而是变好，动态性能是否下降看电机匹配，不能一概而论。你遇见的实例是不是一样的参数。不同的参数，结果会有很大的区别，定位不准，有可能是你的加速度较高，或在加速阶段就要求定位。所有这些还是要具体分析。）
这样说明可能更直观一点：将同步带比作弹簧，原来的系统相当于主动轮单侧挂了一根弹簧，而增加了配重的系统相当于主动轮两侧各挂了一根弹簧，在启动和停止的时候，弹簧会对电机造成扰动，如果皮带弹性系数较小，并且长度较长，就会发生定位不准的问题。这个原因已经在过去的应用里面得到了证实，具体表现是：直接拿掉配重，零点漂移现象消失，减掉部分配重，有缓解
作者:托里克
时间:2017-10-10 13:37
以后得跟各位好好学习了，等这个项目完了之后，我把的的结构和计算过程再给各位看下有什么问题，也结合下实际运行状况。目前项目催的急，我只能先分解图纸了
作者:蓝色格
时间:2017-10-10 17:02
你说的确实有一定道理，我也只是根据个人的思路来理解楼主的问题。
1
、对于节能问题，考虑无法确定他的行程、时间要求和加速度大小，所以对于加减速时间占比的不确定性。如果加速度小于重力加速度，那么启动扭矩比原来小，如果相反启动扭矩会变大。
2
、对于惯量问题，我首先考虑是同功率是否有大惯量电机可以选择，如果没有，只能选择更大功率的电机。
3
、对于安全性，静止状态下一边悬挂和两边悬挂重物，皮带的应力是一样的。区别在于启动时产生加速度的力，有配重的方式较大，这个跟加速度有关，如果这个加速度跟重力加速度的比较小，皮带产生的应力也不会大很多，相反就不一样。但确实应力是增大了，
需更换
更高规格的皮带。
6
、对于稳定性问题，我觉得还是跟加速度有很多关系，加速度小，加配重稳定，加速度大，不加配重稳定。（未仔细分析。）
如果有不对，请指教，下班了没空写太多。
作者:尘世天涯
时间:2017-10-11 09:36
大侠你好，关于稳定性，我来补充一下吧
这个问题追深了就要讲到电机的控制原理，PID控制。
当负载惯量变大的时候，积分时间(I)就会增长，外在表现就是电机的稳定时间增加（通常这个时间都是毫秒级的）。当稳定时间大到一定程度的时候，就会发生定位不准，因为电机还未稳定下来，就继续下一步动作了，自然不可能定位准确
当惯量继续增大的时候，电机会发生超调，积分时间无限变长，外在表现就是“自激”，电机在上电的时候就开始有高频啸叫，不受控的小范围摆动，随后摆动幅度越来越大
这是一个能不能用的问题
而负载惯量对加速度的影响，则体现在比例(P)上，也就是速度曲线的斜率，外在的表现是系统最大加速度变小。
这是一个好不好用的问题
不知道这样解释，是不是清楚了。
作者:lesens
时间:2017-10-11 16:13
做过六年的电梯机械系统设计，好几个问题都是系统里面经常碰到的，学习了!
作者:尘世天涯
时间:2017-10-11 17:03
大侠，可否把你做电梯的经验分享一下
作者:蓝色格
时间:2017-10-11 17:09
以前我也做过电梯行业，只是时间不长。
作者:一展刀锋
时间:2017-10-12 18:13
回复蓝色格，同时
@尘世天涯
只说安全，我认为电梯这个设计就没有考虑安全，纯粹节能
对同步带来说，应该说，同步带不换的情况下，重物掉落的风险和危害翻倍
但事实上，按LZ说的180kg，哪怕是普通的加速度，纯粹按经验，该皮带宽度都要60以上，加速度大的话，保险100mm宽
由于没有行程距离数据，在不太长行程中等精度以上时，这样的载荷可以考虑用丝杆，不管是重复精度还是安全性都远比同步带好
综合起来价格也贵不了多少
作者:你姥姥的外
时间:2017-12-11 10:27
LZ可以把计算过程分享学习一下么？学习学习
作者:蓝天心
时间:2018-7-16 17:36
楼主：结果？一年过去了，分享下吧！最后用那个方案了？
作者:涛子大大
时间:2018-8-6 15:34
好 可以
作者:abudu92
时间:2019-9-26 11:30
像题主这种情况惯量怎么计算，是不是按照转动惯量计算，J=（重物质量+配重质量）x同步轮半径平方/2 ？
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