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要设计一个转台,自用,转台上放大概水轮机叶片之类的东西,直径大约两米,重约5t。经过简化建模后,软件给出其转动惯量约为:
J = 2400 kg * m^2
由于转速要求的不高,10-50rpm,但要求变频调速,且底座要尽可能矮。所以我打算用Φ400的外齿式回转支承平放,其内圈固定在底座上,用卧式变频电机+直角减速器+小齿轮拖动外圈(叶片联在外圈上)。手册上查的这种轴承的摩擦系数大概为0.005,……暂且信它吧,结果算得在稳态运行时,所耗功率只有两百多瓦。经过反复思考,确定这个数是没错的。由于回转支承也是滚动轴承,所以其摩擦系数是很小的,功率小也是理所当然。但是呢,对于其摩擦系数,这个东西,却不敢确定,来日再跟厂家咨询下吧。暂时不妨按有油的滑动摩擦算一个看看?摩擦系数取0.1,算出的摩擦功,接近5kW……这个结果先放一边。
再来算启动,取电机额定扭矩,乘以速比,再去掉回转支承的阻力矩,再除以转动惯量,算来算去,最后得出一个结论,就是即使用7.5kW的电机,也要用十来秒,才能将转台启动起来。5.5kW要15秒,4kW要20秒,3kW30秒,1.5kW的要1分多钟。
也就是说,这个转台,稳态运行需要的功率小,启动过程需要的功率大,两者相差几十倍。如果直接选7.5kW的电机,那么稳态运行时,就造成人们常说的大马拉小车现象,这个是否会造成电能的浪费,或者其它不良影响呢?如果选用小电机,那么可想而知,启动过程会很漫长,使用者不愿接受。
还有对停止的考虑,也希望能尽快停下来。基于简单结构的考虑,不希望增加机械结构,只想通过电机的刹车,再加上变频器的制动电阻来制动。
液压的不考虑,因为还要弄一个泵站,维护也麻烦。也粗略考虑过气马达,不过没有深入。
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