电动缸选型说明

编 号密 级阶段标记 名称 ：503电动高低机 方案设计报告 会签编 制校 对审 核标 审批 准 西安方元明科技发展有限公司内容摘要：本报告对高低机方案设计过程进行了阐述，完成高低机整体方案设计报告编写。主 题 词方案设计 总体技术设计 更 改 栏 更改单号更改日期更改人更改办法1概述 此装置用于完成某设备的高低动作，从而进行此姿态稳定伺服高低机（以下简称高低机）的设计。2主要技术指标2.1性能指标1) 推力：不小于5000N；2) 初始安装长度：7911mm；3) 跨距：520mm；4) 最长长度：1369mm（前连接耳处的螺纹可实现调节）；5) 速度：8mm/s；6) 额定电压：24VDC、36VDC、48VDC；2.2环境适应性1) -40-55正常工作；2) 淋雨试验：6mm/h；3) 冲击实验：加速度30g；4) 三防要求：湿热、盐雾、霉菌；5) 符合空投和空载运输要求。2.3组成和功能要求2.3.1组成 此装置由左右高低机、蜗轮蜗杆箱、行星减速器、直流伺服电机、传动轴、手摇装置等组成。其中高低机主要包含缸筒、滚珠丝杠副、推杆等。其结构布局图如下图所示： 2.3.2功能要求1) 机械自锁；2）手摇机构具备两种速度，手摇速比1:1和1:2；3)手旋螺母微调及锁紧功能。3总体技术设计3.1结构组成 本次设计中将高低机分为三大部分，分别是：伺服电机、蜗轮蜗杆箱、缸体等。缸体主要包括滚珠丝杠副、轴承组、推杆、缸筒等。3.2工作原理 工作原理为：伺服电机旋转，通过减速器、蜗轮蜗杆传动机构带动丝杠副旋转；丝杠螺母径向限位，在丝杠旋转力矩的驱动下，丝杠螺母与电动高低机推杆一起做往复直线运动。4主要部件的选型计算4.1滚珠丝杠副根据技术协议中额定推力不小于5000N，满载速度不小于8mm/s的要求对电动缸使用的滚珠丝杠副进行选型计算。 选择某公司生产的某型号滚珠丝杠副，该丝杠副的基本额定动载荷为Ca=15400N、基本额定静载荷为Coa= 33100N，导程Ph=6mm。1）滚珠丝杠副额定寿命校核螺母的予紧力为：轴向动载荷为：计算丝杠副理论要求总转数为：计算丝杠副实际额定寿命（总转数）为：根据计算结果可知丝杠副额定寿命可以满足使用要求。2）滚珠丝杠副临界压缩载荷的校核（验算压杆稳定性）根据公式计算可知滚珠丝杠副临界压缩载荷 满足要求3） 滚珠丝杠副极限转速的校验根据公式计算可知滚珠丝杠副极限转速 满足要求综上计算，该型号滚珠丝杠副可以满足使用要求。4.2 电机选择1) 滚珠丝杠副所需转矩计算依照技术要求，电动高低机需产生不小于5000N的推力，满载工作速度不小于88mm/s，结合丝杠副导程，计算丝杠副转速为： 丝杠副的效率： 丝杠副的额定输出动转矩为： 丝杠副的额定输入动转矩为：2) 伺服电机的转矩计算 整个减速传动环节的效率： 电机需输出转矩为： 电机需输出转速为：80X32/3=854rpm电机详细参数见下表：额定扭矩额定转速重量3Nm8545Kg4.3增速器增速器输入扭矩3Nm，减速比为3，输出转速为2560rpm。根据以上技术指标选择浩普实业KF40减速器，详细参数见下表：型号传动比额定输出扭矩重量ABR042320Nm1.5Kg4.4手传动端结构设计根据客户要求手动端设计为两种减速比，分别为1：1,1:2传动比为1时手传动扭矩为传动比为2时手传动扭矩为5产品保证设计5.1可靠性设计 电缸本着安全、可靠的方针进行设计，根据已有的成熟产品的设计经验，结合总体单位的需要来完成该产品的设计，并在设计中采取以下措施来提高高低机的可靠性。1）采用标准化设计，外购件全部采用标准化专业厂家生产的优质配件。2）关键配件如滚珠丝杠、深沟球轴承、圆锥滚子轴承等均采用质量最优的专业化生产厂家的优质产品。3）关键部件的主要参数均选用足够的安全系数。4）考虑到高低机防水、防尘等功能要求，对外露的高低机等部件均做了全密封的设计， 从而提高了产品可靠性。5.2维修性设计1）采用模块化设计，提高零部件、元器件的通用性；2）在高低机总体布局上，充分考虑使用维护的方便性和可达性。5.3安全性设计 根据高低机安全性的要求，在设计中采取了以下措施：1）电缸采用全封闭的连接方式，保证了电缸具有防水、防尘的防护能力，提高了使用 的安全性。2）在设计上保证产品结构具有足够的强度和刚度，在关键部位采用必要的加强措施， 以提高产品的安全性。3）在高低机传动部分的设计上，采用蜗轮蜗杆传递扭矩，从而实现机械自锁，保证了整个传动装置的安全性。6 设计结果满足设计技术要求的程度 通过对该高低机设计的理论计算，指标达到情况见表6.1序号技术指标要求值设计值结论1额定推力5000N5000N满足要求2初始安装距7911mm7911mm满足要求3跨距520mm520mm满足要求4有效工作行程不小于578mm580mm满足要求5满载最大速度不小于8mm/s8mm/s满足要求 7结论 高低机是用于新型军用设备的的重要部件