يتم ضبط المحور المؤازر بشكل سيء عندما لا يشعر المحرك بالحمل. تتنبأ نسبة القصور الذاتي بذلك قبل أن تلمس الربح، ويتم حسابها من أربعة أرقام لديك بالفعل.
لماذا تقرر نسبة القصور الذاتي ضبط النجاح؟
المحور المؤازر عبارة عن حلقة تحكم تحاول تحريك الكتلة. لا يمكن أن تعمل الحلقة بشكل جيد إلا عندما يشعر المحرك بما يفعله الحمل. إذا كان الحمل أثقل بكثير مما يتوقعه المحرك، فإن المحرك يتحرك قبل أن يتحرك الحمل، وتصحح الحلقة بشكل زائد، وتقضي أيامًا في ضبط المكاسب التي لم تكن مشكلة على الإطلاق.
الرقم الذي يصف عدم التطابق هذا هو نسبة القصور الذاتي: إجمالي القصور الذاتي للحمل المنعكس مقسومًا على القصور الذاتي للدوار الخاص بالمحرك. احسبها قبل أن تطلب المحرك، وليس بعد بناء الآلة ولن تستقر.
تحميل القصور الذاتي لأسطوانة دوارة
بالنسبة لأسطوانة صلبة أو مجوفة تدور حول محورها، فإن القصور الذاتي هو:
ي = ½ · م · ص²
حيث m هي الكتلة بالكيلو جرام و r هو نصف القطر الخارجي بالأمتار. بالنسبة للأسطوانة المجوفة ذات نصف القطر الداخلي rᵢ ونصف القطر الخارجي r₀، استخدم ½ · m · (rᵢ² + r₀²). يتم التعامل مع الكرة اللولبية على أنها أسطوانة صلبة بقطر جذرها، مما يبالغ قليلاً في تقدير القصور الذاتي وهو الاتجاه الآمن للتحجيم.
احسب الكتلة من الشكل الهندسي وليس من وزن الكتالوج، لأن رقم الكتالوج يتضمن النهايات المُشكلة ويمكن أن يختلف عن الطول النموذجي بنسبة قليلة في المائة. بالنسبة للفولاذ، الكتلة = π · r² · L · 7850.
تحميل القصور الذاتي للكتلة المتحركة على المسمار الكروي
طاولة أو شريحة أو جسر يتحرك خطيًا على المسمار له قصور دوراني مكافئ عند المسمار:
ي = م · (ع / 2π)²
حيث m هي الكتلة المتحركة بالكيلوجرام وp هو الرصاص اللولبي لكل دورة بالأمتار. هذه هي الصيغة الوحيدة الأكثر فائدة لمصممي الآلات، لأنها توضح أن القصور الذاتي يقع مع مربع الرصاص. يؤدي خفض الرصاص إلى النصف إلى خفض القصور الذاتي المنعكس للكتلة المتحركة إلى الربع، وذلك على حساب مضاعفة السرعة اللازمة لنفس معدل التغذية.
إجمالي القصور الذاتي للحمل عند عمود المحرك هو مجموع القصور الذاتي للمسمار والقصور الذاتي للكتلة المتحركة، بالإضافة إلى أي قصور ذاتي للبكرة أو الاقتران.
القصور الذاتي المنعكس من خلال علبة التروس
إذا كان المخفض موجودًا بين المحرك والحمل، فسيتم تقسيم قصور الحمل على مربع النسبة:
J_reflected = J_load / i²
هذا هو السبب في أن علبة التروس هي الحل القياسي للمحور الذي يعاني من الكثير من القصور الذاتي. يقلل المخفض بنسبة 10:1 من قصور الحمل المنعكس بعامل مائة. وتتمثل التكلفة في السرعة وكمية صغيرة من رد الفعل العكسي الإضافي، وهو ما يهم أكثر على محور تحديد المواقع أكثر من محور التغذية.
تذكر أن القصور الذاتي لعلبة التروس ينعكس على المحرك بنسبة 1:1، لذا فإن علبة التروس الكبيرة يمكن أن تلغي جزءًا من الفائدة بنسب منخفضة.
ما هي نسبة الهدف ل
| النسبة (الحمل: المحرك) | معنى عملي | عندما يكون مقبولا |
|---|---|---|
| 1:1 إلى 3:1 | من السهل ضبطها، واستجابة قاسية، وتسوية سريعة. | الهدف الافتراضي لتحديد المواقع المحاور |
| 3:1 إلى 5:1 | قابل للضبط مع الضبط التلقائي العادي. خسارة طفيفة في عرض النطاق الترددي. | معظم محاور الآلة |
| 5:1 إلى 10:1 | يتطلب ضبط يدوي. يتزايد وقت التسوية، ويظهر التجاوز. | محاور ديناميكية منخفضة، تغذية بطيئة، لا يوجد انعكاس سريع |
| أكثر من 10:1 | من الصعب تحقيق الاستقرار. الرنين والضوضاء المسموعة عند السرعة. | فقط مع علبة التروس أو محرك أكبر بكثير |
تفترض هذه العصابات قطارًا ميكانيكيًا جامدًا. يتصرف الحزام الطويل أو الوصلة المرنة أو المسمار ذو رد الفعل العكسي مثل الزنبرك بين المحرك والحمل، مما يجعل النسبة المنخفضة تتصرف بشكل أسوأ مما يوحي به الرقم. إصلاح الميكانيكا قبل مطاردة النسبة.
أعراض النسبة السيئة
تعلن النسبة المرتفعة جدًا عن نفسها بطرق يسهل تشخيصها بشكل خاطئ:
- الأنين أو الهدير المسموع بسرعة معينة، وهو ما يمثل رنينًا وليس مشكلة تحمل.
- التجاوز عند التوقف الذي لا يمكن ضبطه دون جعل المحور بطيئًا.
- خطأ الموضع الذي ينمو مع التسارع ولكنه جيد عند التغذية الثابتة.
- استكمال الضبط التلقائي ولكن ترك المكاسب منخفضة بشكل غير عادي.
- يتم الوصول إلى التيار المقنن للمحرك أثناء التسارع مع عدم وجود حمل تقريبًا على الماكينة.
إذا ظهر اثنان أو أكثر من هذه العناصر معًا، قم بقياس النسبة قبل استبدال أي شيء.
إصلاحه: علبة التروس، محرك أكبر أو حمولة أخف
ثلاثة خيارات، بترتيب تصاعدي للتكلفة والتعطيل:
تقليل الكتلة المتحركة.في كثير من الأحيان أرخص. في بعض الأحيان، يؤدي النقل الأخف أو المسمار الأقصر إلى رفع النسبة إلى النطاق دون أي تغيير في الأجهزة على الإطلاق.
تقليل الرصاص.نظرًا لأن القصور الذاتي للكتلة المتحركة يقع مع مربع الرصاص، فإن الانتقال من سلك طوله 20 مم إلى سلك طوله 10 مم يخفض هذا المكون إلى الربع. هذا هو الخيار الذي يتجاهله معظم المصممين.
أضف علبة تروس أو محرك أكبر.يقوم المخفض بتقسيم قصور الحمل على مربع نسبته، وهو أكثر فعالية بكثير من زيادة حجم المحرك. يعمل المحرك الأكبر أيضًا على زيادة القصور الذاتي الخاص به، مما يساعد على النسبة ولكنه يكلف التيار والمساحة.
مثال عملي: محور الكرة اللولبية
محور أفقي، لولب فولاذي قطره 20 مم، طوله 1000 مم، يحمل عربة بوزن 50 كجم، وسلك 10 مم، مقترنًا بشكل مباشر بمؤازرة بقدرة 400 وات مع قصور ذاتي للدوار يبلغ حوالي 0.5 × 10⁻⁴ كجم · م².
- كتلة المسمار: π × 0.01² × 1.0 × 7850 ≈ 2.47 كجم
- القصور الذاتي اللولبي: ½ × 2.47 × 0.01² ≈ 1.24 × 10⁻⁴ كجم · م²
- القصور الذاتي للحمل: 50 × (0.010 / 2π)² ≈ 1.27 × 10⁻⁴ كجم · م²
- إجمالي القصور الذاتي للحمل: ≈ 2.51 × 10⁻⁴ كجم · م²
- النسبة: 2.51 / 0.5 ≈5:1
خمسة إلى واحد قابل للتطبيق مع الضبط العادي. إذا تضاعفت العربة إلى 100 كجم، فإن النسبة سترتفع إلى حوالي 7.5:1 وسيبدأ المحور في إظهار التجاوز. إن تحويل نفس المحور إلى سلك مقاس 5 مم سيؤدي إلى خفض مكون النقل إلى ربع قيمته وإعادة النسبة إلى ما يقرب من 3:1.
الأسئلة المتداولة
هل نسبة القصور الذاتي المنخفضة هي الأفضل دائمًا؟
لا، النسب المنخفضة جداً تعني محرك كبير بالنسبة للحمل، مما يكلف مالاً وتياراً. ثلاثة إلى خمسة إلى واحد هو المكان المثالي المعتاد لمحاور الآلة.
هل القصور الذاتي اقتران يهم؟
على محاور صغيرة، نعم. يمكن أن يكون اقتران المنفاخ المعدني الموجود على محور 100 واط جزءًا ملحوظًا من القصور الذاتي الكلي. على محور 400 واط عادة ما يكون لا يكاد يذكر.
هل يمكنني قياس النسبة بدلا من حسابها؟
نعم. يمكن للعديد من محركات الأقراص تشغيل روتين تعريف القصور الذاتي أثناء التشغيل. استخدم الرقم المحسوب كمراجعة، لأن القيمة المقاسة تعتمد على الحالة الميكانيكية في وقت القياس.
لماذا تبدو النسبة أسوأ بعد إضافة علبة التروس؟
إما أن يكون القصور الذاتي لصندوق التروس كبيرًا بالنسبة لنسبته، أو أن صندوق التروس يقدم الامتثال الذي تقرأه الحلقة على أنه حمل ناعم. تحقق من كلا الأمرين قبل افتراض أن الحساب كان خاطئًا.
أرسل لنا بيانات المحور
أعطنا الكتلة المتحركة، وقطر المسمار، والرصاص، والسكتة الدماغية، والتسارع المطلوب، وسنقوم بحساب النسبة والتوصية بـمحرك سيرفووdriverتركيبة تترك هامشًا للضبط. إذا قمت بالفعل بإصلاح التصميم الميكانيكي، فأرسل ذلك أيضًا وسنعمل على أرقامك الفعلية.أرسل بيانات المحور الخاص بك.
