在设计应用时,预期磨擦力是一个须要考虑的重要尺寸。磨擦力直接决定了马达必须克服多少力能够达到预期的运动参数,如加速度。磨擦被定义为与马达形成的速率方向相反的力。为此,了解马达在运动曲线的那个阶段会碰到多大的磨擦至关重要。
在间接驱动系统中,磨擦是由皮带、链条、齿轮蜗杆、齿轮箱等机械曲轴以及轴承系统造成的。直接驱动的一个优点是磨擦更小,直接且更容易控制有效荷载。由于有效荷载和马达之间不须要机械联接。
通过的在线选型工具,你可以即时输入和更新磨擦力数值。选型工具将按照新的数值手动并即时更新应用数据。你可以输入适用于所有运动曲线的通常水平的磨擦力,也可以输入仅适用于特定运动曲线的磨擦力。磨擦力与曲线相关的一个反例是当马达联通以拾取负载,之后随负载向后联通时。
本文将提供一种估算干磨擦力的方式,并解释与磨擦力有关的各类影响,便于在选型工具中输入更确切的数值。这将有助于为您的应用选择最适宜的马达。
关于磨擦力的解释
当表面接触并相对运动时,存在干磨擦,亦称为库仑磨擦。干磨擦力施加在与表面平行的两个表面上,与联通表面的净斥力方向相反。这些磨擦将功转化为热。干磨擦可以分为两种情况,即静态磨擦和动态磨擦。对于大多数应用而言,只估算动态磨擦力就足以得出实际的磨擦力数值。此外,还有一种称为黏性磨擦的类型,它是指两个表面之间通过流体介质互相运动时形成的磨擦,其大小取决于运动速率。本文只涉及库仑磨擦。
相同的概念也适用于旋转运动。在这些情况下,通过将力除以力所作用的直径,可以使劲矩来交换。这在第一个公式中得到展示,并可以应用于所有后续的公式,其中力是一个术语。
当物体联通时,磨擦力与法向力(N)成反比。磨擦力(F)的方向垂直于法向力。磨擦力不依赖于接触面积。作用在物体上的法向力等于质量除以重力加速度,再加上线圈单元与吸铁石之间的吸引力除以所处角度的正切。为此,在普通水平物体的情况下,力等于质量除以重力加速度。
磨擦系数是两个物体之间的磨擦力与它们之间的压力之比。它用符号μ表示,是一个无量纲标量。当一个物体静止时,磨擦系数等于静磨擦系数。当一个物体运动时,磨擦系数等于动磨擦系数。静磨擦系数略小于动磨擦系数,这在图3中通过动磨擦的较低水平进行了说明。库仑磨擦等于:
磨擦系数是一个系统属性,它取决于许多参数。它是一个难以估算的值,只能通过经验检测来获取。磨擦力是通过轴承传递的,典型的磨擦系数可以从轴承制造商处获取。
干磨擦
图3展示了一个典型的干磨擦示例。在最初的短暂阶段,没有施加任何力,物体也没有发生位移。随即步入了静磨擦区,磨擦力与施加的力成比列降低。随着施加的力的降低,物体开始运动并步入了动磨擦区,动磨擦力一般高于静磨擦力。须要注意的是,在大多数情况下,动磨擦力会主导静磨擦力摩擦力符号怎么打出来,因而可以忽视静磨擦力。除非是特别迅速且短距离的运动,这些情况下静磨擦力的影响会显得十分明显。
动态磨擦力
如前所述,两个表面之间互相滑动的磨擦力称为动态磨擦力,可以通过以下方法估算:
在线选型工具中提及的磨擦力被视为动态磨擦力。总法向磨擦力由两个部份组成,即负载造成的磨擦力和吸铁石板与马达之间的吸引力。在无铁芯马达中,因为没有铁被吸铁石吸引,因而不存在由吸引力造成的磨擦力。
马达的吸引力可以在目录中查看。需注意,正弦项不包括在上述负载等式中,由于模拟选型工具在输入倾斜角度时手动考虑了这一点。吸引力的磨擦多项式有一个倾斜角度的项,由于模拟选型工具没有考虑到这一点,它必需要自动估算。不仅因为荷载和吸引力形成的磨擦力之外,线缆也提供了额外的磨擦力,因而总的磨擦力将弄成:
线缆磨擦力的大小一般是按照经验推断的。在大多数情况下,它的大小取决于马达类型、应用、电缆(链条)类型和厚度,一般在几牛顿到几十牛顿之间变化。
静磨擦力
当两个表面相对静止时,它们之间的磨擦被称为静磨擦。一个反例是斜面上的物体不会滑动出来。在开始滑动并步入动态磨擦范围之前,磨擦的最大值如下所示:
这意味着在达到最大力之前,物体所遭到的任何力在大小上还会与磨擦力相等且方向相反。
仿真选型工具不直接考虑静磨擦,对于大多数应拿来说都不须要。并且对个别应用,它可能是很重要的。当应用程序常常启动和停止,比它的联通更频繁时,平均总磨擦力可能低于单独的动态磨擦力。通过为物体经历静磨擦的零件制做运动曲线,并添加等于平均静磨擦的额外荷载摩擦力符号怎么打出来,可以将此疗效输入到模拟工具中。因为这些磨擦仅存在于运动的特定部份,因而难以输入适用于所有运动曲线的应用磨擦力场。右图给出了负荷输入数组的位置。