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リニアモータを使用した場合の慣性モーメント
2023/10/16 18:23
- リニアモータとリニアガイド(ボール)を使用して移動体を動かした場合の慣性モーメントについて教えてください。
- リニアモータ駆動とボールねじ駆動の比較を行いました。リニアモータを使用した場合の慣性モーメントはボールねじ駆動よりも小さくなることが分かりました。
- 加速度も考慮しながらリニアモータとボールねじの効率を比較し、リニアモータの方が効率的に搬送できるという理論的な根拠が存在します。
リニアモータを使用した場合の慣性モーメント
2009/11/12 13:15
お世話になります。
リニアモータとリニアガイド(ボール)を使用して移動体を動かした時の
慣性モーメントはどのようになるのでしょうか?
申し訳ありませんが分かり易く教えてください。
I=m(V/2π/N)^2で求め
NはVとリニアガイドのボール径より求めた値でいいのでしょうか?
これで解きますと慣性モーメントはボールねじ駆動よりかなり小さくなる
ようですけど、いいのでしょうか?
色々ありがとうございます。
今の所の理解で恐縮ですが
直線運動エネルギー E=1/2*m*v^2
回転運動エネルギー E=1/2*I*ω^2
350kgの物体を回転モータ+ボールねじで800mm/sで直線運動させた時
I=500kg・m2*10^-4 ボールねじリード25mm
E=1/2*500*10^-4*(2π*800/25)^2=1011 kg・m^2/s^2
350kgの物体をリニアモータで800mm/sで直線運動させた時
E=1/2*350*0.8^2=112 kg・m^2/s^2
となりリニアモータ駆動の方が9分の1のエネルギーで駆動出来るとなり
ましたがホントなのか・・・加速度との関係はどうなるのか・・・
数式的には加速度も含んでいるようなのでボールねじを介さずに
直接リニアモータにて駆動した方が効率よく搬送できる理屈で
いいんでしょうか?
回答 (7件中 1~5件目)
絵も理解できなかったのでわかりませんが
いちようつっこんどこ
>>350kgの物体をリニアモータ
加速度とか書いてないのでわからないし全体像、ストローク、タクト秒とかわからないけど
リニア使おうとしているのなら、相当なスピードを出すつもりなんでしょうが
350Kgf のものをリニアで動かそうとすると、大変ですよ
>>限られた中で作るしかないと予想してます。
突っ込み方が足らなかったか
単位にfついてないし
800mm/s が最大速度 として
まあ、いえば、一秒間に800mm=0.8m ですよね
回転モータ+ボールねじで800mm/s
と書いてあるので、まあ、何十メーターもあるわけではなくでしょうから
まあ、あって3000mかな
まあ、昔、頼まれて作ったことあるけど
搬送物 治具合わせて30kgf 3m 7秒 (MAX5秒)(それより早いんだろうから)
実際に完成させたら、
まあ、引くよ (ちなみに、私は設計前に、できんことはないが、危ないことは、忠告したけどね、無理やり作った)
結局、ぽしゃった
まあ、実際にリニアで動かせるのは、この辺が限度だよ
http://www.yamaha-motor.jp/robot/phaser/mr/index.html
20kgf
加速度とか考えて350kgfを動かしてごらん
多分、すごいことになるから
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ますます変なことをやってるような・・・
アナタの計算が正しいかどうかは見てませんが、一般的に言って移動体の質量が同じならボールねじを回すエネルギーが不要な分リニアモータを使ったほうが必要なエネルギーは少なくてすみます。
ボールねじが長くなると移動体を動かしてるのかボールねじを回してるのかわからなくなるくらいボールねじを回すためのエネルギーが必要になります。
参考まで。
お礼
2009/11/16 10:38
単に搬送位の場合はリニアモータの方がエネルギーが少なくて済むとのこと
分かりました。
ありがとうございました。
回転運動に対する慣性モーメントの概念は、
直線運動に対しては質量がこれに相当します。
この表記だけでは判りにくいかもしれませんが、直線運動と回転運動で
慣性の大小を比較したいならば、所定の速度における運動エネルギーを
使えば明確になります。
繰り返しですが、
リニアモータと通常のモータの場合について、所定の速度に達したときの
運動エネルギーで比べれば、回転運動と直線運動を同列で比較できます。
運動エネルギーが大きい方が、慣性が大きいと言うことです。
ボールの半径を用いて慣性モーメントに換算しようとするとおかしなこと
になります。
三菱電機さんのモータ選定用ソフトで簡単に選定できますよ。
使用方法をリニアモータにして。
また、パワー(ワット数)計算は、直線運動なので、
? 負荷定常パワー
Po[kW]=μ×W[kgf]×Vℓ[m/sec]÷(6120×η) 定数;6120
摩擦係数;μ、可動部重量;W[kgf]、可動部速度;Vℓ[m/sec]、効率;η
? 負荷加速パワー
Pa[kW]=W[kgf]×Vℓ[m/sec]^2÷(3600×10^3×ta)
可動部重量;W[kgf]、可動部速度;Vℓ[m/sec]、定数;3600×10^3
加速時間;ta(可動部速度;Vℓ[m/sec]に達する加速時間)
を計算して、?と?の和となります。
但し、リニアモータのカタログをよく確認して、その他の注意事項チェック
もして下さい。
アドバイスになるか否かは??ですが、
電気を効率良く通す(活用できる)超伝導があれば、
リニアモータカーの方が効率的だとして開発しているのでしょうね。
ボールねじやピニオン、車輪が高速になれば、ロス対象となるので。
摩擦や摩擦熱の要因も大きいですが。
リニアモータでなく普通のモータでボールネジ+リニアガイドという組み合わせでもリニアガイドのボールの慣性モーメントを計算するでしょうか?
慣性モーメントの意味を説明しているサイトです。
http://www5.plala.or.jp/Fulcrum/eng/collections/HONDA/mom2.htm
http://homepage1.nifty.com/ORBIT/lec/lec0003.html
リニアモータの選定はこちら
www.shicoh.com/product/linear/pdf-flp/mml_selectmethod_060414.pdf
お礼
2009/11/16 12:01
つっこみありがとうございます。
おっしゃる通り実際には簡単には行かず
限られた中で作るしかないと予想してます。
理論の中での話として質問しました。