¿Encontrar el motor adecuado para levantar el tornillo de avance?

El problema con el uso de calculadoras en sitios es que nunca se sabe si confiar en ellas. 9.5488? ¿De dónde viene ese número mágico? Afortunadamente, hacer este tipo de cálculo desde los primeros principios es sencillo, y una vez que lo haya hecho, sabrá que puede confiar en el resultado. Por cierto, racointernational te pide que adivines la eficiencia, ¡por lo que aún necesitas ingresar tus propias conjeturas!

Su especificación para la carga es 600 g de fuerza, aproximadamente 6 N de fuerza, para moverse a través de 0.2 m en 2 segundos.

La potencia en la carga es, por lo tanto, 6N x 0.1m / s = 0.6 vatios.

Si utiliza una rosca 'normal' sin lubricación, puede asumir una eficiencia de no más del 25%. Con formas de rosca especiales (es decir, usar lo que se llama un 'tornillo de husillo' en lugar de un 'tornillo') y lubricación, puede obtener mayores eficiencias. Sigamos con el peor de los casos por el momento y asumamos el 25%.

Por lo tanto, la potencia del motor debe ser de al menos 0.6W / 25% = 2.4W, menos con lubricación.

Un tornillo tiene un parámetro simple 'pitch', que es la distancia que se mueve una tuerca durante una vuelta completa. Esto permite una conversión entre giros y movimiento lineal. Tiendo a recordar que M6 tiene una vuelta por mm, otros diámetros de tornillo tienen un paso más o menos proporcional, que puedo consultar si lo necesito exactamente.

Si queremos viajar a 0.1 m / s, entonces necesitamos 100 lanzamientos de 1 mm por segundo, o 100 vueltas por segundo, o 6000 rpm, o 200pp de radianes por segundo. La última unidad puede parecer un poco extraña, pero hay muy buenas razones para medir la rotación en radianes.

Como sabemos que el motor tiene una potencia de salida de 2.4W, podemos calcular el torque como 2.4 / 200pi = 3.8mNm si queremos (como trabajo (Joules) hecho por un torque (Nm) es solo el torque veces el número de radianes girados a través). Sin embargo, la velocidad y la potencia definen completamente un motor, por lo que podemos elegir los motores por aquellos, sin tener que arrastrar innecesariamente las cifras de torque.

Para que pueda cumplir con sus especificaciones con un motor de 2.4W 6000rpm, con una rosca de paso de M6 de 1 mm estándar. O 12000rpm con un hilo de 3mm. O 3000rpm con un hilo de 12mm. Si paga más por un tornillo de cabeza, entonces quizás una potencia más baja. Tú eliges.

(editar) me acaba de ocurrir que 9.549 es 60 / 2pi, el factor de conversión de rpm a segundo radian / s. Mucho mejor saber de dónde viene, ¿no? Por lo general, aproximado ese factor a 10. La diferencia entre 9.55 y 10 no es nada en comparación con la incertidumbre en "¿la eficiencia es del 25% o del 50%?" (/ editar)

El levantamiento de 600 gramos a una distancia de 20 cm requiere una energía de mgh (masa x constante gravitacional x altura) = 0.6 x 0.2 x 9.81 = 1.177 julios. Dado que desea que esto se ejecute en 2 segundos, la potencia promedio es de 0.5886 vatios. Tenga en cuenta las pérdidas por fricción, pero este podría ser fácilmente el factor limitante de 2 vatios para su motor.

No voy a hacer comentarios sobre este sitio o ese sitio para la calculadora de tornillo de avance porque parece inadecuado para EE.