गियर रैक लीनियर मॉड्यूल कैसे चुनें: संपूर्ण चयन मार्गदर्शिका

एक गियर रैकरैखिक मॉड्यूलआमतौर पर लॉन्ग-स्ट्रोक, हाई-स्पीड और हेवी-लोड ऑटोमेशन सिस्टम में उपयोग किया जाता है। बॉल स्क्रू सिस्टम के विपरीत, जिसकी अधिकतम यात्रा लंबाई स्क्रू विक्षेपण और महत्वपूर्ण गति द्वारा सीमित की जा सकती है, एक रैक और पिनियन ड्राइव को कई रैक अनुभागों को जोड़कर बढ़ाया जा सकता है। यह इसे गैन्ट्री रोबोट, मशीन टेंडिंग, मटेरियल हैंडलिंग, लेजर कटिंग, वेल्डिंग, पैलेटाइजिंग और वेयरहाउस ऑटोमेशन के लिए उपयुक्त बनाता है।

हालाँकि, गियर रैक रैखिक मॉड्यूल का चयन करने के लिए इसके नाममात्र पेलोड की जाँच करने से अधिक की आवश्यकता होती है। लोड दिशा, स्ट्रोक, गति, त्वरण, स्थिति सटीकता, रैक मॉड्यूल, गियर अनुपात, मोटर टॉर्क, इंस्टॉलेशन ओरिएंटेशन और पर्यावरणीय स्थितियों का एक साथ मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

यह मार्गदर्शिका बताती है कि गियर रैक रैखिक मॉड्यूल को व्यवस्थित रूप से कैसे चुनें और सामान्य आकार की गलतियों से कैसे बचें।

1. एप्लिकेशन आवश्यकताओं को परिभाषित करें

चयन प्रक्रिया आवेदन के स्पष्ट विवरण के साथ शुरू होनी चाहिए। उत्पाद विशिष्टताओं की तुलना करने से पहले, निम्नलिखित जानकारी एकत्र करें:

• मशीन या स्वचालन प्रणाली का प्रकार
• आवश्यक पेलोड
• कुल गतिमान द्रव्यमान
• प्रभावी यात्रा स्ट्रोक
• अधिकतम रैखिक गति
• त्वरण और मंदी
• आवश्यक चक्र समय
• स्थिति निर्धारण सटीकता
• पुनरावृत्ति की आवश्यकता
• स्थापना अभिविन्यास
• अपेक्षित परिचालन घंटे
• पर्यावरणीय स्थितियाँ
• उपलब्ध मोटर और गियरबॉक्स स्थान

पेलोड और कुल गतिमान द्रव्यमान के बीच अंतर करना महत्वपूर्ण है। मोटर को न केवल वर्कपीस को गति देनी चाहिए, बल्कि गाड़ी, टूलींग, ग्रिपर, ब्रैकेट, केबल और चलती प्लेटफॉर्म पर लगे किसी भी घटक को भी तेज करना चाहिए।

मूल गतिमान द्रव्यमान को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

कुल गतिमान द्रव्यमान = पेलोड + कैरिज-माउंटेड टूलींग + फिक्स्चर + केबल सिस्टम + अन्य गतिमान घटक

गणना में केवल पेलोड का उपयोग करने से मोटर, गियरबॉक्स या पिनियन का आकार कम हो सकता है।

2. आवश्यक भार क्षमता निर्धारित करें

गियर रैक रैखिक मॉड्यूल लोड क्षमता रैखिक गाइड, कैरिज आयाम, असर व्यवस्था, एल्यूमीनियम या स्टील बेस, रैक आकार और स्थापना दिशा से प्रभावित होती है।

मुख्य लोड प्रकारों में शामिल हैं:

• ऊर्ध्वाधर भार सीधे गाड़ी पर कार्य करता है
• साइड-माउंटेड इंस्टॉलेशन के दौरान क्षैतिज भार
• गति की दिशा में अक्षीय प्रेरक बल
• ऑफसेट लोड के कारण पिचिंग क्षण
• पार्श्व विस्थापन के कारण उबासी का क्षण
• यात्रा अक्ष के चारों ओर घूमने का क्षण
• त्वरण और मंदी से उत्पन्न गतिशील भार

स्थैतिक भार

स्थैतिक भार वह बल है जो तब लगाया जाता है जब मॉड्यूल स्थिर होता है या लगातार कम गति से चलता है। क्षैतिज स्थापना के लिए, मुख्य ऊर्ध्वाधर भार लगभग है:

एफस्थिर= एम × जी

कहाँ:

• एफस्थिरन्यूटन में स्थैतिक भार है
• एमकिलोग्राम में कुल समर्थित द्रव्यमान है
• जीगुरुत्वीय त्वरण है, लगभग 9.81 m/s²

त्वरण बल

गतिमान द्रव्यमान को त्वरित करने के लिए आवश्यक बल है:

एफएसीसी= एम × ए

कहाँएm/s² में आवश्यक त्वरण है।

क्षैतिज अक्ष के लिए, अनुमानित प्रेरक शक्ति को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

एफगाड़ी चलाना= एम × ए + एफटकराव+ एफबाहरी

ऊर्ध्वाधर अक्ष के लिए, गुरुत्वाकर्षण को भी शामिल किया जाना चाहिए:

एफगाड़ी चलाना= एम × ए + एम × जी + एफटकराव+ एफबाहरी

ऊर्ध्वाधर गियर रैक अक्षों को आमतौर पर ब्रेक मोटर, काउंटरबैलेंस डिवाइस या मैकेनिकल एंटी-फ़ॉल तंत्र की आवश्यकता होती है।

क्षण भार

ऑफसेट लोड कैरिज और गाइड सिस्टम पर एक पल बनाता है:

एम = एफ × एल

कहाँ:

• एमपल भार है
• एफलागू बल है
• एलबल से गाड़ी केंद्र तक की दूरी है

एक मॉड्यूल में पर्याप्त नाममात्र पेलोड हो सकता है लेकिन फिर भी यदि टूलींग गाड़ी से बहुत दूर तक फैली हुई है तो वह अनुपयुक्त हो सकता है। हमेशा परिकलित पिचिंग, यॉइंग और रोलिंग क्षणों की तुलना निर्माता द्वारा दिए गए स्वीकार्य क्षण मानों से करें।

3. आवश्यक स्ट्रोक की पुष्टि करें

रैक और पिनियन एक्चुएटर का चयन करने के लिए स्ट्रोक मुख्य कारणों में से एक है। रैक-संचालित सिस्टम मॉड्यूल बेस के साथ रैक अनुभागों को जोड़कर लंबी यात्रा का समर्थन कर सकते हैं।

आवश्यक प्रभावी स्ट्रोक में शामिल होना चाहिए:

• सामान्य कामकाजी यात्रा
• उपकरण दृष्टिकोण और निकासी दूरी
• लोडिंग और अनलोडिंग क्लीयरेंस
• सेंसर और सीमा-स्विच मार्जिन
• मंदी की दूरी
• रखरखाव या सेवा की स्थिति

अनुशंसित अक्ष लंबाई का अनुमान इस प्रकार लगाया जा सकता है:

कुल मॉड्यूल लंबाई = प्रभावी स्ट्रोक + गाड़ी की लंबाई + अंतिम मंजूरी

लंबे-स्ट्रोक सिस्टम के लिए, इसका भी मूल्यांकन करें:

• पूरी लंबाई पर आधार सीधापन
• रैक जोड़ संरेखण
• गाइड रेल संयुक्त सटीकता
• रिक्ति का समर्थन करें
• थर्मल विस्तार
• केबल वाहक की लंबाई
• स्थापना और परिवहन सीमाएँ

लंबी यात्रा का मतलब स्वचालित रूप से असीमित असमर्थित लंबाई नहीं है। सहायक मशीन फ्रेम को पर्याप्त कठोरता और स्थापना सटीकता प्रदान करनी चाहिए।

4. गति, त्वरण और चक्र समय की गणना करें

अधिकतम गति को त्वरण और चक्र समय से स्वतंत्र रूप से नहीं चुना जाना चाहिए। एक मशीन की नाममात्र गति उच्च हो सकती है लेकिन फिर भी यदि त्वरण बहुत कम है या यात्रा की दूरी कम है तो वह आवश्यक चक्र समय प्राप्त करने में विफल रहती है।

त्रिकोणीय गति प्रोफ़ाइल के लिए, जहां अक्ष तेज होता है और फिर तुरंत कम हो जाता है, चरम गति है:

वीचोटी= √(ए × एस)

कहाँ:

• वीचोटीचरम गति है
• एत्वरण है
• एसयात्रा दूरी है

एक समलम्बाकार गति प्रोफ़ाइल के लिए, कुल यात्रा समय का अनुमान इस प्रकार लगाया जा सकता है:

टीकुल= टीएसीसी+ टीस्थिर+ टीदिसम्बर

पूर्ण चक्र समय में यह भी शामिल होना चाहिए:

• गति का समय
• उपकरण परिचालन समय
• जकड़ने या पकड़ने का समय
• सेंसर पुष्टिकरण समय
• नियंत्रक विलंब
• लोडिंग और अनलोडिंग का समय

केवल अधिकतम गति के आधार पर मोटर का चयन न करें। मोटर को त्वरण के दौरान पर्याप्त पीक टॉर्क और दोहराए जाने वाले संचालन के लिए पर्याप्त निरंतर टॉर्क भी प्रदान करना चाहिए।

5. रैक मॉड्यूल का चयन करें

रैक मॉड्यूल गियर दांतों के आकार का वर्णन करता है। एक बड़ा रैक मॉड्यूल आम तौर पर बड़े दांत, उच्च दांत शक्ति और अधिक स्वीकार्य स्पर्शरेखा बल प्रदान करता है। हालाँकि, यह पिनियन आकार, ट्रांसमिशन आयाम और प्रति मोटर क्रांति संभावित पोजिशनिंग रिज़ॉल्यूशन को भी बढ़ाता है।

मॉड्यूल, पिच व्यास और पिनियन दांतों की संख्या के बीच संबंध है:

डी = एम × जेड

कहाँ:

• डीपिनियन पिच व्यास है
• एमरैक मॉड्यूल है
• जेडपिनियन दांतों की संख्या है

एक पिनियन क्रांति द्वारा उत्पादित रैखिक यात्रा लगभग है:

एल = π × डी = π × एम × जेड

आम तौर पर एक बड़े मॉड्यूल पर विचार किया जाता है जब सिस्टम को आवश्यकता होती है:

• उच्चतर प्रेरक शक्ति
• भारी पेलोड
• उच्च त्वरण
• बार-बार स्टार्ट-स्टॉप ऑपरेशन
• उच्च शॉक-लोड प्रतिरोध
• लंबी औद्योगिक सेवा जीवन

एक छोटा मॉड्यूल हल्के भार, कॉम्पैक्ट सिस्टम और बेहतर ट्रांसमिशन रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो सकता है।

अंतिम रैक मॉड्यूल की पुष्टि निर्माता के स्वीकार्य स्पर्शरेखा बल, दांत संपर्क तनाव, स्नेहन विधि और अपेक्षित कर्तव्य चक्र का उपयोग करके की जानी चाहिए।

6. पिनियन व्यास चुनें

पिनियन व्यास सीधे रैखिक गति, आउटपुट बल और पोजिशनिंग रिज़ॉल्यूशन को प्रभावित करता है।

एक बड़ा पिनियन प्रति क्रांति अधिक रैखिक यात्रा उत्पन्न करता है और अधिकतम अक्ष गति बढ़ा सकता है। हालाँकि, समान आउटपुट टॉर्क के लिए, एक बड़ा पिच त्रिज्या उपलब्ध स्पर्शरेखीय बल को कम कर देता है।

आउटपुट टॉर्क और रैखिक ड्राइविंग बल के बीच संबंध है:

एफ = टी / आर

कहाँ:

• एफस्पर्शरेखीय प्रेरक शक्ति है
• टीपिनियन आउटपुट टॉर्क है
• आरपिनियन पिच त्रिज्या है

एक छोटा पिनियन समान टॉर्क के लिए अधिक ड्राइविंग बल प्रदान करता है और रैखिक रिज़ॉल्यूशन में सुधार करता है, लेकिन यह अधिकतम गति को सीमित कर सकता है और मोटर क्रांतियों को बढ़ा सकता है।

बहुत कम दांतों वाले पिनियन के दांतों पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है या घिसाव बढ़ सकता है। चयनित पिनियन को रैक विनिर्देशों और निर्माता की न्यूनतम दांत-संख्या आवश्यकताओं से मेल खाना चाहिए।

7. गियर अनुपात चुनें

आमतौर पर सर्वो मोटर और पिनियन के बीच एक गियरबॉक्स स्थापित किया जाता है। गियर अनुपात आउटपुट टॉर्क, अक्ष गति, प्रतिबिंबित जड़ता और पोजिशनिंग रिज़ॉल्यूशन को प्रभावित करता है।

अनुमानित गियरबॉक्स आउटपुट टॉर्क है:

टीबाहर= टीमोटर× मैं × एन

कहाँ:

• टीबाहरगियरबॉक्स आउटपुट टॉर्क है
• टीमोटरमोटर टॉर्क है
• मैंकमी अनुपात है
• यागियरबॉक्स दक्षता है

गियरबॉक्स आउटपुट स्पीड है:

एनबाहर= एनमोटर/ मैं

एक उच्च कमी अनुपात प्रदान करता है:

• उच्च आउटपुट टॉर्क
• कम पिनियन गति
• बेहतर मोटर-टू-लोड जड़त्व मिलान
• बेहतर सैद्धांतिक स्थिति निर्धारण संकल्प

हालाँकि, अत्यधिक उच्च अनुपात अधिकतम रैखिक गति को कम कर सकता है और चक्र समय को बढ़ा सकता है।

कम कटौती अनुपात प्रदान करता है:

• उच्च अक्ष गति
• कम गियरबॉक्स गुणन
• किसी दिए गए आंदोलन के लिए कम मोटर क्रांतियाँ

लेकिन इसके लिए मोटर को सीधे अधिक टॉर्क प्रदान करने की आवश्यकता होती है।

सही गियर अनुपात को गति और टॉर्क दोनों आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए:

आवश्यक आउटपुट स्पीड ≤ स्वीकार्य गियरबॉक्स आउटपुट स्पीड

आवश्यक आउटपुट टॉर्क × सुरक्षा कारक ≤ स्वीकार्य गियरबॉक्स टॉर्क

8. पोजिशनिंग सटीकता और दोहराव का मूल्यांकन करें

स्थिति निर्धारण सटीकता और दोहराव अलग-अलग विशिष्टताएँ हैं।

• स्थिति निर्धारण सटीकताइंगित करता है कि पूर्ण स्ट्रोक के दौरान वास्तविक स्थिति आदेशित स्थिति के कितनी करीब है।
• repeatabilityइंगित करता है कि समान परिस्थितियों में धुरी कितनी लगातार एक ही स्थिति में लौटती है।

गियर रैक रैखिक मॉड्यूल की कुल स्थिति त्रुटि इससे प्रभावित हो सकती है:

• रैक पिच त्रुटि
• रैक जोड़ संरेखण
• पिनियन निर्माण सटीकता
• गियरबॉक्स बैकलैश
• रैक और पिनियन प्रतिक्रिया
• गाइड रेल सीधापन
• आधार स्थापना त्रुटि
• सर्वो ट्यूनिंग
• एनकोडर रिज़ॉल्यूशन
• संरचनात्मक विक्षेपण
• तापमान भिन्नता

वेल्डिंग, सामग्री स्थानांतरण और पैलेटाइज़िंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए, दोहराव पूर्ण सटीकता से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है। सटीक मशीनिंग, माप या लेजर प्रोसेसिंग के लिए, फुल-स्ट्रोक पोजिशनिंग सटीकता के लिए उच्च-ग्रेड रैक, कम-बैकलैश गियरबॉक्स, एनकोडर फीडबैक या मुआवजा अंशांकन की आवश्यकता हो सकती है।

बैकलैश नियंत्रण के तरीके

इसका उपयोग करके बैकलैश को कम किया जा सकता है:

• परिशुद्धता-जमीन या उच्च सटीकता वाले रैक
• लो-बैकलैश ग्रहीय गियरबॉक्स
• समायोज्य रैक और पिनियन जुड़ाव
• प्रीलोडेड डुअल-पिनियन सिस्टम
• उचित असर समर्थन
• सटीक सर्वो ट्यूनिंग
• रैखिक एनकोडर बंद-लूप प्रतिक्रिया

शून्य बैकलैश की कल्पना तब तक नहीं की जानी चाहिए जब तक कि संपूर्ण ड्राइव सिस्टम को उस प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन और सत्यापित नहीं किया गया हो।

9. इंस्टालेशन ओरिएंटेशन पर विचार करें

इंस्टॉलेशन ओरिएंटेशन गाइड लोडिंग, मोटर टॉर्क, स्नेहन और सुरक्षा आवश्यकताओं को प्रभावित करता है।

एक झुकी हुई धुरी के लिए, यात्रा दिशा के साथ कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल का अनुमान इस प्रकार लगाया जा सकता है:

एफगुरुत्वाकर्षण= एम × जी × पाप θ

कहाँमैंझुकाव कोण है.

10. सर्वो मोटर का चयन करें

सर्वो मोटर को गति, निरंतर टॉर्क, पीक टॉर्क, जड़ता मिलान और कर्तव्य-चक्र आवश्यकताओं को पूरा करना होगा।

मोटर की गति

आवश्यक मोटर गति का अनुमान आवश्यक रैखिक वेग से लगाया जा सकता है:

एनमोटर= (v × 60 × i) / (π × d)

कहाँ:

• एनमोटरआरपीएम में मोटर की गति है
• वीमी/से. में रैखिक वेग है
• मैंगियरबॉक्स कटौती अनुपात है
• डीपिनियन पिच व्यास मीटर में है

मोटर टॉर्क

आवश्यक पिनियन टॉर्क लगभग है:

टीडैने की नोक= एफगाड़ी चलाना× आर

आवश्यक मोटर टॉर्क है:

टीमोटर= टीडैने की नोक/ (आई × एन)

अतिरिक्त टॉर्क को शामिल किया जाना चाहिए:

• गियरबॉक्स जड़ता
• पिनियन जड़ता
• युग्मन हानि
• गाइड घर्षण
• केबल वाहक प्रतिरोध
• बाहरी मशीनिंग या प्रक्रिया बल

पीक मोटर टॉर्क को त्वरण और आपातकालीन स्थितियों को कवर करना चाहिए, जबकि निरंतर टॉर्क को बार-बार चक्र के दौरान मोटर की रेटेड थर्मल क्षमता के भीतर रहना चाहिए।

जड़ता मिलान

अत्यधिक लोड-टू-मोटर जड़त्व अनुपात सर्वो ट्यूनिंग को कठिन बना सकता है और गतिशील प्रतिक्रिया को कम कर सकता है। एक गियरबॉक्स जड़ता मिलान में सुधार कर सकता है क्योंकि परावर्तित भार जड़ता कमी अनुपात के वर्ग के साथ लगभग घट जाती है:

जेप्रतिबिंबित= जेभार/ मैं²

स्वीकार्य जड़त्व अनुपात सर्वो प्रणाली, गियरबॉक्स, नियंत्रण आवश्यकताओं और गति प्रोफ़ाइल पर निर्भर करता है।

11. गियरबॉक्स का चयन करें

गियर रैक एक्सिस के साथ प्लैनेटरी गियरबॉक्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि वे कॉम्पैक्ट आयाम, उच्च टॉर्क घनत्व और अपेक्षाकृत कम बैकलैश प्रदान करते हैं।

गियरबॉक्स चुनते समय, जांचें:

• नाममात्र आउटपुट टॉर्क
• अधिकतम त्वरण टॉर्क
• आपातकालीन रोक टोक़
• अनुमत रेडियल और अक्षीय भार
• अधिकतम इनपुट और आउटपुट गति
• प्रतिक्रिया
• मरोड़ वाली कठोरता
• क्षमता
• सेवा जीवन
• स्नेहन और बढ़ते अभिविन्यास

गियरबॉक्स आउटपुट बेयरिंग को पिनियन द्वारा उत्पन्न सभी रेडियल बलों का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया जा सकता है। हेवी-ड्यूटी प्रणालियों में, एक स्वतंत्र पिनियन बियरिंग व्यवस्था की आवश्यकता हो सकती है।

12. संरचनात्मक कठोरता की जाँच करें

एक गियर रैक मॉड्यूल पर्याप्त जोर उत्पन्न कर सकता है लेकिन फिर भी आधार, कैरिज, माउंटिंग फ्रेम या मशीन संरचना लोड के तहत विक्षेपित होने पर सटीकता बनाए रखने में विफल रहता है।

संरचनात्मक कठोरता का मूल्यांकन इसके लिए किया जाना चाहिए:

• मॉड्यूल आधार झुकना
• कैरिज प्लेट विरूपण
• गाइड रेल विक्षेपण
• समर्थन-फ़्रेम कंपन
• गैन्ट्री सिस्टम में क्रॉसबीम झुकना
• टूलींग ओवरहैंग
• गतिशील अनुनाद

एक के लिएगैन्ट्री रोबोट, बीम अवधि, गतिमान भार और त्वरण पर एक साथ विचार किया जाना चाहिए। स्थैतिक पेलोड अपरिवर्तित रहने पर भी त्वरण बढ़ने से बीम विक्षेपण और कंपन में काफी वृद्धि हो सकती है।

13. ऑपरेटिंग वातावरण का मूल्यांकन करें

पर्यावरणीय परिस्थितियाँ रैक स्नेहन, सीलिंग, संक्षारण प्रतिरोध और घटक जीवन को प्रभावित करती हैं।

ओपन रैक ड्राइव को नियमित स्नेहन की आवश्यकता होती है। यदि धूल या अपघर्षक कण स्नेहक के साथ मिल जाते हैं, तो दांतों का घिसना तेज हो सकता है। इसलिए चयन प्रक्रिया की शुरुआत में सुरक्षात्मक डिज़ाइन पर विचार किया जाना चाहिए।

14. उचित सुरक्षा कारक लागू करें

एक सुरक्षा कारक लोड भिन्नता, प्रभाव, गणना त्रुटि, घर्षण परिवर्तन और भविष्य की प्रक्रिया समायोजन जैसी अनिश्चितताओं की भरपाई करता है।

डिज़ाइन बल की गणना इस प्रकार की जा सकती है:

एफडिज़ाइन= एफगणना× एस

कहाँएसचयनित सुरक्षा कारक है.

सुरक्षा कारक केवल मोटर टॉर्क पर लागू नहीं किया जाना चाहिए। रैक के दांत, पिनियन, गियरबॉक्स, गाइड रेल, बियरिंग, कैरिज, माउंटिंग बोल्ट और सपोर्टिंग फ्रेम सभी की जांच की जानी चाहिए।

15. गियर रैक रैखिक मॉड्यूल चयन उदाहरण

निम्नलिखित आवश्यकताओं के साथ एक क्षैतिज सामग्री-हैंडलिंग अक्ष पर विचार करें:

• पेलोड: 120 किग्रा
• मूविंग टूलींग और कैरिज-माउंटेड घटक: 40 किग्रा
• कुल गतिमान द्रव्यमान: 160 किग्रा
• प्रभावी स्ट्रोक: 6 मी
• अधिकतम गति: 2 मी/से
• त्वरण: 3 मी/से²
• बाहरी प्रतिरोध और घर्षण: 150 एन
• चयनित सुरक्षा कारक: 1.5

चरण 1: त्वरण बल की गणना करें

एफएसीसी= 160 × 3 = 480 एन

चरण 2: घर्षण और बाहरी प्रतिरोध जोड़ें

एफगणना= 480 + 150 = 630 एन

चरण 3: सुरक्षा कारक लागू करें

एफडिज़ाइन= 630 × 1.5 = 945 एन

चरण 4: पिनियन टॉर्क का अनुमान लगाएं

यदि पिनियन पिच त्रिज्या 40 मिमी, या 0.04 मीटर है:

टीडैने की नोक= 945 × 0.04 = 37.8 एनएम

चरण 5: मोटर टॉर्क का अनुमान लगाएं

यदि 90% दक्षता वाले 10:1 गियरबॉक्स का उपयोग किया जाता है:

टीमोटर= 37.8 / (10 × 0.9) = 4.2 एनएम

चयनित मोटर को आवश्यक त्वरण शर्तों के तहत 4.2 एनएम से अधिक प्रदान करना होगा। फिर निरंतर टॉर्क, पीक टॉर्क, जड़ता अनुपात और कर्तव्य चक्र की अलग से जांच की जानी चाहिए।

चरण 6: मोटर गति की जाँच करें

80 मिमी के पिनियन पिच व्यास के लिए:

एनमोटर= (2 × 60 × 10) / (π × 0.08) ≈ 4,775 आरपीएम

यदि चयनित सर्वो मोटर इस गति पर लगातार काम नहीं कर सकती है, तो पिनियन व्यास, गियरबॉक्स अनुपात या लक्ष्य गति को समायोजित किया जाना चाहिए।

यह उदाहरण दिखाता है कि टॉर्क और गति को एक साथ क्यों जांचा जाना चाहिए। उच्च गियर अनुपात टॉर्क को बढ़ाता है लेकिन समान रैखिक वेग के लिए आवश्यक मोटर गति को भी बढ़ाता है।

16. सामान्य चयन गलतियाँ

टोटल मूविंग मास के स्थान पर पेलोड का उपयोग करना

टूलींग, फिक्स्चर, कैरिज-माउंटेड घटकों और केबल कैरियर्स को नजरअंदाज करने से त्वरण बल का अनुमान कम हो जाता है।

केवल नाममात्र भार क्षमता के आधार पर चयन करना

नाममात्र पेलोड पर्याप्त क्षण क्षमता, गतिशील कठोरता या सेवा जीवन की गारंटी नहीं देता है।

गियरबॉक्स बैकलैश को नजरअंदाज करना

एक उच्च सटीकता वाला रैक अत्यधिक गियरबॉक्स बैकलैश की भरपाई नहीं कर सकता है।

अत्यधिक बड़े पिनियन का चयन करना

एक बड़ा पिनियन प्रति क्रांति रैखिक यात्रा को बढ़ाता है लेकिन समान आउटपुट टॉर्क के लिए स्पर्शरेखा बल को कम करता है।

केवल टॉर्क के आधार पर गियर अनुपात चुनना

अत्यधिक उच्च कमी अनुपात आवश्यक मोटर गति को उसकी स्वीकार्य परिचालन सीमा से अधिक कर सकता है।

रैक संयुक्त सटीकता की अनदेखी

रैक अनुभागों के बीच खराब संरेखण से कंपन, शोर, दांतों पर प्रभाव और स्थिति में त्रुटि हो सकती है।

सहायक फ़्रेम को अनदेखा करना

लचीले फ्रेम पर लगा एक कठोर रैखिक मॉड्यूल अपनी निर्दिष्ट सटीकता को बनाए नहीं रख सकता है।

अपर्याप्त स्नेहन योजना

अनुचित स्नेहन से दांत घिस सकते हैं, शोर बढ़ सकता है, तापमान बढ़ सकता है और सेवा जीवन छोटा हो सकता है।

17. गियर रैक रैखिक मॉड्यूल चयन चेकलिस्ट

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

बॉल स्क्रू मॉड्यूल के स्थान पर गियर रैक लीनियर मॉड्यूल का चयन कब किया जाना चाहिए?

गियर रैक मॉड्यूल आमतौर पर लंबे स्ट्रोक, उच्च गति, भारी भार और अनुप्रयोगों के लिए पसंद किया जाता है जहां कई खंडों को जोड़कर धुरी की लंबाई बढ़ाई जानी चाहिए। एबॉल स्क्रू मॉड्यूलछोटे स्ट्रोक और कॉम्पैक्ट ट्रांसमिशन घटकों के साथ उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त हो सकता है।

क्या बड़ा रैक मॉड्यूल हमेशा बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है?

नहीं, एक बड़ा मॉड्यूल दांतों की ताकत और भार क्षमता को बढ़ाता है, लेकिन यह आकार, जड़ता और प्रति पिनियन क्रांति यात्रा को भी बढ़ाता है। मॉड्यूल को आवश्यक बल, गति, सटीकता और कर्तव्य चक्र से मेल खाना चाहिए।

गियरबॉक्स अनुपात का चयन कैसे किया जाना चाहिए?

अनुपात को मोटर को टॉर्क और गति दोनों आवश्यकताओं को पूरा करने की अनुमति देनी चाहिए। एक उच्च अनुपात आउटपुट टॉर्क को बढ़ाता है और जड़ता मिलान में सुधार करता है, लेकिन यह पिनियन गति को भी कम करता है और किसी दिए गए रैखिक वेग के लिए आवश्यक मोटर गति को बढ़ा सकता है।

क्या गियर रैक रैखिक मॉड्यूल को लंबवत रूप से स्थापित किया जा सकता है?

हां, लेकिन मोटर को लगातार गुरुत्वाकर्षण पर काबू पाना चाहिए, और सिस्टम में सामान्य रूप से एक ब्रेक मोटर, मैकेनिकल एंटी-फ़ॉल डिवाइस या काउंटरबैलेंस तंत्र शामिल होना चाहिए। लंबवत होल्डिंग और आपातकालीन-रोक स्थितियों की गणना अलग से की जानी चाहिए।

रैक-चालित अक्ष की स्थिति सटीकता क्या निर्धारित करती है?

स्थिति निर्धारण सटीकता रैक पिच सटीकता, रैक संयुक्त संरेखण, पिनियन गुणवत्ता, गियरबॉक्स बैकलैश, गाइड स्ट्रेटनेस, मशीन-फ्रेम कठोरता, सर्वो ट्यूनिंग, एनकोडर फीडबैक और तापमान भिन्नता पर निर्भर करती है।

कितना सुरक्षा कारक उपयोग किया जाना चाहिए?

उपयुक्त सुरक्षा कारक लोड स्थिरता, त्वरण, झटका, स्थापना दिशा, परिचालन घंटे और विफलता के परिणामों पर निर्भर करता है। चिकनी क्षैतिज प्रणालियाँ कम मार्जिन का उपयोग कर सकती हैं, जबकि ऊर्ध्वाधर, प्रभाव-भारित या निरंतर-ड्यूटी प्रणालियों को आमतौर पर उच्च मार्जिन की आवश्यकता होती है।

निष्कर्ष

गियर रैक रैखिक मॉड्यूल को चुनने के लिए यांत्रिक भार, गति प्रोफ़ाइल, रैक और पिनियन ज्यामिति, गियरबॉक्स, सर्वो मोटर, स्थिति आवश्यकताओं, स्थापना दिशा और ऑपरेटिंग वातावरण के पूर्ण मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।

सबसे महत्वपूर्ण कदम कुल गतिमान द्रव्यमान की गणना करना, आवश्यक ड्राइविंग बल निर्धारित करना, पल भार को सत्यापित करना, एक उपयुक्त रैक मॉड्यूल और पिनियन व्यास का चयन करना, मोटर गति के खिलाफ गियरबॉक्स टॉर्क को संतुलित करना और पूरी मशीन संरचना की कठोरता की पुष्टि करना है।

उचित रूप से चयनित रैक और पिनियन एक्चुएटर लंबी दूरी के औद्योगिक स्वचालन के लिए स्केलेबल स्ट्रोक, उच्च गति, मजबूत भार क्षमता और विश्वसनीय संचालन प्रदान करता है। मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए, अंतिम चयन को वास्तविक गति प्रोफ़ाइल, कर्तव्य चक्र, संरचनात्मक लेआउट और निर्माता-विशिष्ट लोड डेटा का उपयोग करके सत्यापित किया जाना चाहिए।