18/01/2018

Come dimensionare i motori per il movimento verticale

2 modalità di calcolo: teorico o estimativo

A volte, rendiamo le cose più difficili di quanto non dovrebbero esserlo! Bob Adams, ingegnere presso SERAPID, ci spiega una regola di calcolo semplice per dimensionare i motori per il movimento verticale.

Un po' di teoria:
La potenza è la velocità con la quale un lavoro viene effettuato. Ricordatevi delle lezioni di scienza al liceo:

1W = 1 N m / s => in altri termini, potete sollevare 1 N alla velocità di 1 m/s, o 10 N (1 Kg) a 100 mm/s. I due valori sono uguali a 1 Watt. Nel sistema imperiale, si utilizza il cavallo vapore (horsepower) .1hp≈750W.
Per calcolare la potenza richiesta per il sollevamento di un carico, è facile applicare il modello di potenza. Se conoscete quale forza è necessaria al sollevamento e a quale velocità si verifica, avete un punto di partenza per determinare i fabbisogni di potenza del motore.

  •  Il metodo classico (teorico)

In alcuni casi, la documentazione e la giustificazione tramite il calcolo sono inevitabili. Per una migliore affidabilità e maggiore sicurezza, dovreste forse effettuare dei calcoli completi. Grazie ai dati precedenti, avete una prima base, a quale velocità sollevate e quanto  pesa. Una spiegazione completa e dettagliata sarebbe fuori luogo in questo blog, ma nella descrizione che segue troverete i parametri che dovete aggiungere:

  1. Massa -> peso
  2. Forza di attrito
  3. Forza d'accelerazione (Forza = massa . accelerazione)

Ad esempio:

Massa -> peso

m=200 Kg - > P≈2000 N

Attrito

Fμ=200N

Accelerazione
(0,2 m/s in 1 s)

Fa=200 Kg * 0,2 m/s² = 40N

Forza totale richiesta

Ftot = P + Fμ + Fa = 2000+200+40 = 2240N

 

Questa forza totale moltiplicata per la velocità (qui v=0,2 m/s) definisce la vostra potenza lorda. Dovete modificarla con il rendimento del vostro sistema di trasmissione che si situa spesso tra il 60% e l'80% (0,60 e 0,80). Per quest'esempio, ε = 0,75.

Infine, dobbiamo utilizzare un fattore di sicurezza (spesso SF = da 1,3 a 1,5).Per quest'esempio,
Sf = 1,3. Prendendo tutto ciò in considerazione,
Sf * Ftot * v / ε = 1,3 * 2240 * 0,2 / 0,75 = 777 W
sceglieremmo un motore di 800W.

•    Il metodo estimativo
In numerosi casi, non dobbiamo passare il tempo a fare dei calcoli completi, o in certi casi, vorremmo verificare il metodo precedente. È sufficiente che moltiplichiamo per 2 la potenza lorda (necessaria ad alzare solamente la massa)
2* (2000N * 0,2 m/s) = 800 W
 

Se fate attenzione, i due metodi ci danno approssimativamente la stessa risposta. Questo succede spesso. È per questo che si utilizza spesso il metodo estimativo. Dà sovente un risultato analogo abbastanza affidabile, in modo molto semplice.
Questo calcolo rappresenta soltanto un approccio molto semplificato. Deve essere perfezionato rispetto ai requisiti del vostro progetto e qualsiasi calcolo deve essere convalidato dal servizio tecnico SERAPID.
Non esitate a contattare il vostro interlocutore SERAPID per ogni ulteriore informazione.

Bob Adams, Responsabile tecnico USA presso SERAPID

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