Belt 설계 주의 사항

1. 최소 풀리의 선정

정상조건		비교 항목	풀리가 작은경우
	𝜙 81.49 (32 개 , 1750 rpm)	최소 풀리 경 (dp) (이수, 회전수)	𝜙63.66 (25개, 1750 rpm)
	𝜙 152.79 (60 개 , 933 rpm)	최대 풀리 경(Dp) (이수, 회전수)	𝜙122.23 (48 개 , 911 rpm)
	4.17 Kg·m	전달 토크	4.17 Kg·m
	102.3 Kgf	필요 장력	131.0 Kgf

문제점 : 최소 풀리 경이 작은 것을 사용하면

(1) 벨트의 장력이 증가하여 벨트 폭이 큰 것을 사용하여야 한다.

(2) 반경방향 부하가 크게 되어 Motor 축 및 Drive 의 부하가 증가되며 축 및 베어링에 무리가 간다.

대책

(1) 최소풀리의 선정은 허용최소 풀리 경 이상을 사용하고, 너무 작은 것은 사용하지 않는다.

2. 감속기의 사용.

벨트 사양 : Super Torque - S8M (MITSUBOSHI) , 폭 60mm의 허용장력 : 279 Kgf
조건 : 보정계수 및 안전계수 없음.

구분	Motor 와 Drive Belt 로 연결		Motor 측 감속기 부착	Drive 측 감속기 부착
그림
Motor (회전수)	Induction Motor 2.2 kW 4P (1750 rpm)	Induction Motor 2.2 kW 8P (875 rpm)	Induction Motor 2.2 kW 4P (1750 rpm)	Induction Motor 2.2 kW 4P (1750 rpm)
감속기 감속비	1 / 1	1 /1	1 / 75	1 / 75
최소 풀리 경	𝜙 81.49	𝜙 81.49	𝜙 81.49	𝜙 81.49
구동 Tension	29.94 Kgf	60.13 Kgf	2256.96 Kgf	29.94 Kgf
벨트 계산 폭	6.4 mm	12.9 mm	455.7 mm	6.4 mm

비고. 구동(모터) 측에 감속기를 사용할 경우.

(1) 감속비에 비례하여 벨트의 장력이 증가하므로 벨트 계산 시 주의하여야 하며

(2) 감속비가 큰 경우 벨트 폭이 너무 넓게 되어 설계를 할 수가 없습니다.
(벨트 폭이 풀리의 피치경 보다 크면 전동이 안됨)

대책 :

(1) 감속비가 큰 경우는 Motor 측 감속기 부착할 수 없으므로 Drive 측에 감속기를 장착한다.

(2) Drive에 감속기를 장착하기 어려운 경우 모터와 Drive는 Coupling을 사용하여 직결한다.

3. Servo Motor를 사용하는 일반적인 구동.

모터 : A06B-0152-B075 (α 30 / 2000) , n rated : 2000 rpm , M dn : 30 Nm M max : 200 Nm
감속비 = 1 / 1

• 정격 출력[kW] = T [N·m] x N [rpm] / 9540 = 30 x 2000 / 9540 = 6.28 kW
• 과부하 계수 Ks = 2.1 (최대출력이 정격의 300%를 초과)
• 회전비 보정계수 Kr = 0.0
• 이들러 사용 계수 Ki = 0.2
• 설계동력 계산= 6.28 * (2.1 + 0.0 + 0.2) = 14.44 kW

Timing Belt 종류 선정

• Super Torque (MITSUBOSHI) : S8M , (Pitch 8.0mm)
• Power Grip GT : 8 YU (Pitch 8.0mm)
• 작은 벨트 풀리 이수 : 36개
  dp ( 작은 벨트 풀리의 피치경) = 8mm x 36개 / = ø 91.67 mm
• 큰 벨트 풀리 이수 : 36개
  Dp ( 작은 벨트 풀리의 피치경) = 8mm x 36개 / = ø 91.67 mm
• 벨트의 길이 1688mm (이수 211 개) --임의 선정
• 축간 거리 695mm --임의 선정
• 물림 보정계수 Km = 1.0
  T.I.M = 180 x 36 / 360˚ = 18.0, α = 180˚ - 57.3 (91.67 - 91.67) / 695 = 180
• 길이에 따른 보정 계수 (KL = 1.2)

벨트 폭을 계산한다.

• Super Torque (S8M)
  Pd = 14.44 kW , Km = 1.0 , KL = 1.2 (이수 211개)
  Pc = 20.37 kW , Bc = 60.0mm
  Bw = (14.44 · 60.0) / (20.37 · 1.0 · 1.2) = 35.44 mm
• Power Grip GT (8 YU)
  Pd = 14.44 kW , Km = 1.0 , KL = 1.2 (이수 211개)
  Pc = 10.32 kW , Bc = 20.0mm
  Bw = (14.44 · 20.0) / (10.32 · 1.0 · 1.2) = 23.32 mm

비고. Servo Motor를 사용하는 일반적인 구동
(1) 부드러운 운전조건에서는 과부하 계수는 Ks = 2.1 정도가 적당하나,
(2) Servo Motor는 일반적으로 급제동 및 급 가속을 반복하게 되므로
Ks = 3.0을 적용이 합당하며,
(3) 안정된 설계에서는 Ks = 4.0 정도가 되어야 한다.