Khi phải tính toán liên quan đến motor thì việc tính toán momen quán tính và lực xoắn là bắt buộc. Hồi đầu mình cũng đi tìm hiểu lại các thuật ngữ và công thức bằng tiếng việt nhưng thật sự là rất đau đầu khó hiểu. Thậm chí là copy từ trang nọ trang kia hoặc google dịch nên đọc câu chữ cũng cực kì mệt. Hoặc có những bài viết phục vụ cho sản phẩm của họ nên đang nhặt từ 1 bài của trang khác rồi xen 1 đoạn để nói về sản phẩm của họ, y hệt ngày xưa mình chép văn mẫu rồi chèn thêm câu cú của mình vào để lừa giáo viên là không phải em chép văn mẫu ý :)). Hoặc kiến thức nó chỉ chung chung không nhằm giải quyết vấn đề gì chẳng hạn. Cái mình cần là kiến thức căn bản và cái có thể dùng được trong công việc.
Trong thực tế làm việc mình phải làm được cả hai. một là dùng phần mềm để chọn motor, hai là tính tay để kiểm nghiệm. Lí do là phần mềm cũng sai khác thường khi không đặt đúng hoặc hiểu đúng một thông số nào đó. Gần đây nhất khi mình tính chọn motor của keyence chẳng hạn. một chi tiết chỉ nặng chưa tới nửa kg, lệch tâm quay cũng chỉ đến 50 mm nhưng tính chọn ra motor 1,5kW chẳng hạn, đấy là bất thường. Sau này khi liên hệ với bên hỗ trợ họ tính lại thì chỉ cần dùng 1 motor 50W là đủ.
Bài này mình tìm bằng tiếng nhật và thấy bài này khá dễ hiểu nên mình dịch lại.
bài được nhặt từ nhiều bài viết khác nhau để nội dung được dễ hiểu nên không có link bài cụ thể nhé.
1. Momen quán tính(Inertia) là gì
Momen quán tính đại diện cho độ khó hay dễ của việc quay của một vật thể.
Trong công thức tính thì momen quán tính là I nhưng vì sợ nhầm với đại lượng I trong cường độ dòng điện nên giờ chuyển sang dùng chữ J
Giải thích về momen như sau: Tưởng tượng có một quả bóng bàn và 1 quả tạ bằng sắt(nhớ quả tạ dùng để đẩy tạ trong thể dục không?) đang lăn ở 1 tốc độ nhất định.
Quả bóng bàn nhẹ nên chỉ cần một lực rất nhẹ là có thể lăn nó đi được, còn quả tạ sắt sẽ cần 1 lực lớn hơn rất nhiều mới lăn được. Ngược lại lực và thời gian để dừng 1 quả bóng bàn đang lăn sẽ nhẹ hơn(và nhanh hơn) rất nhiều so với lực để ngăn quả tạ sắt kia dừng lại.
Như vậy việc có dễ làm cho một khối vật chất quay đến 1 tốc độ nhất định, hoặc độ dễ của việc dừng một khối vật chất ở 1 tốc độ nhất định cần tốn bao nhiêu lực chính là momen quán tính.
Nói tóm lại momen mà càng lớn thì việc quay hoặc dừng nó lại sẽ càng khó, vậy nên đặc biệt đối với những máy cần quay thuận nghịch(đảo chiều) lặp đi lặp lại nhiều lần thì cố gắng làm cho quán tính của chi tiết nhỏ nhất có thể. Ngoài việc momen nhỏ giúp việc chọn mô tơ công suất nhỏ còn giảm rung động cho thiết bị, cũng đồng nghĩa với độ chính xác của máy sẽ cao hơn
2.Công thức cơ bản:
Momen quán tính được tính bằng tích của trọng lượng vật thể quay với bình phương bán kính vật thể quay quanh trục quay đó.
Khi vật thể quay lệch so với tâm xoay, hoặc chi tiết không phải dạng tròn xoay, hoặc trong trường hợp chuyển động thẳng thì chỉ cần biết là nó có quay không thì đều có thể tính được.(Sẽ nói chi tiết bên dưới)
Momen = Trọng lượng x Bán kính2 (J = MxR2)
Trong đó trọng lượng tính bằng Kg, bán kính tính theo m, momen có đơn vị kg m2
Tùy theo vị trí của chi tiết với trục xoay mà công thức sẽ biến đổi một chút, nhưng nó vẫn từ công thức căn bản trên mà ra nhé. Hoặc thực tế có những hình khối phức tạp mà tính tay cũng rất mệt nên mình sẽ dùng ngay phần mềm Icad để tính momen của nó. (Chú ý: Không phải cái gì cũng dùng phần mềm để tính được. trong ví dụ này mình dùng được icad là vì nó gắn trực tiếp lên trục quay)
Trong Icad sẽ có 1 lệnh như hình dưới(lệnh bên phải nhé)
Ví dụ mình cần tính cho một khối như hình bên dưới, mấy khối phức tạp kia quay quanh trục màu xanh lá cây
Vậy mình sẽ dùng lệnh tính moment để tính. mọi người xem video(NHỚ BẬT PHỤ ĐỀ) để xem cách tính trên Icad nhé
3. Công thức tính Momen theo các hình dạng cụ thể
3.1 Khối trụ tròn xoay rỗng(hình xuyến)
D : Đường kính ngoài của khối[m]
d : đường kính trọng của khối[m]
M : trọng lượng[kg]
3.2 Khối trụ tròn xoay
r : bán kính xoay[m]
D:đường kính khối[m]
M :trọng lượng[kg]
JA : Momen quanh trục A[kg･m 2 ]
3.3 Khối trụ nhưng trục quay vuông góc với khối.
L : chiều dài khối trụ[m]
M : trọng lượng khối[kg]
3.4 Khối trụ có trục xoay vuông góc với khối nhưng cách xa tâm quay
L1, L2 : Khoảng cách từ trục quay tới khối [m]
M : trọng lượng[kg]
3.5 Momen của cơ cấu nâng 1 vật khối lượng M
JA : Momen của trụ xoay đường kính D[kg･m2]
D : D là đường kính trụ xoay[m]
M : Trọng lượng vật kéo lên[kg]
MA : Trọng lượng của trụ xoay có đường kính D[kg]
3.6 Cơ cấu nâng có đối trọng
JA : Momen của Trụ xoay đường kính D[kg･m2]
D: Đường kính trụ xoay[m]
M 1,M2 : Trọng lượng của khối M1 và đối trọng M2[kg]
MA : Trọng lượng của trụ xoay[kg]
3.7 Khối lập phương
a, b : chiều dài các cạnh[m]
M : trọng lượng của khối[kg]
3.8 Momen trục vít
JA : momen của trục vít[kg･m2]
P : Bước của trục vít[m]
M : trọng lượng vật[kg]
3.9 cơ cấu Rack and pinion
JA : Momen của bộ pinion[kg･m2]
D : đường kính của pinion[m]
M : Trọng lượng của Rack và vật[kg]
3.10 Băng chuyền
JA : Momen của con lắn[kg･m2]
D : đường kính của con lăn[m](Trái phải bằng nhau)
M : Trọng lượng vật[kg]
MA : trọng lượng của con lăn[kg]
3.11 Cơ cấu có chi tiết bị kẹp bởi hai con lăn
JA : momen của con lăn A[kg･m2]
JB : momen của con lăn B[kg･m2]
DA : Đường kính con lăn A[m]
DB : Đường kính con lăn B[m]
M: Trọng lượng của chi tiết[kg]
MA : Trọng lượng con lăn A[kg]
MB : Trọng lượng con lăn B[kg]
4. Mức độ cần thiết của momen quán tính.
Vì sao việc tính toán momen quán tính lại cần thiết đến như vậy? Là bởi vì nó có liên quan tới công thức tính toán mô men động lượng trong tiếng nhật họ dùng từ 回転トルク
Momen động lượng = Momen quán tính J[kg･m2] x Gia tốc góc α[rad/sec2 ]
Gia tốc góc là biến thiên của vận tốc góc của vật chuyển động tròn theo thời gian.
Gia tốc góc là khái niệm mở rộng của gia tốc trong chuyển động thẳng sang chuyển động tròn, là đạo hàm bậc nhất của vận tốc góc và là đạo hàm bậc hai của góc theo thời gian.
Chi tiết về gia tốc góc thì để bài sau mình sẽ viết tiếp.
Thiết kế máy(Factory automation) 
Mong chờ phần 2 quá anh ơi
ThíchThích