Getriebemotoren \ Industriegetriebe \ Antriebselektronik \ Antriebsautomatisierung \ Services Elektrozylinder CMS Ausgabe 03/2007 117918 / DE Katalog
SEW-EURODRIVE Driving the world
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung... 1.1 Die Firmengruppe SEW-EURODRIVE... 1.2 Produkte und Systeme von SEW-EURODRIVE... 5 1.3 Weiterführende Dokumentation... 7 2 Produktbeschreibung und Typenübersicht... 8 2.1 Produktbeschreibung... 8 2.2 Ausführungsvariante... 8 2.3 Die Vorteile im Überblick... 9 2. Einsatzgebiete... 9 2.5 Funktionsbeschreibung... 10 2.6 Mechanische und elektrische Merkmale... 11 2.7 Funktionsprinzip Kugelumlaufspindel und Planetenrollengewindetrieb. 13 2.8 Lieferumfang... 1 2.9 Typenschild, Typenbezeichnung... 15 2.10 Korrosionsschutz- und Lagerungsbedingungen... 17 2.11 Lackierung... 17 2.12 Bremse... 18 2.13 Gebersysteme... 19 2.1 Normen und Vorschriften... 20 2.15 Schalt- und Schutzeinrichtungen... 21 3 Projektierung... 22 3.1 Projektierungsablauf... 22 3.2 Lebensdauerbetrachtung Lager und Gewindetrieb... 2 3.3 Berechnungsbeispiel für CMS71L mit 10 mm Spindelsteigung... 26 3. Berechnungsbeispiel Spindel- und Lagerlebensdauer... 32 Technische Daten... 35.1 Technische Daten Elektrozylinder CMS50S... 35.2 Technische Daten Elektrozylinder CMS71L... 36.3 Bremse... 36. Einbaumaße CMS50S... 37.5 Einbaumaße CMS71L... 0.6 Einbausituation kundenseitig... 2.7 Dynamisches Grenzmoment... 9.8 Thermisches Grenzmoment... 50.9 Zuordnungstabelle MOVIDRIVE... 52.10 Zuordnungstabelle MOVIAXIS... 53.11 Elektrischer Anschluss... 5.12 Elektrozylinder und Gebersystem anschließen über Steckverbinder SM.. / SB... 56.13 Leistungskabel... 57.1 Feedback-Kabel... 62.15 Gegensteckerkombinationen... 68.16 Kabelspezifikation... 69 5 Konstruktions- und Betriebshinweise... 78 5.1 Allgemeine Wartungsarbeiten... 78 5.2 Schmierung des Gewindetriebes... 78 5.3 Schmierstoff für Kugelumlauf- und Planetenrollentrieb... 80 5. Nachschmierfrist... 80 5.5 Schmierstoffgeber - nur für Baugröße CMS71L... 82 5.6 Sperrluft... 8 6 Index... 86 Katalog Elektrozylinder CMS 3
Einleitung 1 Die Firmengruppe SEW-EURODRIVE 1 Einleitung 1.1 Die Firmengruppe SEW-EURODRIVE Weltweite Präsenz Driving the world - mit innovativen Antriebslösungen für alle Branchen und für jede Anwendung. Produkte und Systeme von SEW-EURODRIVE finden überall ihren Einsatz - weltweit. Ob in der Automobil-, Baustoff-, Nahrungs- und Genussmittel oder metallverarbeitenden Industrie - die Entscheidung für Antriebstechnik made by SEW-EURO- DRIVE bedeutet Sicherheit für Funktion und Investition. Wir sind nicht nur in allen wichtigen Branchen unserer Zeit vertreten, wir zeigen auch globale Präsenz: mit elf Fertigungswerken und 61 Montagewerken in Ländern und mit unserem Service, den wir als integrative Dienstleistung verstehen und unseren Qualitätsanspruch adäquat fortsetzt. Immer den richtigen Antrieb Das Baukastensystem von SEW-EURODRIVE bietet mit seiner millionenfachen Varianz die beste Voraussetzung, den passenden Antrieb zu finden und ihn optimal zu platzieren: individuell nach erforderlichen Drehzahl- und Drehmomentbereich, den Platzverhältnissen und den Umgebungsbedingungen. Getriebe und Getriebemotoren mit einer unübertroffen feinen Abstufung der Leistungsbereiche und damit besten wirtschaftlichen Voraussetzungen für Ihre Antriebsaufgabe. In den elektronischen Komponenten Frequenzumrichter MOVITRAC, Antriebsumrichter MOVIDRIVE und Mehrachs-Servoverstärker MOVIAXIS finden die Getriebemotoren eine Ergänzung, die sich optimal in das Systemangebot von SEW-EURODRIVE einfügt. Wie bei der Mechanik erfolgt die Entwicklung, Produktion und Montage komplett bei SEW-EURODRIVE. Kombiniert mit der Antriebselektronik erreichen unsere Antriebe maximale Flexibilität. Produkte aus dem Servo-Antriebssystem, wie beispielsweise spielarme Servogetriebe, kompakte Servomotoren oder Mehrachs-Servoverstärker MOVIAXIS sorgen für Präzision und Dynamik. Von Ein- oder Mehrachsapplikationen bis hin zu synchronisierten Prozessabläufen - Servo-Antriebssysteme von SEW-EURODRIVE sorgen für eine flexibel und individuelle Realisierung der Anwendungen. Für ökonomische, dezentrale Installationen bietet SEW-EURODRIVE Komponenten aus dem Dezentralen-Antriebssystem, wie beispielsweise MOVIMOT - den Getriebemotor mit integriertem Frequenzumrichter oder MOVI-SWITCH - den Getriebemotor mit integrierter Schalt- und Schutzfunktion. Und mit den eigens entwickelten Hybridkabeln realisiert SEW-EURODRIVE unabhängig von Anlagenphilosophie oder Anlagenumfang wirtschaftlich funktionale Lösungen. Die neuesten Entwicklungen von SEW- EURODRIVE: MOVITRANS - Systemkomponenten für die kontaktlose Energieübertragung, MOVIPRO - die dezentrale Antriebssteuerung und MOVIFIT - die neue dezentrale Intelligenz. Kraft, Qualität und Robustheit vereint in einem Serienprodukt: bei SEW-EURODRIVE realisieren Industriegetriebe mit großen Drehmomenten die ganz großen Bewegungen. Auch hier sorgt das Baukastenprinzip für die optimale Adaption der Industriegetriebe an die verschiedenste Einsatzbedingungen. Der richtige Partner Die weltweite Präsenz, das umfangreiche Produktprogramm und das breite Dienstleistungsspektrum machen SEW-EURODRIVE zum idealen Partner des Maschinen- und Anlagenbaus bei der Lösung anspruchsvoller Antriebsaufgaben - für alle Branchen und Anwendungen. Katalog Elektrozylinder CMS
Einleitung Produkte und Systeme von SEW-EURODRIVE 1 1.2 Produkte und Systeme von SEW-EURODRIVE Die Produkte und Systeme der SEW-EURODRIVE werden in Produktgruppen eingeteilt. Diese Produktgruppen sind: 1. Getriebemotoren und Frequenzumrichter 2. Servo-Antriebssysteme 3. Dezentrale Antriebssysteme. Industriegetriebe Produkte und Systeme, die übergreifend in mehreren Gruppen Anwendung finden, werden in einer separaten Gruppe "Produktgruppenübergreifende Produkte und Systeme" zusammengefasst. Die folgenden Tabellen zeigen Ihnen, welche Produkte und Systeme Sie in den jeweiligen Produktgruppen finden: 1. Getriebemotoren und Frequenzumrichter Getriebe / Getriebemotoren Motoren Frequenzumrichter Stirnradgetriebe / Stirnradgetriebemotoren Flachgetriebe / Flachgetriebemotoren Kegelradgetriebe / Kegelradgetriebemotoren Schneckengetriebe / Schneckengetriebemotoren Spiroplan -Winkelgetriebemotoren Antriebe für Elektrohängebahnen Getriebe-Drehfeldmagnete Polumschaltbare Getriebemotoren Verstellgetriebe / Verstellgetriebemotoren Aseptic-Getriebemotoren ATEX-konforme Getriebe / Getriebemotoren ATEX-konforme Verstellgetriebe / Verstellgetriebemotoren Asynchrone Drehstrommotoren / Drehstrom-Bremsmotoren Polumschaltbare Drehstrommotoren / Drehstrombremsmotoren Energiesparmotoren Explosionsgeschützte Drehstrommotoren / Drehstrom- Bremsmotoren Drehfeldmagnete Einphasenmotoren / Einphasen-Bremsmotoren Asynchrone Linearmotoren Frequenzumrichter MOVITRAC Antriebsumrichter MOVIDRIVE Steuerungs-, Technologieund Kommunikationsoptionen für Umrichter 2. Servo-Antriebssysteme Servogetriebe / Servo-Getriebemotoren Spielarme Servo-Planetengetriebe / Planetengetriebemotoren Spielarme Servo-Kegelradgetriebe / Kegelradgetriebemotoren Explosionsgeschützte Servogetriebe / Servo-Getriebemotoren Servomotoren Asynchrone Servomotoren / Servo-Bremsmotoren Synchrone Servomotoren / Servo-Bremsmotoren Explosionsgeschützte Servomotoren / Servo-Bremsmotoren Elektrozylinder Synchrone Linearmotoren Servo-Antriebsumrichter / Servoverstärker Servo-Antriebsumrichter MOVIDRIVE Mehrachs-Servoverstärker MOVIAXIS Steuerungs-, Technologieund Kommunikationsoptionen für Servo-Antriebsumrichter und Servoverstärker Katalog Elektrozylinder CMS 5
Einleitung 1 Produkte und Systeme von SEW-EURODRIVE 3. Dezentrale Antriebssysteme Dezentrale Antriebe MOVIMOT -Getriebemotoren mit integriertem Frequenzumrichter MOVIMOT -Motoren/Bremsmotoren mit integriertem Frequenzumrichter MOVI-SWITCH -Getriebemotoren mit integrierter Schalt- und Schutzfunktion MOVI-SWITCH - Motoren/Bremsmotoren mit integrierter Schalt- und Schutzfunktion Explosionsgeschützte MOVIMOT - und MOVI- SWITCH -Getriebemotoren Kommunikation und Installation Feldbus-Schnittstellen Feldverteiler für die dezentrale Installation MOVIFIT -Produktfamilie MOVIFIT -MC zur Ansteuerung von MOVIMOT - Antrieben MOVIFIT -SC mit integriertem elektronischen Motorschalter MOVIFIT -FC mit integriertem Frequenzumrichter Kontaktlose Energieübertragung MOVITRANS -System Stätionäre Komponenten zur Energieeinspeisung Mobile Komponenten zur Energieaufnahme Linienleiter und Installationsmaterial. Industriegetriebe Stirnradgetriebe Kegelstirnradgetriebe Planetengetriebe Produktgruppenübergreifende Produkte und Systeme Bedien-Terminals Antriebnahes Steuerungssystem MOVI-PLC Ergänzend zu den Produkten und Systemen bietet Ihnen SEW-EURODRIVE ein umfangreiches Programm an Dienstleistungen an. Diese sind beispielsweise: Technische Beratung Anwender-Software Seminare und Schulungen Umfassende technische Dokumentation Weltweiter Kundendienst und Service Besuchen Sie uns auf unserer Homepage: www.sew-eurodrive.com Eine Vielzahl an Informationen und Dienstleistungen erwartet Sie dort. 6 Katalog Elektrozylinder CMS
Einleitung Weiterführende Dokumentation 1 1.3 Weiterführende Dokumentation Ergänzend zu dem vorliegenden Katalog bieten Ihnen folgende Dokumentationen Informationen zum Elektrozylinder: Betriebsanleitung Elektrozylinder CMS Systemhandbuch MOVIDRIVE B Systemhandbuch MOVIAXIS Systembeschreibung Steckverbinder und konfektionierte Kabel CAD-Daten stehen zur Verfügung Praxis der Antriebstechnik Servotechnik Katalog Elektrozylinder CMS 7
Produktbeschreibung und Typenübersicht 2 Produktbeschreibung 2 Produktbeschreibung und Typenübersicht 2.1 Produktbeschreibung In Anwendung mit Linearbewegungen werden hohe Ansprüche an das Verfahrprofil gestellt. Herkömmliche Lösungskonzepte mit pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Zylindern stoßen dabei schnell an ihre Leistungs- und Systemgrenzen. Durch die Anbindung der Elektrozylinder an die Umrichter von SEW-EURODRIVE entstehen intelligente Antriebssysteme mit hoher Flexibilität wie Positionierung, neue Möglichkeiten in der Programmierung, Kraftregelung und Diagnosefunktionalität. Neue Konzepte in verschiedenen Produktionsprozessen können so zuverlässig realisiert werden. Die Elektrozylinder der Baureihe CMS arbeiten präzise, kraftvoll und schnell. Kombiniert mit der Antriebselektronik von SEW-EURODRIVE entsteht eine wirtschaftliche und Energie sparende Antriebslösung, die die gewünschte Prozesssicherheit im Anlagenbetrieb gewährleistet und sich einfach in vorhandene Automatisierungssysteme einsetzen lässt. 2.2 Ausführungsvariante 2.2.1 CMS50S SEW-EURODRIVE unterscheidet zwei Produktausführungen bei Elektrozylinder: Der Elektrozylinder CMS50S ist ab Anfang 2007 lieferbar. 60322AXX 2.2.2 CMS71L 61502AXX 8 Katalog Elektrozylinder CMS
Produktbeschreibung und Typenübersicht Die Vorteile im Überblick 2 2.3 Die Vorteile im Überblick In allen Bereichen der Industrie setzen sich immer mehr mechatronische Systeme durch und lösen kosten- sowie wartungsintensive Technologien ab. Kann ein Pneumatikzylinder durch einen Elektrozylinder ersetzt werden, bieten sich für den Anwender eine Reihe von Vorteilen, die zur Senkung der Fertigungskosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktivität und Qualität beitragen: Intelligentes Antriebssystem, dadurch Flexibilität (Positionierung, Programmierung, Kraftregelung und Diagnosemöglichkeiten) Einsparung teurer Druckluft (bei Pneumatik) Leichte Einbindung in Automatisierungsprozesse Einfache Installation bzw. Einbaumöglichkeiten (keine Verrohrung notwendig) Reduzierung der Lärmemission durch geregeltes Beschleunigen (Schonung der Mechanik) Einfache Integration in die Automatisierungsprozesse durch Anbindung an alle gängigen Bussysteme: PROFIBUS, INTERBUS, INTERBUS LWL, DeviceNet, CAN, CANopen 2. Einsatzgebiete Alle Applikationen bei denen Ansprüche an das Verfahrprofil gestellt werden, wie z.b. Rückbegrenzung verschiedene Kraftprofile maximale Beschleunigungen mehr als zwei Positionen anfahren Der Elektrozylinder findet in folgenden Bereichen Anwendung: Metall be- und verarbeitende Maschinen Holz be- und verarbeitende Maschinen Handlingssysteme Druckmaschinen Kunststoff be- und verarbeitende Maschinen Katalog Elektrozylinder CMS 9
Produktbeschreibung und Typenübersicht 2 Funktionsbeschreibung 2.5 Funktionsbeschreibung 2.5.1 Allgemein Als Basis für die Elektrozylinderbaureihe CMS kommen Synchron-Servomotoren der SEW-CM-Motorenbaureihe zum Einsatz. Die Lebensdauer der Elektrozylinder (Gewindespindel und Lager), muss berechnet werden, da diese von dem Belastungs- u. Verfahrzyklus abhängig ist. Die Elektrozylinder sind mit einem Resolver als Drehzahl- und Lagegeber ausgestattet. Optional steht auch der Absolutwertgeber (HIPERFACE -Geber) zur Verfügung. In Verbindung mit einem Servoregler sind frei definierbare Beschleunigungs-, Geschwindigkeits-, Positions- und Kraftprofile einstellbar. Die Wiederholgenauigkeit, bei konstanter Kraft und Temperatur, beträgt 5/100 mm. Die Elektrozylinder sind mit oder ohne Bremse (nur Haltebremse) erhältlich. Der Motor ist nur mit Steckverbinder (kein Klemmenkasten) lieferbar. Als Steckverbinder kommt der Steckverbindertyp SM bzw. SB der DS56 und CMP-Motorenreihe zum Einsatz (für Resolver, HIPERFACE -Geber und Leistung). 2.5.2 CMS50S Als Antrieb wird ein Servomotor CMP50S verwendet. Ein Vorsatz der den Gewindetrieb mit Führung enthält, wird angeflanscht. Alle Bauteile und Optionen des Motors, außer Flanschlagerschild und Rotor (da größeres Lager) werden vom CMP übernommen. Der Antrieb wird standardmäßig über das A-seitige Flanschlagerschild des Motors, mit der Kundengeometrie adaptiert. Der Rotor dreht die Gewindespindel, während die Mutter feststeht. Die Mutter wird über Nutensteine in einem Al-Stranggussgehäuse geführt. Mutter und Kolbenstange sind miteinander verbunden. Die Kolbenstange, mit hochwertiger glatter und korrosionsgeschützte Oberfläche, wird durch einen Abstreifer mit Führungsring abgedichtet. Mit der Kolbenstange ist der Gelenkkopf verschraubt. Die Spindelmutter enthält ein Schmierstoffreservoir, um das Nachschmierintervall zu verlängern. Zusätzlich besteht die Möglichkeit einer Nachschmierung durch einen Schmiernippel. 2.5.3 CMS71L Als Basis für die Elektrozylinderbaureihe CMS71L kommen Synchron-Servomotoren der SEW-CM-Motorenbaureihe zum Einsatz. Die Rotoren sind als Hohlwelle ausgeführt. An dem Rotor ist die Spindelmutter der Kugelumlaufspindel bzw. des Planetenrollengewindetriebs befestigt. Je nach Motordrehrichtung wird die Gewindespindel aus dem Rotor herausbewegt oder hineinbewegt. Die Gewindespindel, muss dabei gegen Verdrehen arretiert werden, damit diese die Drehbewegung des Rotors (Spindelmutter) in eine Linearbewegung umsetzen kann. Die Gewindespindel wird mittels eines Faltenbalgs vor "groben" Schmutz geschützt. 10 Katalog Elektrozylinder CMS
Produktbeschreibung und Typenübersicht Mechanische und elektrische Merkmale 2 2.6 Mechanische und elektrische Merkmale 2.6.1 CMS50S CMS50S Ausführung Standard Optional Schutzart IP65 Wärmeklasse F Motorschutz KTY Umgebungstemperatur 20 C bis +0 C Einbaulage beliebig beliebig Normung CE VDE CSA (auf Anfrage) NEMA (auf Anfrage) UL (auf Anfrage) Geräuschverhalten / EN 6003 wird unterschritten Feedback Resolver 2-polig RH1M Absolutgeber AS1H Bremse B (2-V-Haltebremse) Kühlung eigen Konvektion Schwingstärke "N" nach EN/IEC 6003... Rastmoment 3 % M 0 Schmierung durch Gehäusebohrung Kegelschmiernippel DIN 7112 Anbau mittiger Flanschanbau, Gelenkauge Anbauplatten, Schwenklager Ausführung CMS50S Gewindetriebart Kugelumlaufspindel (KGT) Positioniergenauigkeit (Wiederholgenauigkeit) bei konstanter Kraft und konstanter Temperatur ±0,05 mm max. Kraft 5.3 kn Nennvorschubkraft 1.3 kn Bemessungsdrehzahl 3000 / 500 Spindelsteigung 5 mm/umdrehung Hublänge 150 mm (70/300 in Vorbereitung) Spindelschutz Glatte Welle mit Abdichtung Haltebremse.3 Nm Feedback RH1M AS1H Katalog Elektrozylinder CMS 11
Produktbeschreibung und Typenübersicht 2 Mechanische und elektrische Merkmale 2.6.2 CMS71L CMS71L Ausführung Standard Optional Schutzart IP5 (IP65) 1) Wärmeklasse F Motorschutz TF TH / KTY Umgebungstemperatur 20 C bis +0 C Einbaulage beliebig beliebig Normung 1) für elektrische Komponenten CE VDE CSA (auf Anfrage) NEMA (auf Anfrage) UL (auf Anfrage) Geräuschverhalten / EN 6003 wird unterschritten Feedback Resolver 2-polig RH1M Absolutgeber AS1H Bremse B (2-V-Haltebremse) Kühlung eigen Konvektion Schwingstärke "N" nach EN/IEC 6003... Rastmoment 3 % M 0 Schmierung feststehende Schmierstelle mit Kegelschmiernippel DIN 7112 Permanentschmiersystem Firma Perma Anbau starr Kardangelenk Ausführung Gewindetriebart Positioniergenauigkeit (Wiederholgenauigkeit) bei konstanter Kraft und konstanter Temperatur max. Kraft Kugelumlaufspindel (KGT) Planetenrollengewindetrieb (PGT) Nennvorschubkraft 1) 1) Drehzahl 5 bis 50 1/min CMS71L Kugelumlaufspindel (KGT) Planetenrollengewindetrieb (PGT) ±0,05 mm 17 kn (max. M = 31. Nm) 20 kn (Grenze mech. Belast.) Kugelumlaufspindel (KGT) kn Planetenrollengewindetrieb (PGT) 8 kn Bemessungsdrehzahl 2000 / 3000 / 500 Spindelsteigung Kugelumlaufspindel (KGT) 10 mm/umdrehung Planetenrollengewindetrieb (PGT) 5 mm/umdrehung Hublänge 200 mm Spindelschutz Faltenbalg Haltebremse 19 Nm Feedback RH1M AS1H 12 Katalog Elektrozylinder CMS
Produktbeschreibung und Typenübersicht Funktionsprinzip Kugelumlaufspindel und Planetenrollengewindetrieb 2 2.7 Funktionsprinzip Kugelumlaufspindel und Planetenrollengewindetrieb Bei den Elektrozylinder unterscheiden wir folgende zwei Gewindetriebarten: 2.7.1 Kugelumlaufspindel (KGT) Die Kugelumlaufspindel wird beim Elektrozylinder CMS50S und CMS71L eingesetzt. 59566AXX Bei der Kugelumlaufspindel wird die Last von der Gewindespindel über Kugeln auf die Mutter übertragen (Kraftübertragung durch Kugeln). 2.7.2 Planetenrollengewindetrieb (PGT) Der Planetenrollengewindetrieb wird im Elektrozylinder CMS71L eingesetzt. Bevorzugtes Einsatzgebiet: Bei kleinen Vorschubgeschwindigkeiten und hohe Kräfte Bei ungünstigen Belastungsverhältnisse z. B. Stanzen 59565AXX Beim Planetenrollengewindetrieb wird die Last von der Gewindespindel über die balligen Gewindeflanken von Rollen auf die Mutter übertragen (Kraftübertragung durch die Planetenrollen). Katalog Elektrozylinder CMS 13
Produktbeschreibung und Typenübersicht 2 Lieferumfang 2.8 Lieferumfang Die Lieferzeit für Elektrozylinder mit Kugelumlaufspindel (KGT) beträgt Wochen. Die Lieferzeit für Elektrozylinder mit Planetenrollengewindetrieb (PGT) beträgt 8 Wochen. 2.8.1 CMS50S Der Lieferumfang für Elektrozylinder CMS50S umfasst: Elektrozylinder mit glatter Kolbenstange und Abdichtung Vorbereitet für Flanschanbau, Passschrauben beigelegt Steckverbinder Optional verschiedene Anschlussteile (feststehende Anbauteile, Schwenklager) 2.8.2 CMS71L Der Lieferumfang für Elektrozylinder CMS71L umfasst: Elektrozylinder mit montierter Gewindespindel und Faltenbalg Mechanische Anschlussteile mit Gleitlagerbuchse (Gelenkauge, optional Kardangelenk) feststehender Schmieranschlussmöglichkeit (optional vormontierte Nachschmiereinrichtung) Steckverbinder 1 Katalog Elektrozylinder CMS
Produktbeschreibung und Typenübersicht Typenschild, Typenbezeichnung 2 2.9 Typenschild, Typenbezeichnung 2.9.1 Typenschild Beispiel: Elektrozylinder CMS71L 7666 Bruchsal/Germany Typ Nr. Mo M max n N CMS 71L/B/TF/AS1H/SB10/KGT 01.1235678.01.0001.06 9.5 6.2 Bremse Spindel Masse Nm Io A U max 00 31. Nm I max 25.0 A F max 17.0 3000 1/min n 3000 max 1/min f 150 N 2 V 19 Nm KGT P 10 mm/umdr. Hub 200 17 F kg Isol. Kl. 3 IEC 3 IP 5 V kn Hz mm Schmierstoff Fuchs RENOLIT CX-TOM 15 059 927 0 Permanentmagnet Made in Germany 60187AXX Typ Nr. M o I 0 U max M max I max F max n N n max f N Bremse Spindel P Hub Masse Isol.Kl. IP Schmierstoff Motortyp Fabrikationsnummer Stillstandsdrehmoment (thermisches Dauerdrehmoment bei kleinen Drehzahlen) Stillstandsstrom max. zulässige Spannung max. Motormoment max. zulässiger Motorstrom max. Vorschubkraft Bemessungsdrehzahl max. Drehzahl Nennfrequenz Nennspannung der Bremse / Bremsmoment Gewindespindel Spindelsteigung Hublänge Masse Wärmeklasse Schutzart Schmierstoff Katalog Elektrozylinder CMS 15
Produktbeschreibung und Typenübersicht 2 Typenschild, Typenbezeichnung 2.9.2 Typenbezeichnung Beispiel: Elektrozylinder CMS71L CMS 71L /B /TF /RH1M /SB /KGT KGT Kugelgewindetrieb Option: PGT Planetengewindetrieb SM.. Steckverbinder Option: SB.. Steckverbinder RH1M - Resolver Option: AS1H Geber HIPERFACE Multiturn Serienausstattung Temperaturfühler TF Option: Bimetallschalter TH / Temperaturfühler KTY Motoroption Bremse Baugröße 71L Elektrozylinder Bezeichnungen für zusätzliche Optionen CMS71L: KG = Kardangelenk SV = Schmiersystem Vario SC = Schmiersystem Control 16 Katalog Elektrozylinder CMS
Produktbeschreibung und Typenübersicht Korrosionsschutz- und Lagerungsbedingungen 2 2.10 Korrosionsschutz- und Lagerungsbedingungen Die Elektrozylinder CMS sind standardmäßig mit einem Korrosionsschutz versehen. Der Konservierungsschutz der Motorteile beträgt bei ungeöffneter Originalverpackung 2 Jahre (mit Schmiersystem Vario / Control ein Jahr Lebensdauer Batterie). Folgende Lagerbedingungen müssen für die Elektrozylinder CMS beachtet werden: lagern Sie die Elektrozylinder CMS in Innenräumen die Lagerräume sind rein und trocken zu halten Lagertemperatur sollte im Bereich 10 C bis +70 C liegen Luftfeuchtigkeit sollte 95 % nicht überschreiten Originalverpackung darf nicht beschädigt werden 2.11 Lackierung Standardfarbe ist SCHWARZ RAL 9005 optional Korrosionsschutzlackierungen Katalog Elektrozylinder CMS 17
Produktbeschreibung und Typenübersicht 2 Bremse 2.12 Bremse Die Bremse wird elektrisch gelüftet. Der Bremsvorgang erfolgt mechanisch nach Abschalten der Spannung. Bei Falschpolung ist die Bremse nicht funktionsfähig. Beachten Sie die richtige Polarität. Beachten Sie die geltenden Vorschriften der jeweiligen Berufsgenossenschaften zu Phasenausfallsicherung und der damit verbundenen Schaltung/Schaltungsänderung! Mit Rücksicht auf die zu schaltende Gleichspannung und hohe Strombelastung müssen entweder spezielle Bremsschütze oder Wechselstromschütze mit Kontakten der Gebrauchskategorie AC-3 nach EN 6097--1 verwendet werden. Die mechanische Bremse wird nicht als Betriebsbremse, sondern als Notbremse oder Haltebremse bei generellem Maschinenstillstand eingesetzt. Die Hinweise zur betriebsmäßigen Schaltreihenfolge von Motorfreigabe und Bremsenansteuerung in den jeweiligen Betriebsanleitungen der Servoumrichter sind zu beachten. Motorbaugröße Die Bremsen haben eine einheitliche Anschluss-Spannung von DC 2 V und arbeiten mit unveränderlichem Bremsmoment. Sie können nicht nachgerüstet werden und arbeiten ohne Bremsgleichrichter oder Bremsensteuergerät. Bei Anschluss der Bremsen bitte die maximale Ströme der Bremsen (siehe Tabelle Kapitel.3) beachten. Der Überspannungsschutz muss kundenseitig, beispielsweise mit Varistoren, realisiert werden. Drehzahlklassen Die Bremse kann bei allen Drehzahlen verwendet werden. 18 Katalog Elektrozylinder CMS
Produktbeschreibung und Typenübersicht Gebersysteme 2 2.13 Gebersysteme Bei dem Elektrozylinder CMS50S und CMS71L werden folgende Gebersysteme eingesetzt. 2.13.1 Resolver Typ RH1M Polzahl 2 Primär Rotor Eingangsspannung 7 V Eingangsfrequenz 7 khz Übersetzung ± 10 % 0.5 Phasenverschiebung ± 5 +13 Eingangsimpedanz ± 15 % 130 + ϕ120 Ω Ausgangsimpedanz ± 15 % 200 + ϕ 270 Ω Eingangswiderstand ± 10 % 82 Ω Ausgangswiderstand ± 10 % 68 Ω Elektrischer Fehler max. ± 6 2.13.2 HIPERFACE -Geber AS1H Als Option zum Resolver bietet SEW-EURODRIVE HIPERFACE -Geber an. Typ AS1H Versorgungsspannung U B 7... 8... 12 V DC verpolungssicher max. Stromaufnahme I in 10 ma Grenzfrequenz f Grenz 200 khz Impulse (Sinusperioden) pro Umdrehung A, B 102 Ausgangsamplitude je Spur 1 V SS sin/cos Single-Turn-Auflösung 32768 Schritte/Umdrehung (15 Bit) Multi-Turn-Auflösung 096 Umdrehungen (12 Bit) Übertragungsprotokoll Hiperface Serieller Datenausgang Treiber nach EIA RS-85 Vibration (55...2000 Hz) 200 m/s 2 (DIN IEC 68-2-6) Anschluss 12-poliger Rundstecker (Intercontec) Katalog Elektrozylinder CMS 19
Produktbeschreibung und Typenübersicht 2 Normen und Vorschriften 2.1 Normen und Vorschriften 2.1.1 Normenkonform Die Elektrozylinder CMS von SEW-EURODRIVE entsprechen den einschlägigen Normen und Vorschriften, insbesondere: IEC 3-1, EN 6003-1 Drehende elektrische Maschinen, Bemessung und Betriebsverhalten. EN 60529 Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code). DIN 082 / DIN 081 Temperaturabhängige Widerstände; Kaltleiter, Technische Werte und Prüfbestimmungen. 2.1.2 Bemessungsdaten Die spezifischen Daten eines Elektrozylinders CMS sind: Baugröße Stillstandsmoment Bemessungsdrehzahl Bemessungsstrom Schutzart Wärmeklasse Diese Daten sind auf dem Leistungsschild des Motors festgehalten. Die Leistungsschildangaben gelten laut IEC3 (EN 6003) für eine maximale Umgebungstemperatur von 0 C und eine Aufstellungshöhe von maximal 1000 m über NN. Bei Aufstellhöhe größer 1000 m, bitte Rücksprache mit SEW-EURODRIVE. 20 Katalog Elektrozylinder CMS
Produktbeschreibung und Typenübersicht Schalt- und Schutzeinrichtungen 2 2.15 Schalt- und Schutzeinrichtungen 2.15.1 Schutzmaßnahmen Permanent erregte Elektrozylinder müssen sowohl gegen Überlastung als auch gegen Kurzschluss geschützt werden. Um die Elektrozylinder ausreichend zu kühlen, müssen sie so eingebaut werden, dass axial und radial genügend Platz für ungehinderten Luftzutritt herrscht. Die Oberflächentemperatur kann im Betrieb 100 C überschreiten. Deshalb sind Schutzmaßnahmen gegen unbeabsichtigtes Berühren vorzusehen. Um die Motorwicklung vor Überhitzung zu schützen, werden die Elektrozylinder mit Temperatüberwachung angeboten (TF, TH oder KTY). Serienmäßig besitzen die Elektrozylinder Temperaturfühler KTY (CMS50S), TF (CMS71L). Die Temperaturfühler TF entsprechen DIN 081 bzw. DIN 082. Bei Verwendung eines MOVIAXIS -Mehrachs-Servoverstärker oder MOVIDRIVE -Antriebsumrichters kann das TF, TH oder KTY-Signal direkt im Umrichter ausgewertet werden. Temperaturfühler sprechen bei der maximal zulässigen Wicklungstemperatur an. Die Kontakte der Temperaturüberwachung sind in den Überwachungskreis des Motors einzuschleifen. 2.15.2 EMV-Maßnahmen Elektrozylinder von SEW-EURODRIVE sind als Komponenten zum Einbau in Maschinen und Anlagen bestimmt. Für die Einhaltung der EMV-Richtlinie 89/336/EWG ist der Ersteller der Maschine oder Anlage verantwortlich. Ausführliche Informationen zu diesem Thema finden Sie in der SEW-Druckschrift "Praxis der Antriebstechnik, Antriebe projektieren". Bremsmotoren Verlegen Sie bei Bremsmotoren die Bremsleitungen getrennt von den anderen Leistungskabeln mit einem Abstand von mindestens 200 mm. Die gemeinsame Verlegung ist nur zulässig, wenn entweder die Bremsleitung oder das Leistungskabel geschirmt ist. Anschluss Geber Beachten Sie beim Anschluss eines Gebers folgende Hinweise: Nur geschirmte Leitung mit paarweise verdrillten Adern verwenden. Den Schirm beidseitig großflächig auf PE-Potential legen. Signalleitungen getrennt von Leistungskabeln oder Bremsleitungen verlegen (Abstand mindestens 200 mm). Thermischer Motorschutz Verlegen Sie den Anschluss von TF, TH oder KTY getrennt von anderen Leistungskabeln mit einem Abstand von mindestens 200 mm. Die gemeinsame Verlegung ist nur zulässig, wenn entweder die TF / KTY-Leitung oder das Leistungskabel geschirmt ist. Katalog Elektrozylinder CMS 21
Projektierung 3 Projektierungsablauf 3 Projektierung Vor Projektierungsbeginn folgendes überprüfen: Umgebungsbedingungen Einbaubedingungen (keine Querkräfte und Biegemomente zulässig) Überprüfung max. möglicher Hublängen Überprüfung der max. möglichen Verfahrgeschwindigkeit bzw. Drehzahl CMS71L 3000 1/min CMS50S 500 1/min Überprüfen Positioniergenauigkeit (5/100 mm) 3.1 Projektierungsablauf Das folgende Ablaufdiagramm zeigt schematisch die Vorgehensweise bei der Projektierung eines Elektrozylinders. Weitere Hinweise finden Sie in den nach folgenden Kapiteln. 22 Katalog Elektrozylinder CMS
Projektierung Projektierungsablauf 3 Projektrierungsbeginn Bestimmen der mechanischen Anlagendaten: - bewegete Massen - Reibungskoeffizienten der Lagerung - Verfahrweg - evtl. auftretende Bearbeitungskräfte - Umgebungsbedingungen (Temperatur, Schmutz usw.) Bestimmen der kinematischen Anforderungen: Fahrzyklus bekannt? nein Berechnung des Fahrzyklus auf Basis gegebener Anlagendaten möglich? nein ja ja Berechnen des Fahrzyklus mit den Ergebnisdaten: - Beschleunigungen / Verzögerungen - Geschwindigkeiten - Fahrzeiten / Pausenzeiten Abschätzen der relativen Einschaltdauer Bestimmung der auftretenden Kräfte mittels Drehmomentbestimmung (M stat M Dyn M Spindel ) - Maximale benötigte Vorschubkraft F max Rückzugkraft - effektiv benötigte Kraft F eff Elektrozylinder zu klein Fmax < F max Elektrozylinder nein Bestimmung der mittleren Drehzahl n Bestimmung Arbeitspunkt Berücksichtigung thermische Grenzkennlinie Elektrozylinder Berechnung der mittleren Bremsleistung PBr _ t1 +... + PBr _ tn tn PBr = tz Arbeitspunkt unterhalb bzw. maximal auf der thermischen Grenzkennlinie F eff, n Auswahl des Reglers über max. auftretendes Drehmoment bzw. Strom und I eff bzw n eff (siehe Zuordnungstabelle CMS Katalog) nein Auswahl Bremswiderstand in der "Zuordnungstabelle Bremswiderstand-Umrichter" über die maximale Bremsleistung und die mittlere Bremsleistung Auswahl weitere Komponenten wie Geberschnittstelle und eventuell Feldbuskarten, etc. Berechnung der Spitzenbremsleistung M n DYN tbr η P Last Br _ tn = 9550 ENDE 6085ADE Katalog Elektrozylinder CMS 23
Projektierung 3 Lebensdauerbetrachtung Lager und Gewindetrieb 3.2 Lebensdauerbetrachtung Lager und Gewindetrieb Siehe Berechnungsbeispiel Kapitel 3. 3.2.1 Gewindetrieb Lebensdauer (L) in Umdrehungen: L = C 1,1 x F M 3 x 10 6 L C F M = Lebensdauer [Umdrehungen] = Dynamische Tragzahl [N] CMS50S 8950 N CMS71L/KGT 59000 N CMS71L/PGT 5100 N = mittlere Belastung [N] Mittlere Belastung (F M ): q 3 3 3 3 1 2 F = F1 F2... F M + + + n 100 q 100 q n 100 F 1...F n q 1...q n = Vorschubkraft im Fahrabschnitt [N] = Zeitanteil in % des Fahrabschnitts Lebensdauer (L h ) in Stunden: L = h n m L 60 L h L n m = Lebensdauer [Stunden] = Lebensdauer [Umdrehungen] = mittlere Drehzahl [min -1 ] 2 Katalog Elektrozylinder CMS
Projektierung Lebensdauerbetrachtung Lager und Gewindetrieb 3 3.2.2 Lager Lebensdauer (L) in Umdrehungen: L = C x 1.25 MF 3 x 10 6 L C F M = Lebensdauer [Stunde} = Dynamische Tragzahl [N] CMS50S 20000 N CMS71L 60000 N = mittlere Belastung [N] Lebensdauer (Lh) in Stunden: L = h n m L 60 L h L n m = Lebensdauer [Stunden] = Lebensdauer [Umdrehungen] = mittlere Drehzahl [min -1 ] Katalog Elektrozylinder CMS 25
Projektierung 3 Berechnungsbeispiel für CMS71L mit 10 mm Spindelsteigung 3.3 Berechnungsbeispiel für CMS71L mit 10 mm Spindelsteigung Im aufgeführten Beispiel ist nur der Aufwärtshub berücksichtigt! Kundenangaben: max. Geschwindigkeit v max 0,25 m/s Verfahrzeit t Hub 0.850 s Pausenzeit t P 7.15 s Gewicht m 500 kg Verfahrweg s 150 mm Zu verwenden ist ein Elektrohubzylinder CMS71L mit einem Kugelgewindetrieb (KGT) und Bremse. Der KGT hat einen Wirkungsgrad von η = 0,92 und eine Spindelsteigung P = 10 mm. V Vmax S 1 S 2 S3 t1 t 2 t 3 t 0.25 s 0.35 s 0.25 s 7.15 s t 60178AXX 26 Katalog Elektrozylinder CMS
Projektierung Berechnungsbeispiel für CMS71L mit 10 mm Spindelsteigung 3 Berechnung der maximalen Drehzahl: m v 0.25 s n = = 1 = 25 = P 0.01m s 1 25 s 60 s min = 1500 1 min v n P = Geschwindigkeit = Drehzahl = Spindelsteigung Berechnung der mittleren Drehzahl: n = n t 1 1 + n t 1 2 t + t 2 2 + n3 t 3 + t + t 3 + n t n = 750 1 min 0.25 s + 1500 1 min 0.35 s + 750 0.25 s + 0.35 s + 0.25 s + 7.15 s 1 min 0.25 s = 112.5 1 min t n = Zeit = Drehzahl Berechnung der maximalen Beschleunigung: m max 0.25 s m a = v = = 1 0.25s s2 t 1 a v max t 1 = Beschleunigung = max. Geschwindigkeit = Zeit Berechnung des Hubweges Fahrabschnittes s 1 : s 1 2 a t 1 m 2 1 = 1 ( 0.25 s) 0.0313 m 31. 3 mm 2 1 = 2 s2 = = s 1 a t 1 = Fahrabschnitt = Beschleunigung = Zeit Katalog Elektrozylinder CMS 27
Projektierung 3 Berechnungsbeispiel für CMS71L mit 10 mm Spindelsteigung Berechnung des Hubweges für Fahrabschnitt s 2 : s m 2 = vmax t 2 = 0.25 s 0.35 s = 0.0875 m = 85. 5 mm s 2 a t 2 = Fahrabschnitt = Beschleunigung = Zeit Berechnung des Hubweges für Fahrabschnitt s 3 : 1 2 a 1 m 2 s3 = 2 t 3 = 2 1 2 ( 0.25 s) = 0.0313 m = 31. 3 mm s s 3 a t 3 = Fahrabschnitt = Beschleunigung = Zeit Überprüfung des Hubweges: s Gesamt = s + s + s = 31.3 mm + 87.5 mm + 31.3 mm 150. 1 mm 1 2 3 = s gesamt s 1 s 2 s 3 = gesamten Fahrabschnitt = 1. Fahrabschnitt = 2. Fahrabschnitt = 3. Fahrabschnitt Berechnung der Kräfte und Drehmomente: statisch M 2 π F = P η F M P η = Kraft = Drehmoment = Spindelsteigung = Wirkungsgrad Gewindespindel F P ( m g) P 500 kg 9. 81 s m 2 0.01 m M stat = = = 2 π η 2 π η 2 π 0.92 = 8.9 Nm M stat F P η m g = statisches Drehmoment = Kraft = Spindelsteigung = Wirkungsgrad Gewindespindel = Masse = Gewichtskraft 28 Katalog Elektrozylinder CMS
Projektierung Berechnungsbeispiel für CMS71L mit 10 mm Spindelsteigung 3 dynamisch m F P ( m a) P 500 kg 1 M s2 0.01 m dyn1 = = = 2 π η 2 π η 2 π 0.92 = 0.86 Nm M dyn1 F P η m g = dynamisches Drehmoment beim Beschleunigen = Kraft = Spindelsteigung = Wirkungsgrad Gewindespindel = Masse = Gewichtskraft m F P ( m a) P kg M η η 500 1 s2 0.01 m 0.92 dyn2 = = 2 π = 2 π 2 π = 0.73 Nm M dyn2 F P η m g = dynamisches Drehmoment beim Verzögern = Kraft = Spindelsteigung = Wirkungsgrad Gewindespindel = Masse = Gewichtskraft Zusätzliches Drehmoment durch Massenträgheit des Elektrozylinders: M CMSL71L J CMS71L n max 2 π = s 60 min t1 M CMSL71L = 37.3-2 10 kg m 1500 1/min 2 π = 2.35 Nm 60 s 0.25 s min J CMS71L t 1 n max M CMS71L = Massenträgheitsmoment CMS71L = Zeit beim Hochlauf = maximale Drehzahl = zusätzliches Drehmoment CMS71L Katalog Elektrozylinder CMS 29
Projektierung 3 Berechnungsbeispiel für CMS71L mit 10 mm Spindelsteigung Maximales Drehmoment: M = M + M + M max1 stat dyn1 CMS71L M = max1 8.9 Nm + 0.86 Nm + 2.35 Nm = 11.7 Nm M max1 M stat M dyn1 M CMS71L = maximales Drehmoment = statisches Drehmoment = dynamisches Drehmoment in Fahrabschnitt 1 = Drehmoment durch Massenträgheit Elektrozylinder CMS71L Spitzenvorschubkraft: F = π Mmax1 2 11.7 Nm 2 π = P 0.01 m max1 = 7351.3 N F max1 M max1 P = max. Kraft = max. Drehmoment = Spindelsteigung Maximale Drehmomente in den einzelnen Fahrabschnitten: Fahrabschnitt s 1 = M max1 = 11,7 Nm Fahrabschnitt s 2 = M stat = 8,9 Nm Maximales Drehmoment im Fahrabschnitt s 3 : M = M - M - M max2 stat dyn2 CMS71L M max2 M stat M dyn2 M CMS71L = maximales Drehmoment in Fahrabschnitt 3 = statisches Drehmoment = dynamisches Drehmoment in Fahrabschnitt 3 = Drehmoment durch Elektrozylinder CMS71L M = max2 8.9 Nm - 0.73 Nm - 2.35 Nm = 5.1 Nm 30 Katalog Elektrozylinder CMS
Projektierung Berechnungsbeispiel für CMS71L mit 10 mm Spindelsteigung 3 Überprüfung des Haltemoments im Fahrabschnitt s welches die Bremse aufbringen muss: m F P η ( m g) P η 500 kg 9.81 M s2 0.01 m 0.92 halten = = 2 π = 2 π 2 π = 7.18 Nm M halten F P η m g = Haltemoment = Gewichtskraft = Spindelsteigung = Wirkungsgrad Spindel = Masse = Erdbeschleunigung Haltemoment Bremse M B1 = 19 Nm Š 7.18 Nm Berechnung der effektiven Auslastung: Drehmoment: 2 2 2 t 1 M M max1 + t 2 M stat + t 3 M max2 eff = t 1 + t 2 + t 3 + t M eff t 1- M max1 M stat M max2 = effektives Drehmoment = Teilen in den einzelnen Fahrabschnitte = maximales Drehmoment in Fahrabschnitt 1 = statisches Drehmoment = maximales Drehmoment in Fahrabschnitt 3 M eff = 2 2 2 0.25 s x (11.7 Nm) + 0.35 s x (8.9 Nm) + 0.25 s x (5.1 Nm) = 2.9 Nm 0.25 s + 0.35 s + 0.25 s + 7.15 s Effektive Kraft: F π Meff 2 2.9 Nm 2 = π P 0.01 m eff = = 1822 Nm F eff M eff P m g = Effektiv Kraft = Effektives Drehmoment = Spindelsteigung = Masse = Erdbeschleunigung Überprüfung der Ergebnisse mit den Systemgrenzen des CMS71L: Arbeitspunkt (F eff = 1822 N und mittleren Drehzahl = 112.5 1/min) unterhalb der thermischen Grenzkennlinie siehe Tabelle Kapitel.7 Spitzenvorschubkraft F max. CMS71L = 17000 N F max Applikation = 7351 N Katalog Elektrozylinder CMS 31
Projektierung 3 Berechnungsbeispiel Spindel- und Lagerlebensdauer 3. Berechnungsbeispiel Spindel- und Lagerlebensdauer 3..1 Beispiel: Kundenanforderung Spindel- und Lagerlebensdauer ca. 5 Jahre Berechnung der Vorschubkräfte in den einzelnen Fahrabschnitten: F π Mmax1 2 11.7 Nm 2 π = P 0.01 m 1 = = F π Mstat 2 8.9 Nm 2 π = P 0.01 m 2 = = F π Mmax2 2 5.1 Nm 2 π = P 0.01 m 3 = = 7351.3 N 533 N 3399 N F M max1 M stat M max2 P = Kraft in den einzelnen Fahrabschnitten = maximales Drehmoment Fahrabschnitt 1 = statisches Drehmoment Fahrabschnitt 2 = maximales Drehmoment Fahrabschnitt 3 = Spindelsteigung Zeitanleit in den einzelnen Fahrabschnitte: t1 q 0.25 s 1 = = = 0.031 s tges 8 s t2 q 0.35 s 2 = = = 0.0 s tges 8 s t3 q 0.25 s 3 = = = 0.031 s tges 8 s q 1 t 1 t ges = Zeitanteil in den einzelnen Fahrabschnitten = Zeit in den einzelnen Fahrabschnitten = Gesamtzeit t = t + 1 t + ges 2 t + 3 t t ges = 0.25 s + 0.35 s + 0.25 s + 7.15 s = 8 s 100 % 32 Katalog Elektrozylinder CMS
Projektierung Berechnungsbeispiel Spindel- und Lagerlebensdauer 3 Mittlere Belastung F M (unter Berücksichtigung der Pausen): t 3 3 3 3 1 2 n F = F1 F2... F M + + + t n ges t ges t ges t t F 1...F n t 1...t n = Vorschubkraft im Fahrabschnitt [N] = Zeitanteil in den Fahrabschnitten F M 3 3 = 3 (7351 N) 0.031 + (533 N) 0.0 + 3 (3399 N) 0.031= 272 N Lebensdauer der Spindel in Umdrehung: L = C x 1.1 MF 3 x 10 6 = 5900 N 1.1 x 272 N 3 x 10 6 = 763 x 6 10 Umdrehungen L C F M = Lebensdauer [Stunde] = Dynamische Tragzahl [N] = mittlere Belastung [N] Lebensdauer der Spindel in Stunden L L h = = n m 60 6 763 10 112.5 1/min 60min/h = 1130963 h L h L n m = Lebensdauer [Stunden] = Lebensdauer [Umdrehungen] = mittlere Drehzahl [min -1 ] Bei 2 Schichtbetrieb 16 h/tag beträgt die Spindellebensdauer Lh 1130963 h = = 70685 Tage 16 h/tag 16 h/tag Katalog Elektrozylinder CMS 33
Projektierung 3 Berechnungsbeispiel Spindel- und Lagerlebensdauer Lebensdauer des Lager in Umdrehungen: L = C 1.25 x MF 3 x 10 6 60000 N = 1.25 x 272 N 3 x 10 6 = 572 x 6 10 Umdrehungen L C F M = Lebensdauer [Stunde} = Dynamische Tragzahl [N] = mittlere Belastung [N] Lebensdauer des Lagers in Stunden L L h = = n m 60 6 572 10 112.5 1/min 60min/h = 810667 h L h L n m = Lebensdauer [Stunden] = Lebensdauer [Umdrehungen] = mittlere Drehzahl [min -1 ] Bei 2 Schichtbetrieb 16 h/tag beträgt die Lebensdauer Lh 810667 h = = 50667 Tage 16 h/tag 16 h/tag 3 Katalog Elektrozylinder CMS
Technische Daten Technische Daten Elektrozylinder CMS50S Technische Daten.1 Technische Daten Elektrozylinder CMS50S.1.1 Elektrische Daten Bemessungsdrehzahl n N 3000 min -1 500 min -1 Stillstandsmoment M 0 [Nm] 1.3 1.3 Stillstandsstrom I 0 [A] 0.96 1.32 max. Drehmoment M DYN [Nm] 5.2 5.2 max. Strom I max [A] 5.1 7.0 Massenträgheitsmoment ohne Bremse J mot [10 - kgm 2 ] 0.56 0.56 Massenträgheitsmoment mit Bremse J motb [10 - kgm 2 ] 0.62 0.62 Bremsmoment M B [Nm].3.3 Induktivität L 1 [mh] 71 37 ohmscher Widerstand R 1 [m] 22.9 11.6 Polradspannung U p0 [V/1000 min -1 ] 86 62.1.2 Mechanische Daten Bemessungsdrehzahl n N 3000 min -1 500 min -1 Spindelsteigung P [mm] 5 5 Spindeldurchmesser D [mm] 16 16 max. Dauervorschubkraft F [N] 1300 1300 Spitzenvorschubkraft 1) F max [N] 5300 5300 Nennhub [mm] 150 150 Gewicht, Variante ohne Bremse m [kg] 6.5 6.5 Gewicht, Variante mit Bremse m B [kg] 7.1 7.1 1) Abhängig vom max. Verstärkerstrom, dyn. oder stat. Belastung der Spindel; vor der Projektierung mit Maximalkraft bitte Rücksprache mit SEW-EURODRIVE. Katalog Elektrozylinder CMS 35
Technische Daten Technische Daten Elektrozylinder CMS71L.2 Technische Daten Elektrozylinder CMS71L.2.1 Elektrische Daten Maximale mechanische Drehzahl 3000 m -1 Bemessungsdrehzahl n N 2000 min -1 3000 min -1 500 min -1 Stillstandsmoment M 0 [Nm] 9.5 9.5 9.5 Stillstandsstrom I 0 [A].2 6.2 9.6 max. Drehmoment M DYN [Nm] 31. 31. 31. max. Strom I max [A] 16.8 25 38 Massenträgheitsmoment ohne Bremse J mot [10 - kgm 2 ] 32.5 32.5 32.5 Massenträgheitsmoment mit Bremse J mot [10 - kgm 2 ] 37.5 37.5 37.5 Bremsmoment M B [Nm] 19 19 19 Induktivität L 1 [mh] 2 11.9 ohmscher Widerstand R 1 [m] 2500 1120 6 Polradspannung U p0 [V/1000 min -1 ] 152 102 65.2.2 Mechanische Daten Bemessungsdrehzahl n N 2000 min -1 3000 min -1 500 min -1 KGT PGT KGT PGT KGT PGT Spindelsteigung [mm] P 10 5 10 5 10 5 Spindeldurchmesser [mm] D 32 2 32 2 32 2 max Dauervorschubkraft 1) [N] F 000 8000 000 8000 000 8000 Spitzenvorschubkraft 2) [N] F max 17000 20000 17000 20000 17000 20000 Nennhub [mm] 200 200 200 Gewicht, Variante ohne Bremse [kg] m 16 16 16 Gewicht, Variante mit Bremse [kg] m B 17 17 17 1) bei einer Drehzahl von 5 bis 50 1/min 2) Abhängig vom max. Verstärkerstrom, dyn. Oder stat. Belastung der Spindel; vor der Projektierung mit Maximalkraft bitte Rücksprache mit SEW-EURODRIVE..3 Bremse Bremsen Typ CMS50S CMS71L max. Bremsmoment.3 Nm 19 Nm max. Strom 20 ma 800 ma 36 Katalog Elektrozylinder CMS
Technische Daten Einbaumaße CMS50S. Einbaumaße CMS50S..1 Standard Lieferumfang Die nachfolgende Abblidung zeigt den Standard Lieferumfang des Elektrozylinders CMS50S. 377.5 (Schmierposition) 301.5 (Hub 150mm) 65 236.5 7±0.02 60.9 R21 118.5 73 Ø 16 H7 7.5 25 2 ±0.02 X CMS50S/RH1M X = 13 CMS50S/AS1H X = 172 CMS50S/B/RH1M X = 163 CMS50S/B/AS1H X = 201 (25 + X) Verschlussstopfen für Schmierstelle Kegelschmiernipple DIN7178-H1 10.5 Stecker max. 270 drehbar Stecker, Signal 18 7 M16/1 mm tief 6 21-0.12 0 M8 Ø 10 H7 Stecker, Leistung 60195ADE Beigelegt sind vier Passschrauben zur Befestigung des Flansch- oder Schwenklageranbaus. Passschraube 16 M8 10f9 7 16 13 61536AXX Katalog Elektrozylinder CMS 37
Technische Daten Einbaumaße CMS50S..2 Zusätzliche Anbaumöglichkeiten Flanschanbau Die nachfolgenden 3 Abbildungen zeigen die Anbaumöglichkeiten des Elektrozylinders. Dieser wird mit den grauschraffierten Anbauteilen an einer Anbaufläche befestigt. Die Anbauteile sind in 90 Schritten montierbar. 270 180 0 90 in x90 Schritten montierbar 236.5 ±0.2 in x90 Schritten montierbar 60.9 R21 (38.5) mögliche Anbauvarianten: vorne und mittig M8 9 ±0.1 38.5 ±0.1 2x Sechskantschrauben DIN ISO 01 M8x70 90 2x Pass-Schraube (Anzugsdrehmoment 12Nm) DIN ISO 7379 M8x29-12.9 7 11 118.5 Ø 16 H7 10 72 ±0.1 73 M16/1 mm tief 21 0-0.12 7 25 (25 + X) Der Flanschanbausatz besteht aus folgenden Teilen: X CMS50S/RH1M X = 13 CMS50S/AS1H X = 172 CMS50S/B/RH1M X = 163 CMS50S/B/AS1H X = 201 6193ADE Flanschanbausatz (SEW-Sachnr.: 1333 3305) x Gewicht: 0.65 kg 2x 2x 38 Katalog Elektrozylinder CMS
Technische Daten Einbaumaße CMS50S Schwenklageranbau Die nachfolgende Abbildung zeigt die Anbaumöglichkeit des Elektrozylinders. Dieser wird mit den grauschraffierten Anbauteilen an einer Anbaufläche befestigt. 301+ (Hub 150mm) 6.5 236.5 60.9 R21 118.5 Ø 16 H7 7 25 M8 10 72 ±0.1 X CMS50S/RH1M X = 13 CMS50S/AS1H X = 172 CMS50S/B/RH1M X = 163 CMS50S/B/AS1H X = 201 73 (25 + X) 2x Bolzen Ø 16f6 M16/1 mm tief 21-0.12 0 7 20 11 13 ±0.1 15 2x Pass-Schraube (Anzugsdrehmoment 12 Nm) DIN ISO 7379 M8x29-12.9 2x Sechskantschraube DIN ISO 01 M8x70 6198ADE Für den dargestellten Schwenklageranbau sind folgenden Teilen nötig: Schwenklageranbausatz (SEW-Sachnr.: 1333 3313) Flanschanbausatz (SEW-Sachnr.: 1333 3305) Gewicht: 0.23 kg x Gewicht: 0.65 kg 2x 2x 2x Katalog Elektrozylinder CMS 39
-0.1-0.1 5 92 208.5 55 79 Technische Daten Einbaumaße CMS71L.5 Einbaumaße CMS71L.5.1 CMS71L/B/RH1M (Resolver) Gleiche Einbaumaße für mit/ohne Bremse und für starres/kardangelenk. Kardangelenk optional Schmierstoffgeber optional 2 85 63 7 39 Ø 32 H8 31 116 155 R3 +2 0 117 37 598 +2 0 Ø 32 H8 12x5 Stecker max. 270 drehbar Schmierstelle G1/" Sperrluftanschluss G1/8" Stecker Leistung Kegelschmiernippel DIN 7112-H1 72.8 7 62 9 30 0 30 0 Stecker Signal 537 (737 ausgefahren) Nennhub 200 Überhub ± 2 mm (bis mech. Anschlag) 60220ADE 0 Katalog Elektrozylinder CMS
-0.1-0.1 5 92 208.5 55 79 Technische Daten Einbaumaße CMS71L.5.2 CMS71L/B/AS1H (Absolutwertgeber) Gleiche Einbaumaße für mit/ohne Bremse und für starres/kardangelenk. Bei Ausführungvariante mit Absolutwertgeber ist die Gesamtlänge 3 mm größer! Kardangelenk optional Schmierstoffgeber optional 2 85 63 80.5 39 Ø 32 H8 31 116 155 R3 +2 0 117 37 632 +2 0 Ø 32 H8 12x5 Stecker max. 270 drehbar Schmierstelle G1/" Sperrluftanschluss G1/8" Kegelschmiernippel DIN 7112-H1 Stecker Leistung 72.8 7 62 9 30 0 30 0 Stecker Signal 571 (771 ausgefahren) Nennhub 200 Überhub ± 2 mm (bis mech. Anschlag) 60212ADE Katalog Elektrozylinder CMS 1
Technische Daten Einbausituation kundenseitig.6 Einbausituation kundenseitig.6.1 Einbauhinweise CMS50S Keine Querkräfte auf den Antrieb Schwenklager 61369ADE Keine statisch überbestimmte Lagerung. Beim Einsatz von Schwenklager darf es keine zusätzlichen Anbauten geben Schwenklager 61372ADE Gelenk freigängig halten, nicht einspannen 61371AXX 2 Katalog Elektrozylinder CMS
Technische Daten Einbausituation kundenseitig Keine Querkräfte auf den Antrieb 61379AXX Keine Kräfte + Momente über Gelenkteile einleiten M F M F 6137AXX Kein Versatz der Einbauteile 61376AXX Katalog Elektrozylinder CMS 3
Technische Daten Einbausituation kundenseitig Keine Drehmomentbelastung über die Kolbenstange einleiten M 61377AXX Katalog Elektrozylinder CMS
Technische Daten Einbausituation kundenseitig.6.2 Einbauhinweise CMS71L Keine Querkräfte auf den Antrieb 61173AXX Keine zusätzlichen Fixierungen oder Abstützungen (statisch überbestimmt) 6117AXX Gelenke freigängig halten, nicht einspannen 61175AXX Katalog Elektrozylinder CMS 5
Technische Daten Einbausituation kundenseitig Keine Kräfte und Momente über die Gelenkteile einleiten M F M F 61176AXX Kein Versatz der Einbaustelle, siehe Einbautoleranzen im Kapitel??? 61177AXX Drehmoment(verdreht) gesichert einbauen 61178AXX 6 Katalog Elektrozylinder CMS
Technische Daten Einbausituation kundenseitig Nur bei horizontaler Einbaulage mit bei Option Schmierstoffgeber, ist dieser seitlich oder unten anzuordnen. Ist diese Einbausituation nicht zu vermeiden so halten Sie Rücksprache mit SEW-EURODRIVE. 6150AXX.6.3 Toleranzen der kundenseitigen Anbaugeometrie CMS50S Die nachfolgende Grafik beschreibt die Einbausituation für beide Anbauseiten des Antriebs. 0.1 A 3 21 +0.1 0 Ø16h7 A 3 0.1 A 0.2 A 6152AXX Katalog Elektrozylinder CMS 7
Technische Daten Einbausituation kundenseitig.6. Toleranzen der kundenseitigen Anbaugeometrie CMS71L Die nachfolgende Grafik beschreibt die Einbausituation für beide Anbauseiten des Antriebs. Standard Ø32h7 Ø32h7 0.1 A Ra 0. 0.02 ± 0.2 C [1] Ra 0. 0.02 0.05 A B A 30 +0.1 30 +0.1 C [2] [2] 59351AXX [1] [2] Elektrozylinder CMS Kundenseitige Teile Folgende Punkte sind zu beachten max. Achsversatz zwischen A-B ±0,2 mm Die kundenseitigen Teile müssen die oben beschriebenen Anforderungen erfüllen. Bitte halten Sie Rücksprache mit SEW-EURODRIVE, wenn die Einbautoleranzen nicht eingehalten werden können. Eventuell kann ein Elektrozylinder mit Kardangelenk der Einbausituation gerecht werden. Kardangelenk ± 0.5 C 3 3 * 31 6153AXX Folgende Punkte sind zu beachten * Bei Kardangelenk ± 3 möglich max. Achsversatz zwischen A-B ±0,5 mm 8 Katalog Elektrozylinder CMS
Technische Daten Dynamisches Grenzmoment.7 Dynamisches Grenzmoment.7.1 CMS50S 5 [2] M [Nm] 3 [1] 2 1 0 0 1000 2000 3000 000 5000 n [min -1 ] 610AXX [1] Bemessungsdrehzahl 3000 min -1 [2] Bemessungsdrehzahl 500 min -1.7.2 CMS71L 35 30 25 CM71L M [Nm] 20 15 10 5 0 0 333 500 750 667 1000 1500 1000 1500 2250 1333 2000 3000 1667 2500 3750 2000 3000 500 n [min 1 ] 6110AXX Katalog Elektrozylinder CMS 9
Technische Daten Thermisches Grenzmoment.8 Thermisches Grenzmoment.8.1 CMS50S KGT Steigung 5 mm/umdrehung Vorschubgeschwindigkeit [mm/s] 100 1200 16.7 33.3 50 66.7 83.3 100 117 133 150 167 183 [1] [2] 1000 Vorschubkraft [N] 800 600 00 200 0 0 200 00 600 800 1000 1200 100 1600 1800 2000 2200 mittlere Drehzahl [min-1] 6039ADE [1] 20 C Umgebungstemperatur [2] 0 C Umgebungstemperatur 50 Katalog Elektrozylinder CMS
Technische Daten Thermisches Grenzmoment.8.2 CMS71L KGT Steigung 10 mm/umdrehung Vorschubgeschwindigkeit [mm/s] 500 000 33.3 66.7 100 133 167 200 233 250 [1] Vorschubkraft [N] 3500 3000 2500 2000 1500 1000 [2] 500 0 0 200 00 600 800 1000 1200 100 mittlere Drehzahl [min-1] 6038ADE [1] 20 C Umgebungstemperatur [2] 0 C Umgebungstemperatur PGT Steigung 5 mm/umdrehung 8000 Vorschubgeschwindikgeit [mm/s] 16.7 33.3 50 66.7 83.3 100 117 125 7500 6500 [2] [1] Vorschubkraft [N] 5500 500 3500 2500 1500 500 0 200 00 600 800 1000 1200 100 1500 mittlere Drehzahl [min-1] 60196ADE [1] 20 C Umgebungstemperatur [2] 0 C Umgebungstemperatur Katalog Elektrozylinder CMS 51
Technische Daten Zuordnungstabelle MOVIDRIVE.9 Zuordnungstabelle MOVIDRIVE Die Elektrozylinder CMS können zusammen mit dem Servoumrichter MOVIDRIVE MDX61B von SEW-EURODRIVE betrieben werden..9.1 CMS50S Kombinationsübersicht CMS50S mit KGT - Spindelsteigung 5 mm.9.2 CMS71L Kombinationsübersicht CMS71L mit PGT - Spindelsteigung 5 mm Kombinationsübersicht CMS71L mit KGT - Spindelsteigung 10 mm Bemessungsdrehzahl MOVIDRIVE MDX61B 00 V Systemspannung Spitzenkräfte [1/min] 0005 0008 0011 001 0015 0022 0030 000 0055 0075 0110 0150 3000 5000 5300 5300 5300 5300 500 3900 600 5300 5300 5300 Bemessungsdrehzahl MOVIDRIVE MDX61B 00 V Systemspannung Spitzenkräfte [1/min] 0005 0008 0011 001 0015 0022 0030 000 0055 0075 0110 0150 2000 10500 13600 17300 13200 17800 20000 20000 20000 20000 20000 3000 9300 11900 9000 12300 15500 20000 20000 20000 20000 500 8000 10100 13700 17700 20000 20000 Bemessungsdrehzahl MOVIDRIVE MDX61B 00 V Systemspannung Spitzenkräfte [1/min] 0005 0008 0011 001 0015 0022 0030 000 0055 0075 0110 0150 2000 6100 7800 10000 7600 10200 12700 16000 17000 17000 17000 3000 5300 6800 5200 7100 8900 11800 1800 17000 17000 500 600 5800 7900 10200 12700 17000 52 Katalog Elektrozylinder CMS
Technische Daten Zuordnungstabelle MOVIAXIS.10 Zuordnungstabelle MOVIAXIS Die Elektrozylinder CMS können zusammen mit dem Servoumrichter MOVIAXIS von SEW-EURODRIVE betrieben werden..10.1 CMS50S Kombinationsübersicht CMS50S mit KGT - Spindelsteigung 5 mm.10.2 CMS71L Kombinationsübersicht CMS71L mit PGT - Spindelsteigung 5 mm Kombinationsübersicht CMS71L mit KGT - Spindelsteigung 10 mm Bemessungsdrehzahl MOVIAXIS 00 V Systemspannung Spitzenkräfte BG1 BG2 BG3 BG BG5 [1/min] 2 8 12 16 2 32 8 6 3000 5300 5300 500 700 5300 Bemessungsdrehzahl MOVIAXIS 00 V Systemspannung Spitzenkräfte BG1 BG2 BG3 BG BG5 [1/min] 2 8 12 16 2 32 8 6 2000 11000 20000 20000 3000 700 1900 20000 500 800 9800 18800 20000 Bemessungsdrehzahl MOVIAXIS 00 V Systemspannung Spitzenkräfte BG1 BG2 BG3 BG BG5 [1/min] 2 8 12 16 2 32 8 6 2000 6300 12000 17000 3000 200 8600 1500 17000 500 2700 5600 10800 15000 17000 Katalog Elektrozylinder CMS 53