スチールベルトの最小プーリ径の計算

Question

搬送用のスチールベルトコンベアを作ってみましたが,長時間の使用で破損してしまいます.原因の一つとして,ローラ径が最小径より小さいのではないかと思うのですが,最小プーリ径の計算方法がわかりません.
どなたかご存知の方いらっしゃいましたらご指導お願いします.

Accepted Answer

逆の発想で考えてみますと、駆動源はモータ等でしょう。モータの動力（kW）は、2×π×N（rpm）×T（kg･m）÷（102×60）回転数；N（rpm）、トルク；T（kg･m）にて求まります。この式のトルク；T（kg･m）を力；Ｆ（kg）×半径；Ｒ（m）にすると、 2×π×N（rpm）×Ｆ（kg）×Ｒ（m）÷（102×60）となり、Ｆ（kg）×2×π×Ｒ（m）×N（rpm）÷（102×60）の式変換は、Ｆ（kg）×円周の長さ（m）×N（rpm）÷（102×60）になります。更に、Ｆ（kg）×1分間に円周をN周する速さ（m/min）÷（102×60）となり、Ｆ（kg）×1分間に円周をN周する速さ（m/min）÷60÷102は、Ｆ（kg）×1秒間に円周をN周する速さ（m/sec）÷102となり、運動エネルギーの計算方法であるＰ（kW）＝Ｆ（kg）× 速さ；Ｖ（m/sec）÷ 102と同等になります。さて、同じ動力（Ｐ）kWのモータで、回転も同じ（Ｎ）rpmで、ローラ径が小さい事は、力；Ｆ（kg）が大きくなります。更に、スチールベルトは、その力（Ｆ）の負荷変動が著しく、材料力学的には、疲労条件になります。以上から、 ? 前置きの内容で、Ｆ（kg）を求める ? スチールベルトの破断強度、破断荷重を求める。　 <当然、初期は破断しないので、破断荷重はＦ（kg）以上であろう> 　そして、スチールベルト材質から、疲労限界を調査して、　疲労限界での破断荷重を求めます。　 <途中で破断するので、破断荷重はＦ（kg）以下であろう> ? ?でも破断荷重はＦ（kg）以上になる様に、ローラ径を大きくする　が、オーソドックスな手法です。そして、スチールベルトが前述以外の劣化を受ける構造なら、更に、安全係数をみて対応するか、劣化内容を分析して強度計算方法で対処するかは、貴殿の自由です。

Answer

プーリは、
＊ 保持できるトルク×回転数で、伝達能力が計算できます。
それより、モータパワーの方が大きい場合、プーリが破損します。

先ずは、確認をしてみて下さい。

Answer

現在のコンベアの初張力および最大張力を計算で求めるか，測定するかしてみてください。ベルトの引張強度1000ＭＰａならば，長期使用を考えた許容
値はおそらく200ＭＰａ以下になると思います。現状値と比較して，その差異が小さければ改善の方法はあると思います。伝動動力を多少犠牲にしても
搬送物が送れるのなら，アイドルローラーやテンショナーを追加して張力を
下げて運転することもひとつの方法です。

Answer

ガイドを設ければ接着しなくてもＯＫだと思います。接着も可能だと思いま
すが，接着剤の選定が難しいのでお勧めはできません。スチールベルトを繫
ぐときのピンを重ね合わせてカシメル様な方法もあると思います。この場合
ゴムベルトに穴を開けるので，ベルト許容張力の低下を見越しておく必要が
あります。
ところで，スチールベルトの必要な理由は粉塵を嫌うことですか？スチール
ベルトにはどういう種類をお使いでしょう。ＳＵＳベルトに高張力タイプが
市販されていますが，試されましたか？

Answer

プーリーの接触角を小さくして複数のローラーを組み合わせる方法はありますが，すべりが大きくなる可能性があり効率が悪くなります。タイミングベルトにスチールベルトを張り合わせる方法はどうですか？

Answer

下記URLから平ベルトの設計資料（カタログ）を入手してください。参考になると思います。要はプーリーベルトの張力は伝動動力とプーリー径により決まります。ベルト張力がベルトの許容値以内になるように選定してください。スチールベルトの場合この許容張力の選定が難しいと思います。ベルトは繰返し荷重を受けるので，ベルト摩耗を考慮して，材料の疲労限界に対し余裕を持った設定が必要です。

スチールベルトコンベアの最小プーリ径の計算方法