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締切済み

直動の大出力システムを設計したいのですが

2009/06/22 14:21

一軸のシステムの往復運動するシステムを設計したいのですが、ただ出力フォースが80KNぐらいが必要となります。
油圧を使えばできるかなと思いますが、やはりちゃんと速度を制御したくて、ACモータを使いたいのですが、どういうようなモータ、またはどのような回転ー直動機構を使えばいいのですか?

因みに、速度は~5mm/sぐらいの低速でもかまいません。

回答 (2件中 1~2件目)

2009/06/23 09:03
回答No.2

回答(1)さんが細かな計算式を出してくれたので、殆どこちらで言う事はないのですが…
力が欲しいのであれば、モータと駆動機器(ボールネジ等)の間に、減速機を入れると良いでしょう。
たまたま速度は低くても良いようなので、比率が大きければそれだけ大きな力を与える事が出来ますよ。

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質問する
2009/06/22 23:54
回答No.1

簡単に考えましょう。回転ー直動機構は、
ボールねじ等のねじ部品+(ねじの軸受けと負荷用ガイド)で構成。
モータの動力は、5mm/secでも可なので、10mm/sec(0.01m/sec)として、
モータ動力(KW)= 80000N÷9.8N/kg×0.01m/sec÷102 = 0.8KW程度。
0.8KW用モータはないので、1KW用以上のモータを使用する。
ACモータ回転数は、60Hzで1800rpm(効率を考慮して1750rpmで計算)、
50Hzで1500rpm(効率を考慮して1450rpmで計算)します。
実際に、THKさんのボールリテーナ入り高負荷ボールねじHBN形である
HBN6016-7.5を使用するとしたら、
? 許容荷重;117.7kNで、出力フォースが80KN位より大きい
? リードが16mmなので、50Hzなら1450rpm(r/min)⇒ 24.1r/secなので
  16mm×24.1r/sec = 385.6mm/sec、385.6mm/sec×1/50 = 7.712mm/sec
  となり、1/50の減速機をACモータに装着すると、速度が7.712mm/sec程度
  となる。
? 出力フォース(F)は、
  モータ動力(KW)= 80000N÷9.8N/kg×0.01m/sec÷102の計算を使用し、
  1KW = F(N)÷9.8N/kg×0.007712m/sec÷102、F(N)= 129616Nと
  なり、80000N以上の力は出ます。
  また、許容荷重;117.7kNより大きくなりますが、10%程度なので、その
  まま使用するか、速度7.712mm/secを10%上げる又は1KWを10%下げる処置
  をします。
? HBN6016-7.5ボールねじの谷径はφ39.6mmで、その断面積は1231mm2です。
  80000N÷1231mm2 = 65N/mm2、SS400の引張応力400n/mm2の1/6以下であり
  問題無く使用できます。
等々を確認して、機器選定(選択)をします。

以上ですが、1点気になる“やはりちゃんと速度を制御したくて、ACモータ
を使いたいのですが……”は、ACサーボモータを使用して、速度を~5mm/s
間任意に制御するでしょうか?それなら、トルク制御も可能なので、1KW
で前述の仕様のままトルク制御で出力フォースのダウンをした方がベター
でしょう。

お礼

2009/06/24 10:37

わざわざご丁寧にありがとうございます、いろいろ計算もあって助かります。
参考させてください!

質問者

お礼をおくりました

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