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昇降装置の構造について
2023/10/18 20:24
- スクリュージャッキを使用した昇降装置の構造を検討しました。
- 土台にスクリュージャッキを配置し、テーブルと製品を昇降させます。
- 上昇時のテーブルのフラつきと昇降運動の方向規制に危機を感じています。
昇降装置の構造について
2012/12/24 14:11
お世話になります。この度社内で簡単な昇降装置を製作する事になり、スクリュージャッキにて昇降させる構造で検討してみました。以下がその昇降装置の概略図です。
下降時 上昇時
□□□□□□□□□□□□□□□
｜ ∥ ｜
｜ ∥ ｜
｜ ∥ ｜
□□□□□□□□□□□□□□□ ｜ ∥ ｜
｜ ∥ ｜ ｜ ∥ ｜
△ ∥ △ △ ∥ △
■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■
｜ ∥ ｜ ∥
｜ ∥ ｜ ∥
｜ ∥ ｜ ∥
｜ ∥ ｜ ∥
【寸法】
・ 幅 ：1800mm
・奥行き：140mm(取付けスペースの関係でこの値が限界)
・高さ ：下降時→300mm 上昇時→800mm (ストローク→500mm)
【構造】
角パイプで作られた土台(■部)の中央に1tまで持ち上げられるスクリュージャッキを配置し、重量約50kgのテーブル(□部)とそのテーブルに乗る約200kgの製品を昇降させます。レール両端にはφ40で全長800mmのシャフト(｜部)を垂らし下げる様に取り付け、土台に取付けた長さ150mmのリニアブッシュ(△部)と組合せます。
【昇降速度】
月1回程度の本機メンテナンスに使用する為の昇降装置なので速度の規定はありません。
危惧している事は、△部のリニアブッシュと｜部のφ40シャフト2ヶ所で上昇時のテーブルのフラつき、また上下の昇降運動の方向規制がしっかりと保たれるか、という事です。リニアブッシュの長さがもう少し長いものを使おうとも思いましたが、下降時の高さ寸法300mmを守る為には長さ150mmのものが限界でした。
私自身このような装置の設計をする事が初めてでして、本件へのご助言だけでなく別の構造についてもご指導頂ければ大変助かります。
宜しくお願い申し上げます。
回答 （7件中 6～7件目)
回答(１)さん記載手法の欠点 ＝ 下降時の高さ寸法300mmを守る為には長さ150mmのものが限界
であれば、採用しがたいですよね。
同じような考えで、リニアブッシュの配置を、
│ │
│││ │││
────┌┴┼┴┐ ┌┴┼┴┐────
↑ │ ・ │ │ ・ │ ↑
│ │ │ │ │ │ │ │
150mm │ │ │ │ │ │ 150mm
│ │ │ │ │ │ │ │
↓ │ │ │ から │ │ │ ↓ には想像です
────┴─┼─┴── ──┴─┼─┴──── ができないの
・ ・ でしょうね。
─────┬┼┬─── ──┬─┼─┬────
└┼┘ │ │ │ ↑
このスペースが使用できない │ │ │ │
場合には、右の画の軸受強度 │ │ │ 150mm
アップも問題ありとなる │ │ │ │
予想をしております │ │ │ ↓
└┬┼┬┘────
└┼┘
さて、製品重量200kgの乗る位置が不確定ですが、最悪の場合を考えて、トラス構造で
構造物の各軸と節点に加わる荷重を計算して、各軸や節点が強度的に許容強度範囲に
おさまっているかを確認していくのがベターです。
トラス構造は、昇降の上昇端と下降端で固定しているとみなし、計算をしていきます。
そうすれば、φ40mmのシャフトへ最大幾らの曲げモーメントが加わり、φ40mmの固定部分には
幾らの節点荷重が掛かるかで、そのインロー部分に幾らの面圧力が加わるかが計算できます。
φ40mmのシャフトへ最大幾らの曲げモーメントが加わるかで、リニアブッシュの定格荷重方向に
幾らの荷重が加わるかを分析し、各剛性確認をしていきます。
参考に、トラス構造解析の簡単なURLを掲載しておきますから、確認をしてみてください。
因みに、ねじ径は、幾らに設定しようとしていますかね？
ハンドルにてマニュアル操作でのリフターだったりして。
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両端のリニアブッシュをスクリュージャッキに置換え、それを連動させると台の上下動ができます。
荷重の偏りがある場合、このほうが却って安定でしょう。
日本ギア・技術資料
http://www.nippon-gear.jp/product/jack/pdf/12_Technical_Data.pdf
P.11 連動システムの所要動力 の図、計算式など参考
市販で多いのは油圧シリンダを中央に１本、位置規制はパンタグラフのもの
http://www.meikikou.co.jp/scissor_lifts_contents/lift_contents_recommend.html
私の提案はリニアブッシュを使わず、スクリュージャッキはその半分の能力のもの２本。４本にするなら更に下。
＞回答(１)さん記載手法の欠点 ＝ 下降時の高さ寸法300mmを守る為には長さ150mmのものが
限界であれば、採用しがたい
？１本でも何本でも高さは変わらないはずが・・・能力下で良い分だけ僅か低くなる。
リニアブッシュは主として精密な位置決めを要する場合に使うもので、市販リフタで使ってる例は見かけません。その設計指針も精度・速度・耐久性を勘案したもので、本件では荷重ふやせるはずが、その限界はハッキリさせてないと思います。
＞スクリュージャッキを２本使用するや、ＬＭガイドを併設する、等々の案がでましたが、
最終的に設計をしたら面倒で、且つコストアップすることに気付くでしょう。
逆ですよ。
＞片荷にて、平行四辺形になり難い
長所は何と言ってもスクリュージャッキ２～４本使用。
にしても、このしつこさ
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=281654&event=QE0004
最初は計算間違いで随所で頭をぶっつけ、その指摘には反応せずコッソリ修正。挙げ句ひとりで延々３０個も回答し、他の回答者が呆れて遠ざかったら点数欲しさの
『締め切りましょう』 『評価して速やかに』
此処でもやるつもりなのでしょうか？
補足
2012/12/25 10:54
岩魚内 様
ご助言有難う御座います。
選定したスクリュージャッキは日本ギヤ工業製のJ0Gという品番のもので、1tまで持ち上げられる仕様でしたので、今回の場合スクリュージャッキは1つで十分と考えましたが、上昇時のフラつきを考慮すれば、両端にそれぞれ1つ配置すれば荷重の偏りに対して有利に働きそうですね。
スクリュージャッキ2つとリニアブッシュ2つを使った構造も検討してみたいと思います。
補足
2012/12/25 11:24
後(ご)の先(せん)、アフターユー 様
ご助言有難う御座います。
リニアブッシュの配置ですが、ご回答頂いた構造(向かって右側の図)は、土台を挟んで上下にリニアブッシュを配置する、ということですよね？土台の下にはある程度の空間が有りますので、その構造は採用出来るかと思います。また200kgの製品はテーブルに"嵌る"様な状態で載りますので、製品がテーブルの上で動いたりする事はないと考えています。トラス構造の応力計算につきましては、ご紹介頂いたページを読んで今回こ構造についての計算を行います。
選定したスクリュージャッキは日本ギヤ工業のJ0Gという品番のもので、30°台形ネジの径はφ20です。
また今回の昇降動作は、後(ご)の先(せん)、アフターユー様仰る様に、ハンドルを使用してのマニュアル操作です。因みに外径φ180のハンドルを適用した場合の操作力を計算したところ10kgになりました。日本ギヤ工業が推奨するマニュアル操作力は約5kgとの事ですので・・・回せない事はないかもしれませんがちょっと大変ですね・・・。