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六角材のクランプによるネジ転造方法と必要なクランプ力
2023/10/18 22:26
- 中空の六角材にメネジを転造する際に、六角材の2面を120度のヤゲンで規制し、1面を油圧シリンダなどでクランプする方法を紹介します。
- ネジ転造のトルクは10Nmほどですが、クランプ力はどの程度必要なのかについて考えます。
- 六角材の二面幅は14mmです。
六角材のクランプ
2012/09/06 21:53
中空の六角材にメネジを転造する際に、六角材の2面を120度のヤゲンで規制し、1面を
油圧シリンダなどでクランプする方法で六角材を固定しようと考えています。
この時ネジ転造のトルクは10Nmほどですが、クランプ力はどの程度必要でしょうか?
六角材の二面幅は14mmです
回答 (37件中 6~10件目)
1Nの涙 さんへ 、
10000/8.083=1237.1 N は、正六角形の中心から頂点を結ぶ線に対して直角に働く力
の計算式でもありますね。
それを、60°に両側に振り分けて、1237.1 N のベクトルを描き、その一つがクランプ方向
なので1237.1 N とした。(もとえ、クランプ方向である60°に振り分けた、です)
クランプ方向に振り分けた力1237.1 N の根拠は、ozu さんの記載の真意であると想像する
1237.1 N を超えることはないでしょうか?
最終論点は、三等分の偶力のクランプ方向への変換方法だけです。
三等分の偶力は、1237.1 Nと3者同じですから。
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嘴を突っ込んだは言い過ぎでしたね・・・余りに反応が無いので突っついたw
ファイナルアンザーの図「FIG 5」がどうも上手く表示されないようですねぇ
仕方がないので少し見難いけれど、YAHOO!BOXで↓に再度Uploadしてみました
理論的に加わる力をピンク色で図示した。従って、これが静止する条件として
ヤゲン側での反力は、618.6 N、クランプ側が1237.1 N となった次第なのです
つまり、クランプ力は、1237.1 N が計算上必要で、ユーさんの2倍違うのです
別にユーさんを晒す積りとかでは無いのです。ただ、何か勘違いなさっている
のでは無いかと思いまして・・・余計な親切だったかも知れません
10000/8.083=1237.1 N これより大きい反力は無いと当初から感じてました
ozu さん 、了解です。
カムの記載があり、カムのオーソリティーと考えていました。
カムの微分接触角と推力の計算方法を熟知していると考えた次第です。
カムの一種であるネジジャッキは、小さい力で何回転も廻しても、数ミリ又は数十ミリしか
ねじはジャッキアップしませんが、小さい力の数十倍や数百倍、延長アームを用いれば数千倍
の力がネジジャッキの推力になるので、大きな力が得られることは不思議ではありません。
最終論点は、三等分の偶力のクランプ方向への変換方法だけですね。
さて、1Nの涙 さんは、回答(28)を確認して、どのように判断されますか。
また、他の回答者さんのアドバイスがあるかが、楽しみです。
素人なんですが、
回答(28)で、呼ばれてしまって、
ほおっておくわけにも行きませんので。
生来?天邪鬼なものでして、
取っ掛かりは、
転造ネジ なので、
トルク(動力)は推力側に消費されて、
クランプ力はそれほど必要ではないのではないか?
クランプ力は軸剛性を補強する程度にあれば、
(軸変形しなければ、)
ヤゲンがあれば、六角材は回転しないのではないか?
逆に、軸剛性が完璧であれば、(軸変形しなければ、)
カムのモデルを適用できるのではないかと考えた。
それだけでは、あまりに乱暴かなと
思って、いろいろ議論する羽目になってしまった訳で。
(ちなみに、回答(8)(9)(11)は撤回しております。)
さて、遡って、細かい議論をするつもりは毛頭ないのですが、
T=FRの式に従っての計算で、
単純計算ですが、
六角形の外接円上の力が、
F=T/R=10[Nm]/8×10^-3[m]=1250[N]
これを超えるクランプ力が必要となるという結論は、
どうにも受け入れがたい。
私の本旨も、議論の出発点もここにあります。
残念ながら、後(ご)の先(せん)、アフターユー さんと 同一結論とは思えませんです。
1Nの涙 さんは、「同一の結論」といい、
私は、「到達点で一致」と言う。
たぶん、(推測で言うが)、
私の説明がうまくないこともあるし、
導出の過程が一致しているとは思っていないでしょう。
でも、許容範囲かと受け入れてもらっていると思っています。
回答(34)について、
ア)イ)ウ)エ) のすべてに出てくる「÷sin30°」が、どうにも理解できないのです。
特に、「÷」の意味がわかりません。
ベクトル分解なら、「×」ではないでしょうか?
嘴を突っ込んだだけかね?は、ちょっと表現がきつ過ぎます。
また、1Nの涙 さんとozuさんは同一の結論に達したと理解していませんでした。
正六角形の頂点の120°等分の三方向偶力が、10000[N・mm]÷8.083[mm]=1237 [N]
回答(22)の?と同じで、スッキリしたと受け取りました。
ですから、結論が出ていないと判断して、質問が埋もれてしまいそうなので、質問者さんに
確認をした次第です。
戻って、正六角形の頂点の120°等分の三方向偶力が、10000[N・mm]÷8.083[mm]=1237 [N]
で作用する内容は、小生も同じ内容を記載しています。
只、クランプへ作用する力の考え方が異なる点が、1Nの涙 さんと小生の違いでしょう。
1Nの涙 さんのファイナル・アンサー“FIG 5”が確認できないので、確定ではありませんが。
小生は、動作距離で按分して、クランプ方向への力を算出しました。
そして、全トルクの力をクランプ力に変換する計算での2474[N]と、ヤゲン二面の反力と
1/3トルクの力をクランプ力に変換する計算での1650[N]とを紹介して、後者の1650[N]が正解
ではないかとアドバイスしています。
1Nの涙 さんへ質問ですが、“力 学 入 門”や“力のつり合いと静定条件”URLから考察
して、三角形30°&120°&30°のトラス構造で、120°の頂点に1237 [N]
が加わる条件で、
クランプ側の反力は 1237 [N]×1/2 となり、仮想組子(クランプ部品)に
1237 [N]×1/2÷sin30°= 1237 [N] としたと小生は想像しています。
それなら、正六角形側に作用する仮想組子や30°&30°の頂点で構成する仮想組子の力は
どのように処理するのでしょう。
カム伝達力の計算処理をすると ozu さんは記載しているので、カム伝達力計算のポピュラー
な物はネジ機構なので、計算処理は1237 [N]÷sin30°= 2474 [N] と同じである
1237 [N]×動作距離L1(偶力方向)=クランプ力F1[N]×動作距離L2(クランプ方向)
となります。
ネジのトルクと軸力の関係は、tanリード角で表しtanを使用しますが、トルクが動作する
(動く)方向とネジが動作する(動く)方向が直交してしているからtanを使用しているだけ
ですので、混同しないようにしてください。
楔作用も基本的には直交ですが、カムは接触角で微分処理して換算しますので、同じく
1237 [N]÷sin30°= 2474 [N] となります。(全トルクで計算した場合に)
戻って、カム伝達力の計算処理をすると ozu さんは記載しているし、お礼の記載に小生の
名前も合ったので、今でも小生と同一結論と思っています。
ozu さん 、如何ですか?
摩擦等のロスは考慮しないは、摩擦に作用する分力は考慮しないで、クランプに作用する
分力は考慮すると考えております。
御免なさい、当該質問内容ではないのですが、締め切られていたので、此処を少し拝借します。
ラーメン構造の解析は、全体ではなく □パイプ 100mm×150mm×3.2mmの100mmに荷重が加わった
場合の100mm×3.2mmの平面や150mm×3.2mmの壁面の変形をラーメン構造解析する意味です。