回転せり上がり機構【洗浄/乾燥/直動機構/回転機構/シリンダ/ベルト/チェーン/ワイヤ/モータ/ベアリング/リニアブッシュ】

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仕様
 目的・動作
  昇降・回転の複合運動機構を簡略化
 環境・操作性
  円柱筒状のワーク(薄い樹脂)内部に清掃工程の一環としてブロワ掛けを行う
  ワークがせり上がり、上部に固定されたブロワがワーク内部に入り込む。そのままワークが回転や昇降を行うことで、ブロワがワーク内壁の隅々まで行き届き、清掃がなされる

 対象ワーク
  長い円筒状ワーク
  外形:φ160xH90[mm]
  ワーク質量:219[g]

特徴
 動作仕様・寸法
  ワーク動作仕様
   回転角度: 360[deg]; 回転速度: 0.5[rev/sec] = 3.14[rad/sec]
   昇降ストローク: 100mm; 昇降速度: 100[mm/sec]

 装置寸法
  外寸: W480xD125xH413[mm]
  テーブル下深さ: 408[mm]

 必要精度・荷重
  ワーク動作仕様
   回転始動時間: 0.1[sec]
   昇降始動時間: 0.1[sec]

 主要部品の選定根拠
  モータ・ギヤヘッドの回転トルク
  シリンダの推力

設計ポイント
  主要部品の計算工程
   必要トルク・負荷からモータトルク、シリンダ推力などを検証する
   モータ・ギヤヘッドの回転トルク(60Hz)
   モータ定格回転速度: 1575[Hz]→ギヤヘッド減速比: (1575/60)/0.5 = 52.5 → 50とする
   モータの始動トルク: 0.17[N・m] → ギヤヘッド換算: 0.17×50 = 8.5[N・m]
   ギヤヘッドの許容トルク: 5.29[N・m] (カタログより) < 8.5 →5.29[N・m]を採用
   回転部の全イナーシャ: J = 6083[kg・mm²]=6083×10-6 [kg・m²]
   回転始動時間: 0.1[sec] → 回転始動角加速度: dω/dt = 3.14 / 0.1 = 31.4[rad/sec²]
   回転部の必要トルク: Tr = dω/dt ×J = 31.4 ×6083×10-6 = 0.191[N・m]
   ベルト過負荷係数 Ks = 1.6 (カタログ値)より、 駆動側の必要トルク: 0.191×1.6 = 0.306[N・m]
   安全率: 5.29/0.306 = 17.3

  シリンダの推力
   昇降部総重量: 10.68[kg]、垂直押上での加速度: g + dv/dt =9.8 + 1 = 10.8[m/sec²]
   シリンダの必要推力: F = 10.68×10.8 = 115.5[N]
   使用圧力: 0.5[MPa]; 押し側理論出力: 628[N] (カタログより)
   安全率: 628/115.5 = 5.44

  ワーク動作仕様
   昇降始動時間: 0.1[sec] → 昇降始動加速度: dv/dt = 100 / 0.1=1000[mm/sec²] = 1[m/sec²]

 構造の作り込みと設計の勘所
  タイミングプーリを採用したことで、一定の精度をもったワーク角度の位相決めが可能
  モータ・ギヤヘッド部とワーク・回転部を分離し、ギヤヘッドのオーバーハング荷重を回避

 技術計算リンク
  薄型シリンダ概要
  小型ギヤードモータ概要
  タイミングベルトの選定方法1

検索コード:#UL260
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