扉開閉機構【コンベヤ/直動による揺動機構/開閉機構/機構の安定化/シリンダ/リンク/ばね/歯車/ベアリング/扉/安全/フレーム/からくり】

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仕様
 目的・動作
  ワークを送り込む入口に取付ける扉開閉機構

 環境・操作性
  UV環境

 対象ワーク
  箱形状ワーク
  外形寸法:W100×D100×H80[mm]

特徴
 動作仕様・寸法
  装置外形:W143×D670×H481[mm]
  シリンダストローク:50[mm]

 主要部品の選定根拠
  扉開閉動作に必要な推力を持つシリンダを選定
  チューブ内径:25[mm]

設計ポイント
 主要部品の計算工程
  シリンダが負荷に対して適切な推力であることを検証する
   扉・ばねは、扉を閉じようとするトルクのみが発生するので、シリンダは扉を開けるトルク(押側のみ)を考えればよい
また扉開(45[°])閉(0[°])の際、扉開時の方が発生トルクが大きくなるため、扉開時に発生するトルクToを求める
   シリンダ理論推力(押側)F0:147[N](使用圧力0.3[MPa]時、カタログ値)
   負荷率η:0.5、アーム回転半径R1:0.065[m]、シリンダ動作方向と中心方向のなす角θ1:67.5[°]より、
   シリンダ押付力F=η×F0=0.5×147[N]=73.5[N]
   シリンダ押付力FによるトルクTは、閉(0[°])、開(45[°])共に
   T= F[N]×sinθ1×R1[m]=73.5×sin67.5[°]×0.065=4.41[N・m]
   扉開(45[°])のときの左右扉に発生するトルクをToとすると、
   扉質量M:0.415[kg]、扉45[°]の時の重心位置までの距離R2:0.11[m]、ばね作用点までの距離R3:0.07[m]、重力方向と中心方向のなす角θ2:62.14[°]、ばね引張方向と中心方向のなす角θ3:19.06[°]、扉45[°]の時のばね長さLo=82.34(初期長さ50)[mm]、ばね定数K=0.25[N・mm]より
   扉重量で発生するトルクTo1は、
   To1=M[kg]×9.8×sinθ2×R2[m]
   =0.415×9.8×sin62.14[°]×0.11=0.396[N・m]
   ばね引張力で発生するトルクTo2は、
   ばね張力FBo=初張力2.06[N]+(82.34-50)[mm]×K[N・mm]
   =10.1[N]
   To2=FBo[N]×sinθ3×R3[m]
   =10.1×sin19.06°×0.07=0.231[N・m]
   To=2[枚]×(To1[N・m]+To2[N・m])=2×(0.396+0.231)
   =1.25[N・m]<T=4.41[N・m]⇒問題なし

 構造の作り込みと設計の勘所
  UVが完全に漏れないようにするために扉にばねを取付けバックラッシの対策とする

 技術計算リンク
  薄型シリンダ概要

検索コード:#UL453
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ハッシュタグ #inCADLibrary #UL453

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