クランプ＆溶着装置【クランプ/チャック/溶接/回転による直動機構/機構の安定化/カム/カムフォロア/ばね/ハンドル/レバー/モータ/ベアリング/リニアブッシュ/からくり】 → http://jp.misumi-ec.com/ec/incadlibrary/detail/000445.html?cid=cid_jp_m_mech_20160318_8271_000445_2
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仕様
目的・動作
カム機構によりワークのクランプ、溶着を行う装置
環境・操作性
袋状ワークを封止するための溶着工程
電磁ブレーキ付モータ1回転で1サイクル動作
対象ワーク
お菓子が入った袋
特徴
動作仕様・寸法
外形寸法：W228×D300×H390[mm]
動作ストローク：12.2[mm]
主要部品の選定根拠
溶着温度に達するヒータを選定
カム機構によって2段階（クランプ→溶着）の動きになるよう、2か所のばねを選定
仮想ワークの溶着温度：120[℃]
設計ポイント
主要部品の計算工程
袋の溶着に必要なヒータのワット数[W]を求める
仮想ワークの溶着温度は120[℃]のため、150[℃]程のヒータ温度が必要
条件値:被加熱物の質量M=0.24[kg]
被加熱物の比熱Ho=0.1[kcal/kg℃]
上昇温度Ta=130[℃](通常20℃を150℃まで上昇)
加熱時間Tm=3/60[h]
効率η=0.5より
ヒータに必要な熱量Q[kW]=(M×Ho×Ta)/(860×Tm×η)
=0.24×0.1×(150-20)/(860×5/60×0.5)
=0.145[kW]=145[W]
145W以上のヒータを選定
ばねの負荷に対応できるか、モータトルクを検証する
モータのトルク 1.1[N・m]
カムの最大半径40mm(0.04m)
1.1[N・m]=T[N]×0.04[m]
モータの推力：T[N]=27.5[N]
WF20-30 ばね定数1[N/mm](最大荷重時のたわみ量13.5mm(カタログ値))
1×12.2(今回動かす量)=12.2[N]
WF8-25 ばね定数0.5[N/mm](最大荷重時のたわみ量11.2mm(カタログ値))
0.5×6.8(今回動かす量)=3.4[N]
2本使いなので、3.4×2=6.8[N]
12.2+6.8=19.0[N]
モータの推力＞ばねの合計
27.5＞19.0 ・・・ OK
溶着後、ばねの力で元の位置に戻れるかを検討
可動部質量0.4[kg]×9.8=3.92[N]
可動部重量＜上部ばね
3.92＜12.2 ・・・ OK
構造の作り込みと設計の勘所
圧縮ばねを使用したダンパー機構
技術計算リンク
スプリング
カートリッジヒータ概要
検索コード：#UL445
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