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機械設計歴20年以上のtsurfと言います。
今回は以下に関する記事です。
エアシリンダの実際の選定
⇩本記事は機械設計初心者の方で以下の方にオススメです⇩
初心者機械設計者
エアシリンダー
どうやって選定したら・・・
⇩本記事を読むと以下が わかります⇩
どのようにエアシリンダーを
選定していけばいいのか
一つの指標がわかります。
①結論
エアシリンダーに限らずです
仕様に合致した中で最も安いものを選定します。
その中でのベストは
ガイド付きのロッド付きシリンダが、
トータル的に一番安く済みます。
ですので、まずは
ガイド付きのロッド付きシリンダーを使るかを
確認します。
その後に以下の計算を行います。
⇩ ⇩
②リニアガイド付きシリンダーで済むかどうかを検討
基本解説
エアシリンダーの
ガイド付きとガイド無しについては
⇩以下の記事を参照ください⇩
まずリニアガイド付きロッド付き
シリンダーを検討する理由
私は、まず
リニアガイド付きロッド付きエアシリンダー
が使えるかどうかをを確認します。
何故かと言うと
こちらで、ガイドを用意する必要がありません。
従って、
トータルコストは安くなります。
その中でも
リニアブッシュタイプのガイド付きエアシリンダーが、
最も安く済みます。
ガイドなしのエアシリンダは単品で見ると安いですが
以下のものを用意する必要があり
- ガイド固定のためのベース板
- フローティングジョイント
- ガイド
トータルコストとして高くなってしまいます。
リニアガイド付きロッド付き
エアシリンダーが使えるかどうかの目安
目安としては
搬送物の大きさが大きいか小さいかです。
いくら搬送物が軽くても
以下のような機構は組みたくないですよね。
搬送途中でワークが揺れそうです。
ワークが大きければ
ガイドを２つ使いガイドのピッチ距離を
多くとり以下の機構を組みたいものです。
従って、
ガイド付きシリンダを使う目安の一つは
ワークが重くても小さいことです。
以下のようであれば、よさそうですね。
なお ワーク重量は、出力選定の項目なので、
今は関係ありません
③ガイド付きエアシリンダーのガイド注意点
エアシリンダー内蔵のガイドについては、
注意点があります。
ガイドのブッシュはエアシリンダーと一体です。
つまり、
エアシリンダボディの強度≒リニアブッシュの強度
となっていますので、
実はそれほど大きなモーメント負荷には耐えれません。
こればかりは、カタログで確認しなくては
わかりません。
例えば、以下の図のように荷重が偏り
ガイドにモーメントの負荷が多くかかる
場合などです。
ガイドのモーメント許容量は
カタログに、許容条件の記載がありますので
カタログで確認をします。
基本的に出力径が大きくなると
エアシリンダ自体の大きさも大きくなり
- ガイドのピッチ距離もおおきくなり
- ガイドシャフトも太くなって
丈夫になるため許容モーメントが
大きくなる方向になります。
この場合、出力内径によってガイドの強度も
異なりますので、次項③での出力内径計算と合わせて
確認する必要があります。
許容条件を超えてしまっている場合は、
以下の選択となります。
| 選択肢 | デメリット | |
|---|---|---|
|
選択肢 1 |
ワンランク上 のものを選定する |
エアシリンダーの速度が遅くなる |
|
選択肢 2 |
ガイドなしの エアシリンダにする |
外部ガイドとフローティングの 設計が必要 |
④エアシリンダの出力内径選定
計算の重要性
エアシリンダーの出力内径計算は
ある意味モーターのトルク計算より重要です。
モーターと違い、
エアシリンダーは大きければいい
というものではありません。
エアシリンダは
小さい出力内径が小さいものの方が
搬送速度が速いです。
理由は簡単で、メーターアウトの場合
出力内径が小さいほうが、早くエアが抜けるからです。
出力内径計算に関しては
⇩以下の記事をご参照願います⇩
注意点１
ロッド付きシリンダの向き
上記のリンク記事にも記載しましたが、
重要なので再度解説します。
ロッド付きシリンダは、
構造上引っ込む時には出力が小さくなります。
ロッドの径分
エア圧の受圧面積が小さくなりますので考慮します。
注意点2
ロッドレスシリンダの内部摺動抵抗
ロッドレスシリンダの場合
内径出力計算時の安全率は多めにとりましょう.
ロッドレスシリンダは,
構造上内部の摺動抵抗が大きいです。
注意点３
ロッドやスライドテーブルの重量
見落としがちですが、できれば
以下のの重量も計算に入れてあげましょう。
- ロッド付きシリンダであれば、ロッドの重量
- ロッドレスシリンダであれば、スライドテーブルの重量
- ガイド付きであれば、ガイドの重量
⑤エアシリンダーの終端衝突衝撃吸収確認
エアシリンダーは
終端から終端へ当てどめで止まります。
その衝撃が上記の各クッションで吸収され
エアシリンダを破損させないかどうかの確認です
⇩以下の記事を御参照願います⇩
⑥まとめ
- 選定で重要なのは、仕様を満たした上で
出来る限り安いものを選定することです。 - 条件はありますが、リニアブッシュガイド内蔵の
ロッド付きエアシリンダーが一番安価です - エアシリンダーに速度を求める場合は出力径が
小さいもののほうが有利です。
出力径の選定は しっかり行いましょう - エアシリンダーの許容運動エネルギーも確認しましょう。
本記事は以上です。
最後までお読みいただきありがとうございます
