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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が
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
リニアブッシュガイド内蔵のロッド付きシリンダーを使るかを確認します
②ガイド付きシリンダーで済むかどうかを検討
ガイド付きシリンダーとガイドなしシリンダー
まずリニアブッシュガイド内蔵ロッド付き
シリンダーを検討する理由
私は まず これを確認します
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
こちらでガイドを用意する必要があります
従って ガイド固定のためのベース板や
別途フローティングジョイントなどが必要となり
トータルコストとして高くなってしまいます
リニアブッシュタイプのガイド付き
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 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
注意点
メーカーカタログには この他にも選定の注意点があります
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
カタログにも 許容条件の記載がありますので確認できます
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 （④参照） 許容範囲内であればok |
|
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 |
③エアシリンダの出力内径選定
出力径計算
①～③までは基本的な機種選定をしましたが
ここからは その機種の中での 出力内径の選定計算です
注意点１ 速度について
エアシリンダは
小さい出力内径のものの方が搬送速度が速いです
なので エアシリンダで高速搬送したい場合
選定計算を怠り 大きめのものを選べばいいだろうと適当に
大きい出力内径のものを選定すると速度が遅くなります
なぜなら
エアシリンダ内にエアが流入する速度や排気されるのに
大きい出力内径のものは時間がかかります
小さい出力内径のほうが 早くエアが排気され 流入もされます
しっかり 選定計算をして 最小の出力内径を選定しましょう
注意点２ 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3 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
機会があれば 実際に手で動かしてみることをお勧めします
ロッド付きのエアシリンダと比較すれば なおいいでしょう
注意点4 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
これらの重量は
カタログに記載があるはずです
注意点5 ガイド付きシリンダのガイド重量
見落としがちですが できれば
内蔵ガイドの重量も計算に入れてあげます
カタログに記載があるはずですが
カタログに記載がなくても
ロッド付きのガイド付きシリンダーであれば
リニアシャフトなので 体積ｘ密度で 算出できます
ロッドレスシリンダーであれば
外部の直動部品メーカーから ＬＭガイドを購入して組み付けているはずです
型式がカタログに載っているはずなので
そこから メーカーのサイトで調べれば
ＬＭガイドのスライドテーブルの重量を調べることができます
④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⇩
⑤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