tsurfの機械設計研究室

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装置のエア消費量 エアシリンダの消費エア(NL/min)計算例

本ブログの御訪問ありがとうございます

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

装置のエア消費量
エアシリンダの消費エア(NL/min)計算例

  

⇩本記事は以下の方にオススメです⇩

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とある
未経験機械設計者

御客様から装置の
エア消費量を
求めるように言われたよ

 

⇩本記事を読むと以下が わかります⇩

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管理人TSURF

エアシリンダーの
エア消費量を
ノルマルリッター毎分で
求めてみましょう。

 

 

①装置エアの消費量計算の理由


装置のエアの消費量を調べなくてはいけない理由として
御客様から、装置の消費エアの提示を求められることがあります。

理由は御客様の以下の都合が挙げられます。

  • 工場の圧縮エアーを製造する
    コンプレッサーの能力確認。

  • ランニングコストの計算。

 

御客様から 装置エアーの消費量を求められた場合、
以下の方法があります。

  • 実測
  • 計算

今回は 計算での算出を解説します。

 

②補足:エア消費量測定の方法

その1 実測

装置が組みあがった後、自動運転をする際、
エアの供給ラインにデジタル流量計を付けて実測して
実測値の平均値をとります。

  • メリット
    エア消費量を比較的簡単に正確に測定できる。
    デジタル流量計であれば、最初から
    <NL/min> <L/min ANR>の単位で測定可能。

  • デメリット
    装置の組付けや調整が完了し、自動運転できるまで完成度を
    高めないとできない

 

 

その2 計算

問題なのは、装置が組みあがる前に 御客様から
装置のエア消費量を知りたいと言われた場合です。

この場合 ある程度の推定値を算出するわけですが、
通常の装置でのメインのエア源は以下が、多いと思います。

  • エアシリンダー
  • エアブロー

このうち、エアブローに関しては、過去の経験則 実験値
などから推定値を出さざるをえませんが
エアシリンダーのエア消費量であれば、算出可能です。

 

 

③エアシリンダーの
エア消費計算の例

エアシリンダー1分当たりの
消費エア<L/min>の算出

以下のエアシリンダーでの例で解説します。
出力径Φ60<mm> ストローク300<mm>
最終的に 消費エアを<NL/min>で算出します。

ロッド付きエアシリンダーの場合
押出側エア消費量と引込側エア消費量は違います。
引込側がロッドの径分受圧面積が、小さくなるからです。


しかし、エア消費量を計算で求める場合、
この差は無視しても構わないでしょう。

 

このエアシリンダーの使用条件は以下です

  • 装置使用するエア圧:0.5<MPa>
  • サイクル:5<sec>で1往復

 

まず 1サイクル当りの消費エアを計算します。
注意点としては エアシリンダーの出力径やストロークを
<mm>から<m>換算します。

1サイクル当りのエア消費量v(L)
=(直径0.06<m> ÷ 2)² × 3.14 × ストローク0.3<m>
  × 押出,引込 2 × 単位換算1000

=1.7<L>

 

上記より1<min>あたりのエア消費を計算します。
1<min>あたりのエア消費量v0<L/min>
=1サイクル当りのエア消費量 1.7<L>
 × 60<sec> ÷ 1往復 5<sec>

=20.3<L/min>

 

 

エアシリンダー1分当たりの
消費エア<NL/min>の算出

では、ノルマルリッター<NL/min>に換算しましょう。

<L/min>から<NL/min>への換算式詳細は
以下の記事を御参照ください。


以下より、

 

1 実質流量 (NL/min)
0 温度 (℃)
0 体積流量 (L/min)
0 設定圧力 (MPa)

測定温度T0<℃>=25<℃> 
体積流量V0<L/min>=20.3<L/min>*1
設定圧力P0<MPa>=0.5<MPa>

よって

<min>あたりのエア消費v1<NL/min>
=111.8<NL/min>

 

これを、全てのエアシリンダーに対して行います。

 

 

④まとめ

  • 装置のエア消費量は御客様から、提示を要求されることがあります。
  • 計算で求める場合 エアブローの箇所は経験則や実績から推定
    するしかありません
  • エアシリンダーに関しては、計算が可能です。
  • 出力内径 × ストロークによる体積をリットル換算します。
  • 動作頻度から消費エア<L/min>を算出
  • 最終的に<NL/min>での換算をします。

本記事は以上です。
最後までお読み頂きありがとうございます

*1:minあたりのエア消費v0 L/minのことです

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