電動スライダ/電動シリンダの選定 負荷モーメントの計算 -電動シリンダ(シャフトガイド付のみ)-

選定方法

負荷モーメントについて

電動シリンダ(シャフトガイド付のみ)でワークを搬送する場合、ワークの重心の位置がシャフトガイド中心(支点)よりオフセットしているとシャフトガイドに負荷モーメントが作用します。
作用方向はオフセットの位置によりピッチング(MP)、ヨーイング(MY)、ローリング(MR)方向に作用します。

シリンダ 作用方向はオフセットの位置によりピッチング(MP)、ヨーイング(MY)、ローリング(MR)方向に作用

選定した電動シリンダが搬送質量、位置決め時間を満足していても、ワークの重心の位置がシャフトガイド中心(支点)から張り出している場合、負荷モーメントによって走行寿命が低下することがあります。負荷モーメントの計算をおこない、条件が仕様値内に入っていることを確認する必要があります。静止状態で作用するモーメントは静的許容モーメント、動作中に作用するモーメントは動的許容モーメントで確認してください。

負荷モーメントが作用する考え方

水平・壁掛け方向で使用する場合

電動シリンダ(シャフトガイド付のみ)が停止、動作中に負荷モーメントが作用する場合は製品ページのグラフを確認してください。
静的、動的モーメント共通の計算結果となっています。

水平・壁掛け方向で使用する場合

ピッチング方向の許容モーメント(MP

水平方法取付、壁掛け方向取付の場合は、各製品の仕様表に負荷モーメント計算を加味した計算結果を特性図でご用意していますので、ご確認ください。

ピッチング方向の許容モーメント(MP)

ローリング方向の許容モーメント(MR

ローリング方向の許容モーメント(MR)

垂直方向で使用する場合

ワークや荷重の掛け方から、電動シリンダ(シャフトガイド付のみ)に作用する負荷モーメントを求め、静的許容モーメントおよび動的許容モーメントを超えないことを確認し強度が充分なことを確認します。

垂直方向で使用する場合
  • 負荷モーメント判定式:
\(\begin{align}\frac{|\Delta \mathrm{M_P}|}{\mathrm{M_P}} + \frac{|\Delta \mathrm{M_Y}|}{\mathrm{M_Y}} + \frac{|\Delta \mathrm{M_R}|}{\mathrm{M_R}} \leqq 1 \end{align}\)

張り出すワークなどが複数ある場合は各ワークからモーメントの和で判定します。

  • ワークが複数(n個)の時
\(\begin{align}\frac{|\Delta \mathrm{M_{P1}} + \Delta \mathrm{M_{P2}} + \cdots \Delta \mathrm{M_{Pn}}|}{\mathrm{M_P}} + \frac{|\Delta \mathrm{M_{Y1}} + \Delta \mathrm{M_{Y2}} + \cdots \Delta \mathrm{M_{Yn}}|}{\mathrm{M_Y}} + \frac{|\Delta \mathrm{M_{R1}} + \Delta \mathrm{M_{R2}} + \cdots \Delta \mathrm{M_{Rn}}|}{\mathrm{M_R}} \leqq 1 \end{align}\)

静的モーメントが作用する考え方

以下のイラストは、電動シリンダ(シャフトガイド付のみ)を垂直方向に設置し、停止した状態で作用する負荷モーメント(ΔMP、ΔMY、ΔMR)を示しています。負荷モーメント判定式を用いて、負荷モーメントが静的許容モーメント(MP、MY、MR)の範囲内であることを確認してください。

静的モーメントが作用する考え方

動的モーメントが作用する考え方

以下のイラストは、電動シリンダ(シャフトガイド付のみ)を垂直方向に設置し、動作中(加速度を加味する)に作用する負荷モーメント(ΔMP、ΔMY、ΔMR)を示しています。負荷モーメント判定式を用いて、負荷モーメントが動的許容モーメント(MP、MY、MR)の範囲内であることを確認してください。

動的モーメントが作用する考え方

電動シリンダ(シャフトガイド付)のシャフトガイド部の期待寿命距離は、各シリーズの寿命を目安に設計しています。
しかし、負荷モーメント判定式が1を超えた場合、その使用状態では期待寿命距離を下回ります。
どの程度の期待寿命距離になるかは、下記の計算式で確認できます。

\(\begin{align} \text{期待寿命距離}(\mathrm{km}) = 5000 \mathrm{km^\ast}\times \left( \frac{1}{ \frac{|\Delta \mathrm{M_P}|}{\mathrm{M_P}} + \frac{|\Delta \mathrm{M_Y}|}{\mathrm{M_Y}} + \frac{|\Delta \mathrm{M_R}|}{\mathrm{M_R}}} \right)^3\end{align}\)

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