約２Kgの四角い箱を回転台に乗せて自動で回す際に必要なモーターの回転数及び電圧

すみません。専門的なことが何もわからずこちらで質問させていただくことにしました。
重さ1.80Kg、長さ250mmの正四角形の箱を、直径250mmの回転台に乗せ、モーターのシャフト部分を回転台の側面に当て自動で回転するようにしたいのですが、その場合にモーターの動力や回転数、電圧などはどれくらい必要になるのでしょうか？

質問者からの補足コメント

• 画像１

  
    補足日時：2016/05/28 21:14

• 画像２

  
    補足日時：2016/05/28 21:15

• 素材に関しましては、シャフト部分にゴム製の滑り止めを巻きつける予定です。
  回転台の素材はプラスチックです。
  
  回転台はわかりづらいですが捕捉で画像を押せさせていただきました。
  軸はベアリングではないです。
  
  電池は普通のアルカリ乾電池を考えております。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/05/28 21:20

No.6 回答者： muzinekicyou 回答日時： 2016/06/08 09:38

NO5です

ここで動くかどうかの質問より
DIY（日曜大工）のカテで作動方法を具体的に確認された方がよろしいのではないでしょうか？

結構知恵者が居ますので
実用に向けての作動　設計も　簡単に答えてくれると思います。

（理屈抜きで）
先にも答えましたように　70KGの物体を持ちあげることさえ可能なわけですから・・・。

No.5 回答者： muzinekicyou 回答日時： 2016/06/07 22:09

70ｋｇの冷蔵庫を、乾電池4本市販のモーターで30秒間に30ｃｍ釣り上げる伝達方法の開発。

6月4日　　NHK総合　21時　　放送分
http://tvtopic.goo.ne.jp/program/nhk/45132/966712/

信じられないかも・・・

No.4 回答者： xpopo 回答日時： 2016/06/07 12:43

１）直径250mmの回転台をどの位の回転スピードで回したいのでしょうか？回転台の目標回転数をNtbl（rpm)とします。

次にモータシャフトに巻き付けたゴム製の滑り止めの直径をDｍ（mm)とすると、必要なモーターの回転数Nm（ｒｐｍ）は

　　Nm(rpm)＝Ntbl（rpm)×250（mm）／Dm(mm)　　　（１）

で計算できます。例えば回転台の回転スピードNtbl（rpm)を60(pm)　
（１秒間に１回転）とし、ゴム製の滑り止めの直径をDｍ（mm)を6(mm)とした場合、モータの回転数Nm（ｒｐｍ）は式（１）を使って、

　　Nm(rpm)＝Ntbl（rpm)×250（mm）／Dm(mm)　＝60(pm)×250（mm）／6(mm)＝2500（rpm）

と求まります。

２）モータに必要なトルクTm(gr･cm)は回転台を回すのに必要なトルクTtbl（gr･cm)とすると、

　　Tm(gr･cm)＝Ttbl（gr･cm)×Dｍ（mm)／250（mm）　　（２）

で計算できます。
　回転台に乗せる長さ250mmの正四角形の箱の重量が1.80Kgということですが、この箱はただ回転台に固定しないで乗せるだけだとした場合は回転台を回すのに必要なトルクTtbl（gr･cm)は1000(gr･cm)もあれば十分でしょう。そうするとモータに必要なトルクTm(gr･cm)は式（２）より

　　Tm(gr･cm)＝Ttbl（gr･cm)×Dｍ（mm)／250（mm）＝1000(gr･cm)×6(mm)／250（mm）＝24(gr･cm)

と求まります。
　ここでモーターを回す電源はアルカリ乾電池を予定されてるということですので、電源電圧Vｓは1.5Vもしくは3V（アルカリ乾電池2本直列の場合）と考えられます。

以上から必要なモータの性能は

　　モータの回転数Nm（ｒｐｍ）：2500（rpm）
　　モータに必要なトルクTm(gr･cm)：24(gr･cm)
　　電源電圧Vｓ：1.5V　又は　3.0V

となります。この必要性能からDCモータを選ぶとこちら（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-06437/）のモータが安価で手ごろかと思います。
詳しいモータの特性カーブはこちら（http://akizukidenshi.com/download/ds/mercurymoto …）になります。特性カーブからモータ電圧が1.5Vで回転数が2500(rpm)の時にモータトルクは19(gr･cm)だということが分かります。必要なモータトルクは24(gr･cm)なので足りません。モータの電圧を1.5Vより増やせば何とかなります。
　ということで、モータを動かすアルカリ電池を2本直列にして３Vを電源にします。ただ、モータに加える電圧を３Vそのものにしてしまうと今度は回転数がたくなりすぎてしまう恐れがあります。

３）　そこで添付したような回路を作って回転ボリュームでモータに加える電圧を調節して回転数を調整できるようにしておきましょう。
　　電圧の調節は1kΩのボリュームで行います。なお、使用パーツは

　　　トランジスタ　Q1：　低雑音トランジスタ２ＳＣ１８１５（Ｌ）－Ｙ
　　　　　　　　　　　　　 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-10512/
　　　トランジスタ　Q2：　トランジスタ　２ＳＡ１４８８Ａ　８０Ｖ４Ａ
　　　　　　　　　　　　　 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-07677/
　　　1k　ohm　VR：　　　小型ボリューム　１ＫΩＢ
　　　　　　　　　　　　　 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00244/

を参考にしてください。

No.3 回答者： yamap0n 回答日時： 2016/06/03 00:23

モータやギヤそれらを制御するコントローラを単品で買って作り上げるにはハードルが高いように感じます。

何をするか分かりませんが出来合の物を買って改造した方が早いと思います。たとえばこんな物です。
「ろくろ倶楽部 改造」で色々出てきます。
http://www.amazon.co.jp/dp/B000GTC6AC/ref=pd_sim …
http://www.takaratomy.co.jp/product_release/pdf/ …

No.2 回答者： 富士山兄 回答日時： 2016/05/28 22:29

提示された問題は「回転テーブルの軸動力(W OR kW)の計算」

にてモーターの出力((W OR kW))を求めることができます。
ただし、提示された諸元(条件)が不足していますので、計算
できません。
次の諸元(条件)を検討する必要があります。

1)テーブル重量：(kg)
・円盤の材質を決めます。材質から比重が決まります。
・鉄の場合としますと比重は7.85です。
・円盤(テーブル)の厚みを検討します。
・円盤(テーブル)の面積mm^2×厚みmm×比重＝重量
　にて計算できます。
2)テーブル外径：250mm
3)テーブル回転速度：(r/min)
・回転速度によりモーターの出力((W OR kW)が変わります。
・ゆっくり回転させるのか、高速で回転させるのかにより
　モーターの出力((W OR kW)が変わります。
4)荷物重量：1.8kg
5)支持半径：(kg)
・テーブルをどのように支えるかを検討します。
・テーブル重量＋荷物重量：1.8kg＝総重量をテーブルの底面で
　支える必要があります。
　モータの軸で支えることはできません。
6)支持摩擦係数：
・テーブルをどのように支えるかを検討します。
・不明の場合は[ 0.2 ]とします。
7)半径：＝支持半径と同じとします。
8)機械効率：(％)
・減速機(ギヤー)の効率を調べます。
・不明の場合は[ 70％ ]とします。
9)テーブル軸の歯車径：(mm)
・不明の場合は[ 120mm ]とします。
10)モーター軸の歯車径：(mm)
・不明の場合は[ 120mm ]とします。
11)電源周波数：50Hz または 60Hz

下のURLをクリックしますと「機構図と軸動力の計算」が表示されます。

「ギヤードモーター（機構図と軸動力の計算）」
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/ …

前記の諸元(条件)を検討し、それぞれの値を決めて□欄に入力
します。不明の諸元(条件)は仮定の数値とします。
或いは、計算例にならって暫定な値とします。
・下段の[計算>>]をクリックします。
・更に[機種選定⇒]をクリックします。
・必要出力(kW)と選定出力(kW)が表示されます。
----選定出力(kW)がモーター出力(kW)となります。

計算式からモーターの出力((W OR kW)が計算できます。
なお、仮の数値を入力して試算していますので、その結果を基に
装置の機構や概算の外形など決まります。

これらに不都合な点があれば、入力した数値を変えて、再計算します。
その結果、装置を試作して、運転します。
運転結果が予測と異なっていれば、どこが誤っていたのかを検討します。
検討、修正を繰り返して「完成品」に仕上げて行きます。

No.1 回答者： bathbadya 回答日時： 2016/05/28 20:54

>側面に当て

摩擦係数が必要です。摩擦係数以上のトルクをかけると滑ってしまいます。
金属の摩擦係数だと０．２、ゴムなんかだと０．３ぐらいです。どんな材料を考えていますかね？

円盤を作って、その側面に当てるんですよね？
円盤が大きいほど回すために必要な力は小さくなりますよ。
（小さなモーターで回せます）

回転台の起動トルクも必要です。早い話が、回転し始めるのに必要なトルクです。
軸受けがベアリングなんかだと必要なトルクは下がります。

電源は何を考えていますか？
普通の電池、太陽光電池とか…
電圧と電流でモーターのパワーが決まります。あとは減速機を入れるかどうかの選択肢もありますよ。