200kg程度のものを持ち上げることのできるウインチを作ろうと思います。そこでモータ選びに困っています。プーリはφ40で昇降高さは500mm、スピードは問わないのですが、20~30秒程度、動滑車1個、ギアにはウォームギアを用いて減速比が1/30です。この条件で安全に昇降することのできるモータや計算方法を教えてください。お願いします。

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A 回答 (1件)

所要出力の計算は、次のようになります。


P=wv/k6120 (kW)
ここで
w:巻き上げ加重+フック、ロープなど [kg]
v:巻き上げ速度 [m/min]
k:機械効率 [0.5~0.8]
6120:102[kg・m/s]x60[s]

P=200X1/6120X0.5=0.065 [kW」
となりました。
ウォームギアを使用していますから効率は悪い方ですので0.5にして見ました。
モータの回転速度や減速比などは、この巻き上げ速度で上げるように設計するだけです。
通常は、この計算値に対して更に10%程度の余裕を見ます。
連続定格で選定すれば、更に安全です。

モータ自体は比較的安全ですが、電源断のときの落下防止がウォームの摩擦だけでよいかどうか。他のフックやロープなどの強度などのウインチの設計に配慮が必要と思います。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

わかりやすく説明して頂き、ありがとうございました。
やはりウォームの摩擦では不十分でしょうか?

お礼日時:2003/10/06 21:13

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QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Qモータの選定について

あることにモータを使いたいのですが知識がなく選定の仕方がよくわかりません。
そこでみなさんに質問なのですがモータを選定するときは何を重視して選ぶのですか?
目安としては50Nmのトルクが得られる小型(径が50mm以内、長さが6~70mm以内くらい)のDCモータを探しているのですがそのようなモータはほとんどありません。
勉強不足な故全く的外れなことをいっているかもしれませんが、このようなものはギアを使うことでトルクを増大させて使うものなのでしょうか?
また、カタログ中にトルクの単位としてmNmというものが使われていましたがこれはNmの1/1000という認識でよろしいのでしょうか?
非常に浅はかな質問で皆さんの知識を借りるのも気が引けるのですがどうしてもわからないので質問させていただきました。
どなたか知っている方がいらっしゃったら教えていただければうれしいです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

phil_niekro さんこんにちは。
モーターですが、現在様々なモーターが各社から
供給されています。その選定には注意が必要です。
一般的には最低限下記の条件を決める必要があり
ます。
1、回転数  2、トルク   3、電源
4、速度制御(一定速回転か、変速が必要か)
5、定格(連続回転か、回転ー停止を繰り返すか)
6、外形寸法(般用モーターは取付け部が正方形
       です)

質問者さんでは
1、必要とされる回転数は?決めてください。
2、トルクは50Nmですね、結構大きいです。
3、電源はDCとのことですが、電圧は?
4、制御は必要ですか?
5、運転は間欠ですか、連続ですか?
6、外径Φ50×70mmですね

以上の(?)が決まれば選定できます。
回転数とからみますが、トルクが足りない場合は
モーターにギアヘッド(減速ギアのユニット)を
取り付けてトルクを大きくすることができます。

mNmはご質問にあるとおりです。

小型モーターの最大手のオリエンタルモーターの
サイトを下記に貼ります。カタログをもらって勉強
することをお勧めします。お急ぎでしたらサイトか
ら質問するか、電話で近くの営業所へ問い合わせし
てみてください。

上記の内容でわからないことがあれば再度質問を書
いてください。

http://www.orientalmotor.co.jp/selection/index.html

頑張ってくださいね

参考URL:http://www.orientalmotor.co.jp/

phil_niekro さんこんにちは。
モーターですが、現在様々なモーターが各社から
供給されています。その選定には注意が必要です。
一般的には最低限下記の条件を決める必要があり
ます。
1、回転数  2、トルク   3、電源
4、速度制御(一定速回転か、変速が必要か)
5、定格(連続回転か、回転ー停止を繰り返すか)
6、外形寸法(般用モーターは取付け部が正方形
       です)

質問者さんでは
1、必要とされる回転数は?決めてください。
2、トルクは50Nmですね、結構大きいで...続きを読む

Qモーターのトルクと回転数

なぜモーターのトルクと回転数は反比例の関係になるのですか?

Aベストアンサー

質問中には書かれていませんが、モーターの出力が一定のもとで
ということが必須の条件です。

モータ理論の基礎中の基礎で 出力(W)=角速度×トルク
すなわち
P=ωτ  但しP:出力 ω:角速度(2π×回転数/60) τ:トルク

出力が一定であればモータ速度とトルクは相反関係にあります。
尚通常のモータにおいては、出力が一定ということはまずありませんので
負荷トルクの変動に比例して出力(=一般てきには入力電流)が変動
します。

Q強度計算について

1枚板の両端を支えたときの耐荷重が100kgだとします。
この1枚板の幅を半分にしたとき、耐荷重は増すと思うのですが、簡単に算出できるものですか?

簡単にできるとき→算出方法を教えていただけますか。結果だけでも構いません(4倍になる、など)。

簡単にはできないとき→参考URLなどを教えていただければ幸いです。

Aベストアンサー

幅というのは、板を支えている支点の間の距離ということですね?
これを半分にすると耐荷重は倍になります。例えば、真ん中に100kgの錘を置くような場合の話ですが。
ただ、多くの場合、耐荷重よりたわみの方が先に不都合になるんです。棚の板に重いものを置くでしょう?すると、壊れないけれども、下にたわんで棚として役に立たなくなりますね。長さが半分になると、たわみは1/8になります。

こういうのは、簡単に計算できます。一般に「梁の公式」と呼ばれるものがあるのです。
この↓サイトには、いろんな梁の公式が集められています。
http://www.ads3d.com/i/tb/tb.htm
上で、私の書いたゴタクはこれ↓によります。(以下、ここの公式で説明します)
http://www.ads3d.com/i/tb/t001.htm
この↓サイトでは、計算してくれます。
http://www.ogawasekkei.co.jp/dougu/tanhari.html

ただ、読み方にすこしコツがいります。Mとあるのは、モーメントのことです。多分何がモーメントなのがご存じないでしょうが、何でも構いません。とにかく、梁の公式で求めたモーメントが小さいほど、材料にかかる負担が小さくなります。
100kgの荷重をかけた場合、Mcを見てもらうと、長さが半分ですと働くモーメントが半分になりますから、耐荷重が倍、つまり200kgまでいけるということになります(cの添え字は、中心の点cに荷重をかけたとき、を意味します)。

δとしてあるのがたわみです。δc長さlの3乗に比例しているでしょう?だから、長さが半分になるとたわみは1/8なのです。

Rというのは、せん断力といわれるものですが、まぁ、ふつうはモーメントで先に壊れるから、あまり考えなくていいでしょう。
この力は板の長さに関係ありません。もちろん、きちんと設計するときはせん断力も検討します。

ここまでは、ご質問の答です。
でも、ここまで計算できたら、実際どれくらいの荷重までもつのか計算したくなりますよね・・・・・・

モーメントを断面係数で割ると曲げ応力度が求まります。
断面係数とは、梁(今の場合は棚の板)の断面の形に関係する係数で、こういうふうに↓公式に当てはめて計算できます。
http://www.fujimfg.co.jp/benri/kansei-m01.htm
曲げ応力度が何なのかはどうでもいいです。とにかく、材料にかかる負担の大きさです。この曲げ応力度を、材料の許容曲げ応力度と比べます。
許容曲げ応力度とは、「ここまでは負担をかけていいよ」という技術基準のことです。この数字もどこにでも転がっています。
例えば木材の場合↓
http://www.joto.com/fj/forum/0601/database01.html
長期の許容曲げ応力度と比べてください。計算して出した曲げ応力度が、材料の許容曲げ応力度より小さければOKです。

たわみは、材料のヤング率(E)と断面二次モーメント(I)が必要なのですが、
ヤング率→http://www.wood.co.jp/exmk/index8.html
断面二次モーメント→http://www.fujimfg.co.jp/benri/kansei-m01.htm(前掲)
というふうに、これもどこにでも転がっています。

さ、これであなたも構造屋さん( ̄ー ̄)vニヤリッ

幅というのは、板を支えている支点の間の距離ということですね?
これを半分にすると耐荷重は倍になります。例えば、真ん中に100kgの錘を置くような場合の話ですが。
ただ、多くの場合、耐荷重よりたわみの方が先に不都合になるんです。棚の板に重いものを置くでしょう?すると、壊れないけれども、下にたわんで棚として役に立たなくなりますね。長さが半分になると、たわみは1/8になります。

こういうのは、簡単に計算できます。一般に「梁の公式」と呼ばれるものがあるのです。
この↓サイトには、いろんな梁の...続きを読む

Qモータの回転数と速度の関係

モータの回転数(rpm)から速度(m/s)を求めたいのですが、どのように求めるのでしょうか?つまり単位変換ということなんですが。さっぱり忘れてしまいまして。回転という定義が良くわからないんです。1分間で何回転するのかということで、そこから速度を求めるのは容易ではないのでしょうか。おおざっぱな質問で申し訳ありません。何も思いつかないもので。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No1で回答した者です。

最終的に求める速度を、秒速にするなら、1秒間の回転数を当てはめます。

設問が1分間ということでしたね。見落としてました。分速を求める場合は1分間の回転数を入れます。
そのまま500を入れれば良いと思います。

時速、というのは私の先入観がさせた速度表記ですので、御気になさらないでください。時速を算出するなら、500×60で30000を入れれば良いわけです。

Q体積を重さに置き換えるには?

タイトルにあるとおり、体積(縦×横×高さ)で出る数字を、重さ(Kg)に置き換えたいのですが、どういう計算をしたらいいのでしょうか?
どなたか教えてください。宜しくお願いします。

Aベストアンサー

体積を質量に換算するには単位体積当たりの質量を体積にかけてやれば求まります。

(質量[kg])=(体積[m^3])×(単位体積当たりの質量[kg/m^3])
(質量[g])=(体積[cm^3])×(単位体積当たりの質量[g/cm^3])
液体のような場合
(質量[kg])=(体積[L])×(単位体積当たりの質量[kg/L])
(質量[g])=(体積[mL])×(単位体積当たりの質量[g/mL])
ここで,
1[L](1リットル)=1000[mL](ミリ・リットル)=1000[cc]

単位体積当たりの質量には

○鉄やアルミや岩石などの塊では 密度[g/cm^3]または[kg/m^3]

○牛乳や水や油などの液体では  比重[g/cc]または[g/mL]または[kg/L]

○お米や綿や砂や発泡スチロールやビーズなど
隙間に空気があるようなものでは
単位体積の質量を計測した値[g/ml]または[kg/L]など

をつかって計算します。

Qモータ出力W=回転速度[rad/s]  x 必要トルクT [Nm] ですか?

直径10cm、500gの円盤 を 600rpm で回転させるのは 何W必要ですか?


1 rps = 60rpm = 6.283 rad/s
として
600rpm = 62.83 rad/s


直径10cm、500gの円盤 を 600rpm(62.83 rad/s) で回転させる時に
必要なトルクT  である時は、


(1)機械出力W=回転速度[rad/s]  x 回転力(トルク) [Nm]
というのは間違っているのでしょうか?


モータの場合
入力電力 = 機械出力  + 損失
入力電力W = 電圧V x 電流A
機械出力W=回転速度[rad/s]  x 回転力(トルク) [Nm]
モータ効率= 機械出力/ 入力 x 100
と本に解説がありましたが、



(2)この時のトルクの求め方は、慣性モーメントから求めるのではなく
実測でトルク計測以外に方法はないのでしょうか?
トルク < 半径0.1m x 重さ0.5kg みたいなので概算しては駄目なのでしょうか?



なんだかこんがらがって前に進めません、
よろしくお願い致します。

直径10cm、500gの円盤 を 600rpm で回転させるのは 何W必要ですか?


1 rps = 60rpm = 6.283 rad/s
として
600rpm = 62.83 rad/s


直径10cm、500gの円盤 を 600rpm(62.83 rad/s) で回転させる時に
必要なトルクT  である時は、


(1)機械出力W=回転速度[rad/s]  x 回転力(トルク) [Nm]
というのは間違っているのでしょうか?


モータの場合
入力電力 = 機械出力  + 損失
入力電力W = 電圧V x 電流A
機械出力W=回転速度[rad/s]  x 回転力(ト...続きを読む

Aベストアンサー

> 回転速度一定の場合でも、抵抗があると
> 機械出力は0Wということはないと思います。

実際には少しは抵抗があり、これはその通りです。しかし、出力を求めるためには抵抗の大きさを汁必要がありますが、抵抗の大きさはここで与えられている情報からでは推測しようがありません。原理的に不可能です。

何のために円盤を回すのでしょうか?これにベルトなどを付けて他の物につなげるのなら、ベルトの材質、それからベルトの先が何につながっているかなど情報がないと何ともいえません。

仮に純粋に円盤を回すだけだとします。そうすると抵抗は微々たるものです。だから皆さんの答えは出力は0Wとなっているわけです。もちろん、厳密に考えれば少しの抵抗はありますが、その抵抗はたとえば円盤の軸受けの性能にも依るでしょう。空気抵抗は円盤の微妙な形に依りますし、完全な円だとしても表面の材質に依存します。おっしゃるとおり多少の損失は現実に存在しますが、**円盤の半径と質量からだけでは損失の大きさは原理的に求まりません。**

ほかにもいい解答がたくさん出ているので、良く読んで落ち着いて考えてみてください。何が問題となっているのか、何を見過ごしているのかが、分かるはずです。必要な情報が分かったらまた質問もしてくださいね。

> 回転速度一定の場合でも、抵抗があると
> 機械出力は0Wということはないと思います。

実際には少しは抵抗があり、これはその通りです。しかし、出力を求めるためには抵抗の大きさを汁必要がありますが、抵抗の大きさはここで与えられている情報からでは推測しようがありません。原理的に不可能です。

何のために円盤を回すのでしょうか?これにベルトなどを付けて他の物につなげるのなら、ベルトの材質、それからベルトの先が何につながっているかなど情報がないと何ともいえません。

仮に純粋に円...続きを読む


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