【無料配信♪】Renta !全タテコミ作品第1話

機械設計での材料選定に関して質問させていただきます。

今回、洗濯ばさみのような形状のものでスクリューネジを挟み込む構造があったとして、
その洗濯ばさみを挟むときにはバネの力で挟み、開くときは板カムで開くのですが、
開くときに洗濯ばさみと板カムの摺動面が摩耗して
洗濯ばさみが正常に開かなくなる、という現象が起きています。
材料は、板カムがSUS304、洗濯ばさみが黄銅C2600です。

安価で入手性の良い一般的な材料で、耐摩耗性がある材料の組み合わせは
何があるでしょうか。
摺動部の摩耗は給油無しでの現象です。
給油すれば改善されるのかもしれませんが、仮に給油しない場合での
材料の組み合わせを知りたいです。
そもそも給油をしない、という考え方自体が間違っているのでしょうか。
小生、機械設計に関して未熟なためおかしなことを言ってるかもしれませんがご容赦ください。
情報足りない場合は捕捉致します。

ご回答よろしくお願い致します。

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A 回答 (4件)

減るのは当然黄銅の方だと思われますが、摺動部をより硬くし、あたり面を広く取れば磨耗は少なくなるはずです。

黄銅よりもりん青銅の方が硬さはずっと高いです。
またSUSは硬いというより粘性のようなものがあり、また熱伝導率が低いので焼き付きが起こりやすく、摺動部には使いませんでした。むしろ工具鋼を焼入れして使っていたと思います。硬質クロムのめっきも一案ですがSUSとの組み合わせは良くないと思います(同質は焼きつきやすい)。どんな構造なのか分かりませんが黄銅のあたり面に硬鋼のチップをろう付け、あるいはネジ止めする手もあると思います。
小さいものは材料の工夫にも限度があります。潤滑ができればそれに越したことはありませんが、メンテや汚れも気になるところです。やはり構造的に擦らせずに相対的に回転させるかリンク構造にするのがベストでしょう。
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シリコン樹脂、ポリプロピレンなど、


テフロンんどファインケミカル製品にたくさんある。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

具体的な条件をご提示しておりませんで申し訳ありませんでした。
金属以外だと板カムを回すとき、洗濯ばさみが挟み込む荷重に耐えられるかが心配ですが、
教えていただいた材料に関しても調べてみたいと思います。
情報ありがとうございました。

お礼日時:2014/10/12 11:36

>そもそも給油をしない、という考え方自体が間違っているのでしょうか。



はい
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

金属同士の組み合わせの場合は、給油することが常識のようですね。
給油する方向で考えたいと思います。

お礼日時:2014/10/12 11:28

 現在の材質のまま洗濯ばさみを硬質クロムメッキしてはどいうですか。



http://www.ikont.co.jp/product/needle/ndl0609.html
 いちばんいいのはカムフォロアでしょうけど。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

他のご回答から、給油するのが常識のようですので給油する方向で考えてはおりますが、
硬質クロムメッキに関しても調べてみたいと思います。
情報ありがとうございます。

カムフォロアが取り付けられるスペースはないです。
今回、具体的な条件をご提示してなかったので申し訳ありません。

お礼日時:2014/10/12 11:32

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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金属材料の耐磨耗性とは

金属材料の耐磨耗性とは?
耐磨耗性とは硬さのことですか。
”硬ければ磨耗しにくい=耐磨耗性が良い”でしょうか?
耐磨耗性金属は硬いだけであり、硬さが磨耗を押えていると思ってよいのでしょうか。
 又は含有成分が作用し耐磨耗性を良くしているのですか。
漠然と耐磨耗性という言葉を使っていますが、良く分かりません。
どなたか教えて下さい。

Aベストアンサー

耐摩耗性能は、こすれ合う物体どうしてどれくらいの耐久性があるか測ります、
 だいたいそのときの摩擦係数の小さい物(滑りやすい物)が耐摩耗性があるとなります。
 こすれ合う物質の間に、オイルや、モリブデンなんかがあると、滑りやすくなります。
 
 ”硬ければ磨耗しにくい=耐磨耗性が良い”でしょうか?
 →違います、たとえば金属と金属より、片方にナイロン(プラスチック)だと摩擦係数が小さくなり耐摩耗性があがります。当然の事ながらそこに潤滑剤(油等)があれば、もっと摩擦係数が下がり、耐摩耗性がアップする事になります。 
 また、金属の中にオイルをしみこませた様な物ので耐摩耗性を上げたものもあります。

*簡単に言えば、滑りやすいもの、こすれにくいものが耐摩耗性があるとなるでしょう。

Qステンレスのかじり

ジャンル違いだと思いますが。
ステンレスボルトを外す時、よくかじることがありますが、「かじり」と「焼付」って同じ意味ですか?

ネットで調べてると、
「かじり(焼付)」 ってかいてたり、
「かじりや焼付をおこします。」 と違う意味としてかいてる場合の2種類があるんです。

詳しい方教えてください!
(確かな情報をおまちしてます)

Aベストアンサー

 御質問を頂きましたので、再度カキコです。

>・それだったら冬よりも夏場のほうが膨張しているので・・・・

 熱膨張は積分で大きさが変化します。これは、体積が大きい方向により大きく変形する、とゆぅ事です。
 この基本をボルト~ナットの熱膨張に当てはめてみますと・・・・
※ボルトは直径方向より、体積が大きい長さ方向に膨張します。
 ボルトの軸力とは、締め付けで伸びたボルトが元に戻ろうとする力です。この『引張り力』によりネジ部や座面の摩擦力が増え、結果ネジの戻り(=緩み)に対抗しているワケですが、熱膨張でボルトが伸びるのは、この『引張り力』が弱まる方向です。
※ナットは直径方向に膨張します。それも、ドーナツ状のナット本体部分の長さ(=周長)が長くなる膨張なので、結果、ナットのネジ穴の直径が大きくなります。
・・・・以上より、熱がかかったボルト/ナットは、勘合がキツくなる方向よりユルくなる方向に膨張します。

>・また、かじりや焼付を生じ、ネジ山がつぶれてしまうのはなぜいつもボルト側
>なのでしょう?

 締付けたボルトには引張り力が働き、一方ナットには圧縮力が働きます。
 金属に限らず、普通の材料は引張り力より圧縮力の方が、より大きな力に耐えられます(圧縮での部材の変形とゆぅと座屈ですが、ナットは圧縮方向の長さより横方向の寸法が大きい『チンチクリン』形状なので、座屈が起こる心配はありません)。
 ボルトは引張り力でネジの谷部にモーレツな応力集中がかかり、ネジ山の剛性を落とします。一方ナットは圧縮力しかかかってないので、ネジ山はネジ山本来の『倒れ込み剛性』を発揮出来ます。
 以上のメカニズムにより、ボルトのネジ山の方が、ナットのネジ山より倒れ易い状態になります。

>・ステンレスボルトは引っかかりも多いような気がするのですが、

 ん~これは金属材料屋さんの方が的確な回答が可能だと思われますが・・・・
※SUS材は、前回の回答でも触れました様に粘りが強い材質です。その点ではかじり(現象的には『引っかかり』です)が出やすいと言えるでしょう。
※粘りが強い材質に切削や転造加工を施す場合、刃物や型が引っかかって表面が荒れやすくなります。これは『快削材』『難切削材』とゆぅ呼び方で区別しており、SUSでも、食器などに使う300番台は伸びがあって削るのは厄介ですが、ボルトなどに使う400番台は、SUS材である以上粘りはありますが、必ずしも難切削とは言えません。
 また、ボルトの精度はJIS規格により規定されており、同じ規格種のモノならSUSでも鋼でも差は無い事になっています。
 が、本質的に粘りがある材では、加工時に刃物の先に構成歯先とゆぅモノが出来(切削したケズリカスが刃物に堆積し、刃先のキレをニブらせ、加工精度を落とします)、結果、ミクロ的に見た場合にはどぅしても加工面が荒れる、とも考えられます。
 この辺りは、金属材料を専門とされる方なら正確な現象をご存知でしょう。

 御質問を頂きましたので、再度カキコです。

>・それだったら冬よりも夏場のほうが膨張しているので・・・・

 熱膨張は積分で大きさが変化します。これは、体積が大きい方向により大きく変形する、とゆぅ事です。
 この基本をボルト~ナットの熱膨張に当てはめてみますと・・・・
※ボルトは直径方向より、体積が大きい長さ方向に膨張します。
 ボルトの軸力とは、締め付けで伸びたボルトが元に戻ろうとする力です。この『引張り力』によりネジ部や座面の摩擦力が増え、結果ネジの戻り(=緩み)に対抗...続きを読む

QNをPaに単位換算できるのか?

大変困ってます。
皆さんのお力をお貸しください。

加重単位Nを圧力単位Paに変換できるのでしょうか?
もし出来るとしたらやり方を教えてください。
具体的には30Nは何Paかということです。
変換の過程も教えていただければ幸いです。

是非、ご回答、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.1さんがおおまかに答えておられますが、補足します。
 N(ニュートン)は力の単位です。対して、Pa(パスカル)は圧力の単位です。これらは次元が違うので、単独では変換はできません。
「30 Nは何Paか」
というのはナンセンスです。
 NとPaの関係は、
Pa = N/m^2
です。質問が、
「30 NをPaを使って表せ」
というのならば、
30 N = 30 Pa・m^2
となります。m^2(平方メートル)という単位が必要になります。物理量の間の関係、
圧力 = 力/面積
および、単位の間の関係
Pa = N/m^2
を整理して覚えてください。

Qリーマ加工とH7穴の指示の違い

機械設計をしております

部品図を作図する際に、H7をはめあい公差として指示する場合が多いのですが
提出した図面に対して、客先からリーマ穴と記入訂正するように言われます

リーマと記載しない場合も有ります

この違いは何なんでしょうか?

分かりやすく教えて頂くと助かります

また、この場合はリーマで、この場合は、リーマ穴は駄目とかケースを教えて下さい

Aベストアンサー

元・機械設計製作をしていた者です.

お客さんの意図が何かは分かりませんが,リーマ穴にするかどうかの一般的な規格・規則はなく,経験とその人の感覚による場合が多いです.リーマ穴にしておいた方がより安心だ! という様な.

質問者さんが何ミリの径に対して公差 H7 を指定しているか分かりませんが,例えば,Φ10(直径10ミリ)のピンを打つ場合の公差 H7 は,穴がΦ10_H7(0 ~ +0.018)で,ピン(軸)は,Φ10_H7(0 ~ -0.018)です.ですから,最大で,0.036ミリの隙間があります.お客さんは,この 0.036ミリのガタを嫌ったのかも知れません.

>また、この場合はリーマで、この場合は、リーマ穴は駄目とかケースを教えて下さい

特に決まりはありません.その場,その場の設計者の経験と感とセンスによる場合が多いです.
この場合は絶対にリーマ穴じゃないとダメ.というような決まり・JIS規格のようなものはありません.

大雑把に言うならば,可動部分で,部品同士がズレを起こしてはならない部分は,リーマ穴です.
また,静止部分でも機械振動が伝わってきて,面で接している部品同士のズレやガタの発生が心配.という様な場合もリーマ穴です.

静止部分で,部品同士がズレを起こす心配がなく,単なる位置決めの部分は,平行ピンを打つ場合が多いです.また,何かの理由で,リーマ穴に出来ないか,リーマ穴の効果が期待できない場合は,平行ピンを打ちます.例えば,板状の2枚の部品が薄ければ,リーマ穴にはしません.逆に,厚すぎてもリーマ穴には出来ません.

ですから,ケース・バイ・ケースなのです.

釈迦に説法でしょうが,公差についての参考です.
http://kousyoudesignco.dip.jp/drawingTolerance.html

寸法公差とはめあいのPDFファイルです.
http://www.den.rcast.u-tokyo.ac.jp/sekkei2009/doc/tolerance.pdf

以上です.

元・機械設計製作をしていた者です.

お客さんの意図が何かは分かりませんが,リーマ穴にするかどうかの一般的な規格・規則はなく,経験とその人の感覚による場合が多いです.リーマ穴にしておいた方がより安心だ! という様な.

質問者さんが何ミリの径に対して公差 H7 を指定しているか分かりませんが,例えば,Φ10(直径10ミリ)のピンを打つ場合の公差 H7 は,穴がΦ10_H7(0 ~ +0.018)で,ピン(軸)は,Φ10_H7(0 ~ -0.018)です.ですから,最大で,0.036ミリの隙間があります.お客さんは,この 0.03...続きを読む

Q真鍮と砲金の見分け方

TOYOのバルブを使う作業がありまして、ある人はこれは真鍮だといい別の人は砲金だと言い張ってます。見分け方としてマイナスドライバーなどで削ったらわかるぜと言う人もいるのですが、色はどっちがどっちだか忘れたと言ってます。ピンク系?はどっちですか?

Aベストアンサー

昔、真鍮(黄銅)や砲金を旋盤加工したことがあります。
真鍮は黄色系で、ピンク系は砲金と記憶しています。

成分ですが、真鍮は俗称で正式には黄銅、Brassですが、実用されているのは、銅70%、亜鉛30%の7-3黄銅と60/40の6-4黄銅があります。
バルブはこちらと思います。

砲金は、Gun metalで亜鉛が1~9%、すずを約10%含んだ銅合金です。
流体軸受けなどに使用しました。

昔大砲を青銅で作ったこともあり、砲金を青銅と混同しているむきもありますが、青銅はBronzeで銅-すず合金のことです。

Q金属の摩擦係数について。

SSやSUS,アルミなどの摩擦係数のわかるサイト教えていただけませんか?
また、表面処理(メッキ、アルマイト)でどの程度変わるのかも知りたいのですが・・・。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

こんなのがありましたよ。

ご検討ください。

   ↓

参考URL:http://www.ibaraki-ct.ac.jp/techno/Seed/3S-07-01kanari.pdf

Q金属同士の磨耗量の計算方法

金属平板通しの磨耗量の計算に使用する式はどのようなものなのでしょうか?
使用するパラメータ等もあわせて教えてください。

また、金属平板が金属コロ上を移動する際、磨耗量を考えるための計算式はどのような式を使用したらいいでしょうか?

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

摩耗は,圧力(面圧),摩擦面積,摩擦速度,摩擦時間がファクターです。
摩耗する厚みをWとすると
W=K・P・V・T
W:摩耗量 (mm)
K:比摩耗量 mm/(N/mm2・m/s・hr) {mm/(kgf/cm2・m/min・hr)}
P:軸受負荷面圧 N/mm2 {kgf/cm2}
V:軸受摺動速度 m/s {m/min}
T:摺動時間 (hr)
で摩耗量を大雑把に推定することが可能です。
(実際には摩耗して発生金属くずが,摩擦係数を変化させるので,摩耗と摩耗時間はリニアな関係にはならないのが普通です。また,潤滑剤を用いる場合,摩擦による熱も潤滑剤の粘性に影響を及ぼし摩擦係数が変化するため,温度もファクターとなります)

コロを用いる場合も,接触面積と接触部分の面圧がわかれば,上の式で計算することができます。この場合,コロおよび接触部分が摩耗して接触面積が変化していくので,その補正も必要です。

なお,比摩擦量は,一定条件で摩耗させた場合の摩耗速度を意味しています。

参考URL:http://www.oiles.co.jp/bearing/sekkei/suitei/index.html

摩耗は,圧力(面圧),摩擦面積,摩擦速度,摩擦時間がファクターです。
摩耗する厚みをWとすると
W=K・P・V・T
W:摩耗量 (mm)
K:比摩耗量 mm/(N/mm2・m/s・hr) {mm/(kgf/cm2・m/min・hr)}
P:軸受負荷面圧 N/mm2 {kgf/cm2}
V:軸受摺動速度 m/s {m/min}
T:摺動時間 (hr)
で摩耗量を大雑把に推定することが可能です。
(実際には摩耗して発生金属くずが,摩擦係数を変化させるので,摩耗と摩耗時間はリニアな関係にはならないのが普通です。また,潤滑剤を用いる場合,摩擦による熱...続きを読む

Q「ご連絡いたします」は敬語として正しい?

連絡するのは、自分なのだから、「ご」を付けるのは
おかしいのではないか、と思うのですが。
「ご連絡いたします。」「ご報告します。」
ていうのは正しい敬語なのでしょうか?

Aベストアンサー

「お(ご)~する(いたす)」は、自分側の動作をへりくだる謙譲語です。
「ご連絡致します」も「ご報告致します」も、正しいです。

文法上は参考URLをご覧ください。

参考URL:http://www.nihongokyoshi.co.jp/manbou_data/a5524170.html

Q断面2次モーメントと断面係数の違い

断面2次モーメントと断面係数の違いなんですが

断面2次モーメントとは、部材の変形のしにくさを表して、断面2次モーメントが大きいと、たわみにくく座屈しにくいことを示す。
それに対して断面係数は、部材の曲げ強さを表し、断面係数が大きいと曲げに対して強いことを示す。

なんですが、思うにたわみにくさと曲げ強さはイコールではないのですか?

断面2次モーメントが大きいと曲げに対しても強い。
断面係数が大きくてもたわみににくい。

とはかならずしもならないのでしょうか?
いまいち区別してる意味がよくわかりません
ご教授くださいませんか

Aベストアンサー

先ず,「曲げ強さ」と「たわみにくさ」から整理しましょう。

     +-- M --+ 
     ↑T        ↓C
P → =------=   →δ
    |A    |   B|
    |   J    J  |
    |          |
(絵が巧く書けません)
荷重(P)によって,曲げモーメント(M)が生じる。
曲げモーメントは,材料の左と右に引張力(T)と圧縮力(C)を生じさせる。
(A)部分(=)は引張強度を超えた時に破壊し,(B)部分(=)は圧縮強度を超えた時に破壊する。

この時,(A)部分の負担する力(T)が同じならば,(A)の面積(=)が大きい程破壊しにくい。又,中心点からの距離(J)が大きいと破壊しにくい。簡単に言ってしまえば,この時の(A)の面積と距離(J)を掛けたものが,曲げ外力に抵抗する抵抗曲げ強度を決めるための係数,即ち,断面係数(Z)です。

つまり,曲げ強度に影響を与える断面係数は,材料の材質,強度,変形などに関係なく,形状と距離だけで決まります。

一方,(A)部分に作用した引張力(T)は,(A)部分を伸ばす,即ち,変形させます。この時の変形量は,フックの法則によって,形状,距離に加えてヤング係数によって決まります。
この時,変形量は断面の外縁が最も大きく,中心位置に近いほど小さくなります。この時の形状の変化率を表すのが断面2次モーメントです。
(A)部分が引張によって伸び,(B)部分が圧縮による縮んだ結果,この材料はδ方向に変形します。この変形量がたわみです。

つまり,断面係数と断面2次モーメントは,公式は似ていますが,断面係数は曲げ抵抗強度に関する量であり,断面2次モーメントは変形率に関する量であって,お互いに全く関連性のない形状に関する係数です。

// たわむ=まがる
は,変形に関するもので,強度とは関係有りませんので,断面2次モーメントにだけ関係する語句です。(たくさん曲がっても=たわみが大きくても,破壊するとは限らない。)

これを踏まえて,

// たとえば
// I>Zの場合だと割り箸のようにたわみにくいけど折れやすく
// I<Zの場合だと釣竿のようにたわみやすいけど折れにくい
// とかだとイメージできるんですが

というのは,上記の断面係数と断面2次モーメントの理屈から言うと,正解とは言えませんが,結果的に,強度とたわみの関係を言い表している,とっても素敵な例として有効だと思います。(今後,私にも使わせてください。)

この例の(I)を,曲げ剛性(EI)と言い換えれば,強度と変形の関係を表す例として完璧かもしれません。つまり,変形=たわみの話をする時,(I)が単独で使われることはなく,常に一組の概念として,曲げ剛性(K=EI)として使われる,と言うことです。

これらの断面に関する諸量は,構造力学や材料力学において,数学的に積分を用いて説明され,イメージとして説明されることはほとんど有りません。ですから,実際に計算する事は出来ても,どのようなイメージかと聞かれると答えに窮して仕舞うのも仕方ない事だと思います。私もその一人ですが・・・

どちらにしても,断面係数と断面2次モーメントの関連性について,1級建築士でもイメージする事が難しい概念ですから,イメージ化して素人に説明するのは,多少無理があると思います。

先ず,「曲げ強さ」と「たわみにくさ」から整理しましょう。

     +-- M --+ 
     ↑T        ↓C
P → =------=   →δ
    |A    |   B|
    |   J    J  |
    |          |
(絵が巧く書けません)
荷重(P)によって,曲げモーメント(M)が生じる。
曲げモーメントは,材料の左と右に引張力(T)と圧縮力(C)を生じさせる。
(A)部分(=)は引張強度を超えた時に破壊し,(B)部分(=)は圧縮強度を超え...続きを読む


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