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倍力メカニズムについて
教示下さい。 下図の”倍力メカニズム”の改造で”F”のシリンダー 作用方向が現在垂直から約６０度右側に倒れる事となるのですが、 これによる押出力の損失を算定できません。 シリンダーは取付部が回り、リンクに追随します。 当方、生技課で現場改善に従事する電気系の者です どなたか、ご指導頂けると幸いです。 現状下図 ”P”= F/２tanθでのメカニズムと思います （θは２５～４５度程度の機構です） 移動点 固定点 押出力 ”P” ←●－－－－－－－－－－● ＼ "θ"／ ＼ ／ ＼ ／ ＼ ／ ＼／ ”F"↑●移動回転軸 現状はシリンダー引込時 垂直方向 改造で右側に６０度傾きます 図がうまく書けません、移動点、固定点、移動回転軸は三角で 結んだ絵です。
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０－－－－－－－－Ｐ →F2 ＼θ θ／ ＼ ／ ＼ ／ ＼ ／ ＼ ／ Ｑ / / / /φ Ｒ－－－－－ 質問の図とは左右逆ですが、上図のように、Ｏが固定点、Ｐが移動点、Ｑがシリンダにより押す点とします。 リンクＯ－ＱとＰ－Ｑの長さは同じなので、角ＯＰＱと角ＰＯＱをθとし、シリンダの水平からの角度をφとします。 シリンダがＲＱ方向に押す力を F1 、移動点Ｐが右方向に押す力を F2 として計算すると F2 = F1×sin(φ+θ) / (2 × sin(θ)) という式になりました。φ=90度 のときは、 F2 = F1 / (2 × tan(θ)) になります。 計算してグラフを書いてみたのですが、φを90度から小さくしていくと、単にシリンダでＰ点を押すような形になり、倍力メカニズムとしての特徴が薄れるようです。
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- CT-9811
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やはり0度まで押す必要がなかったものでしたら、このリンクを使わなくてもいいような気がしますので、Pのストロークは107mm、シリンダのストロークは76mm。ストロークの合うシリンダを見つけてきてPを真っ直ぐ押したらどうでしょうか。 60度曲げるのは、電気機器を設置するので邪魔なのですか。うちでもそんな話がよくあって電気屋とよく喧嘩してます。計算するまでもなく60度では働かないことがはっきりしてるので、シリンダの場所を変えるしかありません。現在の真向かいに付けかえて、押しを引きに変えれば解決しそうな気がします。周囲の余裕スペースはいかがですか。 ところでこれは何の用途なんですか。必要とされる力が弱ければ機械屋に現物合わせで連結リンクを作ってもらうとか。
お礼
貴重なアドバイス有り難うございます、 ご返事が遅れて申し訳ありません。 ご指摘の内容通りなのです、この場所に追加仕様のための Arガス管を通します、既に多くの管や電磁弁などで、 隙間がありません、また絵では水平ですが実際は９０° まわした状態で１ton近い物を押し上げています。 管のルートなどを変えるか、アドバイスに従い 再度機構を設計するか検討して見ます、 固定軸側アームの回転に追随するシリンダーの 推力は、やはり”F"力にはなれないのでしょうね、 ご助言本当に有り難うございました。
- CT-9811
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機構屋のへたれです、お力になれば。 シリンダを図の垂直から60度寝かせるとFの向きがリンクの三角形の外に出てしまいませんか。ふと見て気になりましので。 よろしかったら各部の長さとかストローク長を教えてくださいませ。 θは改造前の初期位置で45度、ストロークいっぱいで25度ということは0度まで行かないのですか。
補足
お力添え有り難うございます。 詳細は次の通りです、 固定と移動点間距離は３８０mm 固定と移動それぞれから回転軸までの直線距離は２６９mmです、 シリンダー引き込み時/θ４５度での固定移動間距離３８０に対し 押し出し時/θ２５度では距離は４８７mmとなります、 （多分、備品の遊休シリンダーなどを使用したためθが０では ない構造にしたのかと、推測ですが） またご指摘の通りにF方向は１５度程度、三角域よりオーバー ロードしてしまいます。 以上です、お手を煩わせて申し訳ありません、 ご指導宜しくお願いを致します。
お礼
貴重な時間とアドバイスを頂き感謝します、 上式で求めてシリンダーを検討して みようと思います、有り難う御座いました。