ﾄﾗﾌ型ｽｸﾘｭｰCVの軸の計算について

質問

取引先から、既存のｽｸﾘｭｰｺﾝﾍﾞｱの軸が何度も折れてしまうので
新しいものを製作して欲しいとの依頼を受けました。
そこで
ﾄﾗﾌ型ｹｰｼﾝｸﾞのｽｸﾘｭｰ軸を計算する場合、
曲げﾓｰﾒﾝﾄＭの算定方法として、
軸方向の推力による曲げﾓｰﾒﾝﾄ＝Ｍ１
自重による曲げﾓｰﾒﾝﾄ=Ｍ２
駆動ﾁｪﾝによる曲げﾓｰﾒﾝﾄ=Ｍ３とすると
Ｍ＝(Ｍ１^2＋Ｍ２^2＋Ｍ３^2）^0.5
でよいのでしょうか。
仮に搬送物が軸の中央でなんらかの原因で詰まり
軸がロックした場合に
軸中央にかかる曲げモーメントを
この式でカバーできるものかどうか分かりません。
経験でいくと特にﾄﾗﾌ型の場合ﾊﾟｲﾌﾟｹｰｼﾝｸﾞ型よりも
軸が折れ易いように見受けられます。ﾄﾗﾌ型の場合
ｹｰｼﾝｸﾞの底板からの反力について特別に考えなければいけない要素
が他にもあるのでしょうか。
鉄工所で設計にも若干たずさわってはおりますが。
力学の知識に乏しくどうも納得がいきません。
どなたかｱﾄﾞﾊﾞｲｽお願い致します。

回答No.1

noname#230359

折損場所にもよりますが，Ｕトラフの場合に折れやすいというのは、
搬送反力により軸が曲がった場合、パイプケースでは押さえがあるが
Ｕトラフは無いからということもあるのではないでしょうか。

（仕事を発注してもらえれば、もっと詳しい検討をすることが出来ます）

直感的に軸が細いからだと感じています。
総合的に見直して作り変えないと、何度も折れるという問題は解決しないと思います。

基本的には，その考え方でよいと思います。
あと、弊社で設定する場合には、ねじりとたわみも検討します。

既設は頻繁に折れて当然のサイズですね。通常なら２箇所ぐらい
中間軸受を設けるか，どどーんと太いのを１本かのどちらかでしょう。

補足

さっそくのアドバイスありがとうございます。
おっしゃる通り、現状は搬送距離１２ｍに対して
中間軸受けを設けず、１５０Ａ（ＳＵＳ）ｓｃｈ４０です
常識的に考えても、無理があるのです。
したがって今回は１２ｍの搬送距離に対して６ｍのコンベア２基で
乗り継ぎで搬送させます。
そこで、シャフト径、減速機を既設と同じ条件で実際計算してみると
値としては十分持つのですが、先ほど質問させて頂いた曲げモーメントの考え方に自身がなくこのような質問をさせていただきました。
果たして、曲げﾓｰﾒﾝﾄの値を
・推力による曲げﾓｰﾒﾝﾄ（Ｍ１）
　Ｍ１=Ｔh*Ｄ／２　　　Ｄ：ｽｸﾘｭｰ軸外径
　　　　　　　　　　　 Ｔh：ｽｸﾘｭｰ軸推力（ＫＮ）

　ｔｈ=Ｐ*６０／Ｖ１　　Ｐ：動力（Ｋｗ）
　　　　　　　　　　　　Ｖ１：輸送速度=ｽｸﾘｭｰﾋﾟｯﾁ×回転数
・自重による曲げﾓｰﾒﾝﾄ
・ﾁｪｰﾝ張力による曲げﾓｰﾒﾝﾄ
以上の値の合成で計算するだけで良いのか
自身が持てません。
軸材（SUS管）肉厚をなるべく小さくしたいことと、
減速機の動力を下げて万が一の時に、軸などの部品の損傷
を避けたいと思っております。
ﾄﾙｸﾘﾐｯﾀｰなどの安全装置を使わずになんとか考えたいと思ってます。