スチールベルトの最小プーリ径の計算

質問

搬送用のスチールベルトコンベアを作ってみましたが,長時間の使用で破損してしまいます.原因の一つとして,ローラ径が最小径より小さいのではないかと思うのですが,最小プーリ径の計算方法がわかりません.
どなたかご存知の方いらっしゃいましたらご指導お願いします.

回答No.7

noname#230359 · ベストアンサー

逆の発想で考えてみますと、駆動源はモータ等でしょう。
モータの動力（kW）は、2×π×N（rpm）×T（kg･m）÷（102×60）
回転数；N（rpm）、トルク；T（kg･m）にて求まります。
この式のトルク；T（kg･m）を力；Ｆ（kg）×半径；Ｒ（m）にすると、
2×π×N（rpm）×Ｆ（kg）×Ｒ（m）÷（102×60）となり、
Ｆ（kg）×2×π×Ｒ（m）×N（rpm）÷（102×60）の式変換は、
Ｆ（kg）×円周の長さ（m）×N（rpm）÷（102×60）になります。
更に、
Ｆ（kg）×1分間に円周をN周する速さ（m/min）÷（102×60）となり、
Ｆ（kg）×1分間に円周をN周する速さ（m/min）÷60÷102は、
Ｆ（kg）×1秒間に円周をN周する速さ（m/sec）÷102となり、
運動エネルギーの計算方法である
Ｐ（kW）＝ Ｆ（kg）× 速さ；Ｖ（m/sec）÷ 102と同等になります。

さて、同じ動力（Ｐ）kWのモータで、回転も同じ（Ｎ）rpmで、
ローラ径が小さい事は、力；Ｆ（kg）が大きくなります。
更に、スチールベルトは、その力（Ｆ）の負荷変動が著しく、
材料力学的には、疲労条件になります。

以上から、
? 前置きの内容で、Ｆ（kg）を求める
? スチールベルトの破断強度、破断荷重を求める。
　 <当然、初期は破断しないので、破断荷重はＦ（kg）以上であろう>
　 そして、スチールベルト材質から、疲労限界を調査して、
　 疲労限界での破断荷重を求めます。
　 <途中で破断するので、破断荷重はＦ（kg）以下であろう>
? ?でも破断荷重はＦ（kg）以上になる様に、ローラ径を大きくする
　 が、オーソドックスな手法です。

そして、スチールベルトが前述以外の劣化を受ける構造なら、
更に、安全係数をみて対応するか、劣化内容を分析して強度計算方法
で対処するかは、貴殿の自由です。

お礼

ありがとうございます
現状を確認し対策して見ます.

回答No.6

noname#230359

プーリは、
＊ 保持できるトルク×回転数で、伝達能力が計算できます。
それより、モータパワーの方が大きい場合、プーリが破損します。

先ずは、確認をしてみて下さい。

回答No.5

noname#230359

現在のコンベアの初張力および最大張力を計算で求めるか，測定するかしてみてください。ベルトの引張強度1000ＭＰａならば，長期使用を考えた許容
値はおそらく200ＭＰａ以下になると思います。現状値と比較して，その差異が小さければ改善の方法はあると思います。伝動動力を多少犠牲にしても
搬送物が送れるのなら，アイドルローラーやテンショナーを追加して張力を
下げて運転することもひとつの方法です。

回答No.4

noname#230359

ガイドを設ければ接着しなくてもＯＫだと思います。接着も可能だと思いま
すが，接着剤の選定が難しいのでお勧めはできません。スチールベルトを繫
ぐときのピンを重ね合わせてカシメル様な方法もあると思います。この場合
ゴムベルトに穴を開けるので，ベルト許容張力の低下を見越しておく必要が
あります。
ところで，スチールベルトの必要な理由は粉塵を嫌うことですか？スチール
ベルトにはどういう種類をお使いでしょう。ＳＵＳベルトに高張力タイプが
市販されていますが，試されましたか？

参考URL：

http://www.mekasys.jp/detail.php?type=category&sid=DYM_0002&pid=110

お礼

ありがとうございます.

スチールベルト使用の理由は,粉塵を嫌うことと火気の近くで使用するためです.ステンレスの材質はSUS304-CSPというばね鋼でかなり引張強度はおおきいものです.1000MPaぐらいです。

回答No.3

noname#230359

プーリーの接触角を小さくして複数のローラーを組み合わせる方法はありますが，すべりが大きくなる可能性があり効率が悪くなります。タイミングベルトにスチールベルトを張り合わせる方法はどうですか？

お礼

張り合わせるというのはどういう方法でしょうか？
詳しく教えていただいてよろしいでしょうか？
接着剤か何かでゴムと金属を張り合わせるということでしょうか？

回答No.2

noname#230359

下記URLから平ベルトの設計資料（カタログ）を入手してください。参考になると思います。要はプーリーベルトの張力は伝動動力とプーリー径により決まります。ベルト張力がベルトの許容値以内になるように選定してください。スチールベルトの場合この許容張力の選定が難しいと思います。ベルトは繰返し荷重を受けるので，ベルト摩耗を考慮して，材料の疲労限界に対し余裕を持った設定が必要です。

参考URL：

http://www.mitsuboshi.co.jp/japan/catalog/dendo.html

お礼

ありがとうございます.
場所が無く最小プーリ径より小さくしたい場合何か手段はないでしょうか？
擬似的にプーリ径を大きくするような手段はないでしょうか？

回答No.1

noname#230359

私の経験では、金属ベルトコンベアは必ず切れるものという認識です。
このため、信頼性の必要な箇所には使用しません。
ローラ径の問題もありますが、根本的な使用方法を検証されることを
お勧めします。

お礼

ありがとうございます.
場所が無く最小プーリ径より小さくしたい場合何か手段はないでしょうか？
擬似的にプーリ径を大きくするような.