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回転体に作用する荷重の考え方
- 2段の回転体が動力直結されており、軸受にかかるラジアル荷重を算出したいです。
- 回転体の伝達トルクを半分ずつ割り当てた場合、外周面の接線力のみではなく、軸振れや慣性モーメントから発生するアンバランス力も考慮する必要があります。
- 回転体は流体中ではなく空中を回転している設定です。アドバイスをお願いします。
- 機械設計
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提示のモデルで軸受にかかる荷重は?軸と回転体の質量と?軸に発生する 回転角加速度により発生する荷重になります。回転加速と回転減速時の 加速度を想定する必要があります。?については定常回転時は軸振れと慣性 モーメントより発生するアンバランス力が主ですが，一般的には加減速時の 負荷の方が大きいと思われます。ブレーキ制動はしますか？ブレーキがある 場合は主動側と従動側のトルクにより発生する分力が軸受に作用します。 なお回転体が理想的に回転つりあい状態にあれば，回答(1)さんの言われる ように回転アンバランス力は発生しませんが，(加減速トルク)＝(慣性モーメ ント)×(角加速度）は発生しますので，これによる軸受のラジアル荷重は 考慮すべきです。 加減速トルクは主動側と従動側のねじり偶力として発生します。回転体の 加減速トルクは回転体の半径ではなく (回転半径)＝√(慣性モーメント/質量) を用います。なお負荷としてはアンバランス力と加減速による荷重を足した 値を負荷とすれば良いと思います。
○が回転体でしょうか？軸受けでしょうか？ 軸に対して対称なら、ラジアル荷重は相殺されます。 非対称なら、遠心力がラジアル荷重になるかと思います。 軸に対して対称なら、ラジアル荷重は相殺されます。 非対称なら、遠心力がラジアル荷重になるかと思います。 から、軸は性質上対称物なので、回転体のみに掛かります。 しかし、回転体の配置が対称なら、遠心力が相殺され、軸に掛かるラジアル 荷重はゼロとなります。 問い合わせ内容は、 簡単な図ですが、左記のような回転体が２段の構成で動力直結にて軸受に かかるラジアル荷重を算出したいのですが… ですよね。 回転軸に対して左右対称なトルク（偶力）が掛かれば、ラジアル荷重は相殺 されて零になります。が非対称なら、差分のラジアル荷重が遠心力計算で 回転軸に掛かってきます。 これが、質問の答えですが、蛇足で、 回転体の重量が、軸受けのスラスト荷重として掛かりますし、加速と減速時 に回転軸にねじり応力が掛かりますが、 そのアドバイスも必要ですか？？
お礼
アドバイスありがとうございます。 お陰様で考え方は理解できました。 偏心がなければラジアル荷重は発生しないということになるのですね。 ねじり応力に関しては理解してますので大丈夫です。 早急な返答・アドバイスありがとうございました。
補足
回答ありがとうございます。 図がわかり辛くて申し訳ありません。 ○が軸受けで⊥が回転体のイメージで書いてます。 ですとこの場合、軸の触れ：0.00001(m)、回転体の質量： 0.5(kg)×2個、角速度：380rad/sec とした場合は 遠心力=0.00001(m)×0.5(N･m-1･s2)×(380(rad/sec))2 =0.722(N) となり 1個の回転体に対して0.722(N)の荷重がかかるとして ラジアル荷重を設定すれば良いのでしょうか？ 回転体部には遠心力以外の力は働かないと考えれば 良いのでしょうか？
お礼
ありがとうございます。 お陰様で考え方が理解できすっきりしました。 早速アドバイス頂いた考え方にて検討させて頂きます。 早急な返信ありがとうございました。
補足
アドバイスありがとうございます。 ?はスラスト荷重ですよね？ ?ですがブレーキ制御はありませんが、加減速はあります。 ということは算出した加減速トルクを回転体の半径で割った 荷重が負荷となる と言うことで良いのですよね？ また負荷としてはアンバランス力と加減速による荷重を 足した値を負荷とすれば良いのでしょうか？