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機械移動に必要なネジの太さは？
- 機械移動時にキャスターをつけての搬送を考えています。そのときに必要なネジの太さを決めようとしています。
- 機械の幅2700、奥行き1000、高さ3000、重量1500kgに対して、耐荷重500kgfのキャスターを使い搬送する際のネジの太さを求めています。
- 荷重とネジ断面積からネジの太さを求める式を用いて計算することで、ネジの太さを決定できます。また、モーメントを考慮して断面係数を使用した式でも求めることができます。
- 機械設計
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大きく分けて２点の観点からアドバイスをします。 先ず、１点目は1500kgfの重量物をキャスターを取付けて移動させる場合に、 ? くぼみ等にはまり、急停止する事があります ? 小さい凸状に当たったり、異物が落ちてあったりして、急停止する事があります 等々で、他の回答者さんも記述していますが、衝撃荷重で計算する必要があります。 計算では、1500kgfの10倍程度(15000kgf)を使用した方がよいでしょう。 ２点目は、類似機械だとM12のSCMを使ってましたが…の内容です。 多分SCM435丸Ｈ材のM12ボルトです。これは調質材ボルトで硬度(強度)が高いボルトです。 (硬度換算表を見ると判りますが、鋼類は硬度と引張強さは比例関係にあり、ます) SCM435丸Ｈ材の硬度から判断すると、鋼製ボルトの強度区分8.8となります。 また、SUS製ボルトにも強度区分があります。(錆びの問題から、加工硬化で硬度アップの物) SUS304はA2なので、A2-50とかA2-70とかです。貴殿が計算に用いた数値はA2-50用でしょう。 でも、類似機械だとM12のSCMを使って…なら、A2-70用のボルトを使用するべきです。 (ミスミさんにも掲載されているボルトで、入手が容易ですよ) 以上ですが、重量物の重心が高い場合は、キャスター自体が折れる危険性があります。 それでも、ボルトは破損しないように、どの方向からの力でも略均等に受けられる 正方形の四点ボルト止めをお奨めします。 二点止めは、弱い方向が出てくるためお奨めはしません。
強度的な心配をしておられるが 500kgの耐荷重のキャスターは通常Ｍ12×4 取付 現実的には下から支えるので強度的には Ｍ10でも全く問題は無い これを超えるせん断力が働くなら ほぼ間違いなく倒れてしまう。 もし、素人が移動するならバランスが悪いと思う 高さ3000 で重心位置は？ 安全性の為にはブラケットの面積を大きくする事。 それと 回答 3)さんの指摘にある ＞搬送時は3点で受けることを前提にします これも重要。
お礼
回答ありがとうございます。 高さは2500ぐらいになり、重心位置は高さ方向約950です。 ﾌﾞﾗｹｯﾄも4点止めを考えて面積を広げました（不等辺山形鋼）。
簡単のため、重力加速度G=10m/s2として計算してみます。 4点の荷重支持ですが、搬送時は3点で受けることを前提にします。 キャスターの荷重：1500×10/3＝5000 N となり、キャスターの耐荷重値に一致します。搬送時に衝撃が加わることを 考慮するともう少し耐荷重の大きいものを選んだほうが良いでしょう。 キャスター取付ねじのせん断力は 2本で受ける前提で 5000/2＝2500 N ｄ＝√(4×2500/30π）＝10.3mm 谷径基準で選べばM12になります。 設計上は機械の耐久寿命を考慮する必要があります。キャスターの耐荷重に どれ程の安全率が見込まれているかを含め、再検討されることをお勧めします。
お礼
回答ありがとうございます。 その後、総重量は１０００ｋｇぐらいになりました。 設計を進めていくうちに増える可能性もあるので、 ・耐荷重600kgfを選定 ・1か所でM12×4で固定 ・補助で2本止めを2ヶ所（キャスター数は合計6ヶ所） で進めていこうと思います。
いまいち絵が浮かばんのだが ┌──────┐ └──────┘ ┏━━━━━━┓ ┗━━━━━━┛ ○ ○ で 架台にと架台つなぎ 下の架台を引っ張る 架台と架台の締結？
お礼
回答ありがとうございます。 わかりにくくてすいません。 追記いたします。
＞荷重：15000/4＝3750 N →2本で受けるので3750/2＝1975 質量(kg)を力（N)に換算するには、重力加速度を掛けることが必要です。 ねじの選定以前に、キャスターの選定、溶接構造のブラケットあたりを 全般的に点検したほうが良さそうに思います。 失礼致しました。 15000の数値は、1500kgに重力加速度の概数10m/s2を掛けていたのですね。 ゼロを一つ見落としていました。ラフな見通しを立てる際に、概数を用いて 計算することは、決して悪いことではありません。 9715の単位は力の単位(N)になっているので、重力加速度を掛ける必要はあ りません。書きっぱなしだったので、余分な心配を掛けさせて申し訳ありま せんでした。 間違えたうえでの余計なお世話ですが、計算は単位（次元）をつけて行うこ とをお勧めします。
お礼
回答ありがとうございます。 溶接構造はＳＵＳで板と角棒を使おうと考えています。 １５００ｋｇ×９．８で約１５０００Ｎにしたのですが、１９７５にも９．８を掛けるということでしょうか。
お礼
回答ありがとうございます。 また、資料の提示ありがとうございました。 参考にさせていただきます。 ボルトは4点止めで固定しようと思います。