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ブラケットの取付方法と締結による摩擦係数の計算方法
- 柱（300×300のスチール）にバンド巻きにブラケットを取り付ける際の計算方法について説明します。
- ボルトで締結した場合の接触面は２面で、バンドはステンレス304で厚み6mm、高さ250mmです。
- ブラケット（75×75×3）にかかる重量は、長さ400のところに400kgの荷重があります。締結による摩擦係数も考慮してください。
- 機械設計
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基本的な見解は、回答（１）さんと同じです。 さて、先ずブラケットがバンド巻きから滑り抜ける（下がる）確認が必要です。 ブラケットとバンドの摩擦係数を0.1とすると、（400kg＋ブラケット重量）÷0.1＝4000kg＋ ブラケット重量の10倍の力で挟み込む必要があります。 安全をみるとその２倍とブラケット重量の10倍が加算させるので、便宜上２.５倍の10000kg が必要と仮定します。 すると、M12ボルト×3×3本でその力が出せれるか、バンドがその張力に持ちこたえれるか を計算で出す必要があります。 また、柱（300×300のスチール）がパイプなら、その板厚からM12のめねじ強度も確認の 必要かあります。 以下のURL“最小引張破断荷重別表”から通常のM12は35400[N]で3612[kg]であるため、 3612[kg]×6[本]＝21672[kg]となり、ボルトのサイズと使用本数はＯＫでしょう。 柱（300×300のスチール）が角パイプなら、板厚はねじの呼び径の12mmあればＯＫか、低ナット でないナットの厚みである10mmあれば、雌ねじ強度は問題なしとなります。 後はバンドですが、SUS304で厚みが6mmで多分幅が250mmなら、6mm×250mm×205N/mm2（耐力値） ＝307500N＝31377kgと10000kgの３倍あり、室内で地震がない等の条件ならＯＫです。 （但し、ねじ締め付けトルクを管理し、バンドの張力を管理する必要があります） 蛇足ですが、ブラケットのバンドが掛かる部分を凹み加工をし、その凹み量を8～10mmに すれば、摩擦を考慮しなくてすみますから良い手法ですよ。 （ブラケットが角パイプの指示で、75×75×3なら問題ですが、＋パイプ強度確認も必要） それとは別に、長さ400のところに400kgの荷重が掛かるが気になります。 柱（300×300のスチール）の上端を支点の、梃の原理でバンドにいくらの力が加わるかを 確認し、その値での前述の内容確認を再度する必要があるからです。 追記で、高さ関係の仕様を記述すれば、具体的な計算は提示可能です。 御免なさい。あまり、カスタマイズしていないのかよくわかりませんが、 NECさん、BIGLOBEから、指定されたファイルが見つかりません。 原因；指定されたURLにファイルが存在しないか、既にファイルが削除されているために このエラーが表示されます。 としか表示されませんので、確認ができませんでした。 http://www7b.biglobe.ne.jp/~ruiにて、Pdfへのリンク２つを確認する事ができました。 角パイプ－75×75×3をバンドで抱き込むと思っていましたが、角パイプ？－300×300×26を 抱き込む事がわかりました。 小生のアドバイス記述に沿っての計算で問題無いと思います。 但し、角パイプ－75×75×3をｔ6mm？板に溶接している板の強度が心配です。 ねじ締め時の強度が、ｔ6mmが2枚であるが、確認が必要です。 できれば、角パイプ－75×75×3とｔ6mm？板を溶接し、ｔ6mmの補強を以下の図の如く入れる 方が、角パイプ－75×75×3の弱いｔ3mmに突き合わせるより強いと考えます。 ┌─────────────-───┐ │ ┃ ┃ │ ◎；ねじ取付位置 │ ◎ ┃ ┃ ◎ │ 位置が上手く │ ┃ ┃ │ 描けず御免 │━━━━━━━ ━━━━━━━━│ │ ┏━━═━━━┓ │ ━；ｔ6mm板 │ ┃ 角パイプ ┃ │ 角パイプの3mm板に │ ◎ ┃ 75×75×3 ┃ ◎ │ 突き合わせでなく │ ┃ ┃ │ 当て金風にして溶接 │ ┃ ┃ │ その後に、ｔ3mm＋ │ ┗━━═━━━┛ │ ｔ6mmに突き合わせ │━━━━━━━ ━━━━━━━━│ とするか、それを │ ┃ ┃ │ 90°反転仕様にする │ ◎ ┃ ┃ ◎ │ かが、ベターと思う │ ┃ ┃ │ └─────────────-───┘
その他の回答 (1)
ホースバンドみたいなもので 取り付けるんですよね やめた方がいいですよ 落ちてもよいという前提ならいいですが 400kgfは、落ちたら死人が出る http://oshiete1.goo.ne.jp/qa2364841.html 静止最大摩擦力＝静止摩擦係数×垂直抗力 http://kousyoudesignco.dip.jp/dynamics-MASATSU.html 摩擦係数の一覧 リンク先抜粋 しかし 実際は理論とおり同じとならない場合が多い。 ウォータースライダーなどで 座った姿勢と 寝そべった姿勢では 滑る早さが 違うのは 経験的に解っています。 摩擦は 実は まだよくわかっていないことも多く 理論値だけで設計することは 危険で 実験値に基づき計画することが重要です。 ちなみに M12 のボルトで バンドを３本締め 片持ち張りにするみたいですが 実際やってみるとわかりますが 噛んじゃうので 実際 しまってなくても落ちてこないです http://mcnc.hp.infoseek.co.jp/cgi-bin/img-box/img20100306153839.jpg
補足
現在同じブラケットに500kgの重量を12年以上吊してます｡ 全く問題ありません｡ もし、落ちても被害を受ける場所ではありません｡ 計算方法が知りたいだけです｡
お礼
貴重なご意見ありがとうございました｡ 再度強度計算したところ６mmではエラーのため全てのPLは、９mmに変更致しました。Ｍ１２締め付けでも９mmでOKでした｡ 材質は、SUS304で摩擦係数は一般的に0.4～0.6スチールよりかなり大きくて安心しました｡ただし柱は、亜鉛メッキ0.１～0.3ですが｡ SUS304がこんなに摩擦係数が大きいとは意外でした｡ 溶接の十分チェックしたいと思います｡ 細かい指摘頂き本当に感謝致します。
補足
非常に分かりやすいご説明ありがとうございます｡ 図が分かりにくくて申し訳ございません｡ 後ほど正確な図面をURLにアップ致します。 摩擦係数で気になりますが、柱の３００角はどぶメッキです｡SUS304FBの6mmは表面の粗い材料にした方が良いみたいですね｡ 後ほど、宜しくお願いします｡ こちらに図面をUPしました｡ http://www7b.biglobe.ne.jp/~rui/