- ベストアンサー
ローラ荷重について
- ローラ荷重の求め方について説明。
- ローラ一個あたりの荷重の計算式についての疑問と安全率についての質問。
- ローラ荷重の計算に関するURL先の情報。
- みんなの回答 (2)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
小生はエネルギー換算で、梃の原理や釘抜きの原理、シーソーの原理、楔力の原理を覚える 事にしています。 エネルギーは力×距離×時間ですが、時間は同じなので結局、力×距離となります。 シーソーの原理は、力(F1)×距離(L1)=力(F2)×距離(L2)です。 《F1とF2は重さでもあり、L1とL2は支点から荷重点までの距離》 が、基準点からの角度も同じなので、動いた距離は(L1×2)×π×角度/360°と (L2×2)×π×角度/360°となり、L1:L2となり同じです。 楔力は、例えば5°のレ形の楔とすれば、F1×L1=F2×L2で、L2の動く量はL1のtan5°です。 摩擦の損失を考えなければ、F1×L1=F2×L1×tan5°となり、F2=F1÷tan5°=F1÷0.08749 =F1×11.4、11.4倍の楔力が出る計算になります。 さて、貴殿の仕様に移りますと、350kgをローラー4個で受けているので、1個当たりは、 350kg÷4=87.5kgの荷重がローラーに掛かります。 そして、接触角度40.54°なので、荷重が真下に働く力(↓)が87.5kg、真横に働く力(→)が tan40.54°×87.5kg=74.84kgとなります。(円筒物同士の接触なので摩擦は考慮しない) 荷重で真下に働く力(↓)が87.5kg、真横に働く力(→)が74.84kgなので、その合力は、 √(87.5kg)^2+(74.84kg)^2=115.14kgとなります。 梃の原理や釘抜きの原理、シーソーの原理、楔力の原理等の分力計算は、sinやcosをいきなり 使用すると誤りの原因となります。 結局はtanですが、それを導く過程でsinやcosも使用して、何が基準か判らなくなり、 sinやcos、tanの使用方法が????になります。 因って、小生は前述の如く、エネルギーの観点から考察します。 また、他の計算にも応用できますし、覚える要素が少なくなる利点があるからです。 貴殿が提示のURL仕様では、円筒物を軸芯があるローラーで受けているので、摩擦損失が殆ど なく、重量(350kg又は350kg/4)に対して、水平(円筒物から拡がる)方向にtan40.54° 分の分力が働きます。 これは、ローラーを受けている板が、穴でなく水平方向に長穴であれば、ローラーは拡がって しまう事で判ると思います。 そして、接触角度40.54°と直行する斜め下側に、ローラー1個当たり約115kgの合力が働く 事になります。 以上を、付け加えます。 水平方向に分力が働く現象を身近で感じるのは、 氷の上やローラーコンベヤー等の摩擦係数が小さい(滑り易い)上で、人が又裂き状態で 立つと、体重で足が両側に開き、中々自分一人では閉じられなくなります。 通常の路面等でも同じですが、滑り易い処は顕著になるため、判り易いです。 (接触角=又裂き角度÷2)45°を超え90°に近付くと大きな水平力が掛かります。 又裂き角度が小さいと、簡単に足は閉じられますよね。 原理は同じです。 http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/ch02/ch02_01.html を確認下さい。
その他の回答 (1)
350kg÷4は、鉛直下向きにかかる力です。 このほかに、2個のローラーを外側(水平方向)に押し開くような力が働きます。 鉛直方向と水平方向の力を合成した力がローラーに掛かる荷重ということでしょう。 力の分解の仕方に勘違いがあってのではありませんか。
補足
回答ありがとうございます。 参考資料をもとに、分解の仕方は、理解できました。 自分は、鉛直方向を基準として、分解をしていました。 http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/vector5.html
お礼
親切に回答していただき、ありがとうございます。 ローラの荷重について、とても分かりやすかったと感じています。 原理については、シーソーについてしか、分かっていませんでした。 いきなり、脱線して申し訳ありませんが。 私は、設計の仕事を始めて一年なのですが、基礎部分をほとんど理解していません(例えば、表面仕上げなど)、聞くにも聞けず、なのでこれを機に、[後の先、アフターユーさん]が挙げてくれた、原理について、 少しずつ理解していこうと思います。