PPSジョイント部分の軸径と軸受径の算出方法は・…

質問

PPSジョイント部分の軸径と軸受径の算出方法は・・・

みなさま、いつもお世話になります。

この度、とあるお客様から、PPSを使用してもの作りを依頼されました。
その中に、ジョイント部分があるのですが、軸径や軸受径の算出方法が解かりません。
条件は軽負荷で、めがねを通常使用する程度の負荷です。

ここにも、算出方法の内容が記されていますが、軸受径×軸受長さ×軸受許容面圧で算出か、ヘルツの接触理論にて接触面積を算出して、その面圧力と疲労強度？で算出かを悩んでいます。

部品は煮沸するようですから、アニール処理と疲労強度も関係することが解かり、悩んでいます。

みなさんの経験・お知恵をお貸しください。

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

デザイン的な考慮も必要であれば、限界設計で最小の軸受径やピン径算出するのもありでしょう
が、そうでなければ 軸受径×軸受長さ×軸受許容面圧で算出＆安全率で算出すればよいのでは？
無理に、限界設計で、難解な計算方法をすると、初心者は計算ミスや係数の選択代入ミスに
つながるので、避けた方がよいです。

ベアリングのように、定格回転数や定格走行距離を表示したり、エレベーターやクレーンの
ピンのように寿命を表示し、定期点検と併用して交換時期を明確化する場合には、ヘルツの
接触理論から接触面積算出し、接触面圧と疲労強度から寿命を算出すればよいが、今回はそこ
まの必要性を勝手な判断だが見い出せない。
後学のために、回答(１)の ohkawa さん記載の両方を計算して、比較したり計算になれたりは
有意義だと思います。

条件は軽負荷で、めがねを通常使用する程度の負荷です　なので、
軸受径×軸受長さ×軸受許容面圧で算出＆安全率で算出して、
安全率を大きくとっても、ピン径は大きくならないでしょう。
ピン径を小さくし過ぎると、組み付けが難しくなり、ピンの抜け止め処理も難しくなります。
経験が無ければ、先ずは計算をして、数値把握し進めることが大切です。
同じく、悩む前に計算や行動あるのみです。

回答No.4

noname#230359

大前提になる当初質問
＞PPSの種別で質感的に軟らかいものは・・・世の中にそんなものあるのでしょうか？

は解決したのでしょうか？

　　レーデルR ポリフェニルサルホン（PPSU）
　　207℃ の HDT、優れた耐薬品性、さらに繰返し蒸気滅菌処理を行ってもほとんど特性を
　　失わないというユニークな特徴を持つ、超高靭性の透明プラスチックです。

　　PrimefR ポリフェニレンスルフィド（PPS）
　　高い流動性を持つ構造部材用プラスチックで、素材本来の難燃性とともに、優れた耐熱性
　　および耐薬品性を示します。

PPSUはベルギー本社の化学会社Solvayのもの。PPSU、PPSを別して書いてます（現在アクセス不調）

日本の扱い商社
　　日星産業
　　http://www.nisseicorp.co.jp/jpn/psf.html
　　物性表
　　http://www.sunny-web.com/products/img/g01.pdf

別物ですよ。ほ乳瓶やメガネフレームとPPSUを組み合わせると製品例が探せます。

他質問でも書きましたが、ステップ踏んでひとつひとつ解決していかないとモノになりません。なんで突如ヘルツが登場する・・・

参考URL：

http://www.superpolymers.com/products/pdf/typicalpropertiesguide_ja.pdf http://www.superpolymers.com/products/amorphous.

回答No.3

noname#230359

?ヘルツの接触理論?↓の質問が幾分か参考になるかも知れません
私も調べてみたのですが、すべり軸受けとしてヘルツの公式を実際に使用して
設計をしているメーカーは見つけられていません。要はその部品が疲労強度を
考慮する必要がある特殊なものなのかがネックになるのだろうと私は思います

所謂、接触応力というのは言ってみれば応力集中の一つであるんじゃないかと
思うが、某軸けメーカーのサイト「すべり軸受けの設計」もリンクしておく

http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=276889&event=QE0004

参考URL：

http://www.ntn.co.jp/japan/products/catalog/pdf/bearee/pdf/bearee_02.pdf http://www.daido-dry.com/sekkei/pdf/01.pdf

回答No.1

noname#230359

＞軸受径×軸受長さ×軸受許容面圧で算出
＞ヘルツの接触理論にて接触面積を算出して、その面圧力と疲労強度？で算出

悩んでいる時間があれば、両方とも計算して設計案をつくれば良さそうに
思います。

比較的小型の製品のようですから、軸受部寸法を変化させたサンプルを３種類
くらい試作して、評価試験をおこなったうえで、どの設計を採用すればよいか
決めたらいいと思います。

評価試験には、煮沸の回数や、屈曲の回数、通常の使い方を超えた力を
掛けた場合に壊れる限界　その他実使用上受けるであろうストレスを想定
して項目とその程度を決めることが適切です。

いずれの設計法を使うにしても、最大面圧をどの程度の値に抑えればよいか
などは、評価試験の結果が御社の財産になるはずです。

Ｑ&Ａサイトの情報に頼って設計を纏めようとするのは、虫がよすぎるように
思います。

ご質問者さんが、製品設計の立場であるように思って回答しておりました。
製品設計ではなく、製造の請負であれば、以前のご質問の回答(2)さんの
ご指摘は大変重要と思います。
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=276988&event=QE0004

御社のビジネスモデルが、製造の請負であるのか、設計委託であるのかを
きちんと判断されることが良さそうに思います。両者の線引きが曖昧である
ことが顧客からみて魅力であって、どっちに転んでも御社が損をしないよう
にリスク管理ができているのであれば、外野の人間が心配する必要ないこと
ですが、ちょっと心配になりました。