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機械吊り上げ時の加速度について
- クレーンで機械を高さまで持ち上げる際の加速度を求める方法を教えてください。
- 求めた加速度を使用して、機械にかかる力を計算し、強度評価を行いたいです。
- 位置エネルギーや力積を利用する方法を試してみましたが、加速度との関係がよくわかりません。アドバイスをお願いします。
- 機械設計
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＞高さh[m]までt[s]で持ち上げる ご呈示の条件では、平均速度は求めることができますが、加速度を求める には条件が不足していて数値を求めることはできません。 静止している物を動かす場合、t[s]のうち最初の数％～50%の時間で加速し、 一定速で運動した後、最後の数％～50%の時間で減速するような速度パターン をとることが一般的です。 tを分解して、加速時間がt1、一定速時間がt2、減速時間がt3のように示す ことができれば、加速度（減速度）の概数を求めることができます。 物理の計算としては、等加速度で吊り上げて、時間t[s]後に高さh[m]に達す るような条件で加速度を求めることは可能です。 高さh[m]に達したあと、等速で吊り上げを続けるのならば、そのような条件 の計算で良さそうに思いますが、高さh[m]で停止したいのであれば、減速 時間を考慮することが必要でしょう。 等加速度で吊り上げて、時間t[s]後に高さh[m]に達する条件の加速度は、 高さh[m]までt[s]で持ち上げるという条件を満たす最小の加速度です。 お問い合わせの主旨は、吊り上げ部材に必要とされる強度を求めることと 思いますので、計算上の最小の加速度ではなく、現実的な最大加速度の 数値を求めることが必要と思います。 ＞高さh[m]までt[s]で持ち上げる という条件の与え方ではなく、使用する揚重設備の仕様と、吊り上げる物体 の質量のようなパラメータから計算することも加速度を求める一つの手段と 思います。 のような
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他の回答者の方と重複しますが、通常は加速→定速→減速のパターンで運転し ますから、実際の運転時の速度パターンを知る必要があります。他の回答のよ うに、高さhまで等加速というような条件をつければ計算は可能ですが、実際 的でないように思います。一般的には誤差を含め、最大加速度を計算してその 値を採用します。材料強度検討の場合は衝撃値を見込んで安全率を高く設定し たほうが良いでしょう。
お礼
要素奇知さん、ありがとうございます。 実際はクレーン操作する人にもよるかと思うので、パターンは知っておいたほうがいいですね。 強度検討の場合のアドバイスありがとうございました。
等加速度運動とすれば高校物理程度の知識でも解けるように思えます つまり v=v0+at-gt・・・v0=0→v=(a-g)t・・・?：g 重力加速度=9.80665m/s^2 また2ah=v^2-v0＾2・・・v0=0→2ah=v^2・・・? ?、?式から2ah=((a-g)t)＾2となり加速度aは与えられた条件から求められる 加速度が解れば、F=W/g*aから作用する力を想定した設計を実現できるでしょう 機械設計は、もの事の基本的な原理を理解して応用し設計に活かしていくため には物理や数学などの知識も非常に重要になってくることが次第に判るだろう 何て言いましたが、私は数学は未だしも物理はどうも苦手だった 恥ずかしながら未だに運動・動力学に関しては未だに勉強を続けている 技術者として進化するためには常に勉強を続けて行かなければと思う昨今です ｍ[kg]の機械・・・重量ｍ[kgw]の機械。。。と理解しました 単に、ｍ[kg]とだけ書かれると質量か重量なのか力なのか混同してしまいます 特に、工業力学では下手をすると9.8倍も答えが違ったりするので注意したい所
お礼
１Ｎの涙さん、わかりやすい説明ありがとうございます。 また、単位のご指摘ありがとうございます。 気を付けます。
加速度は最高速度と加速時間から推定可能 http://www.shi.co.jp/ses/technical/shipbuilding.html 巻き上げ速度 ２０ｍ／ｍｉｎ http://www.tsuruya-crane.com/rent/010rafc.html ロープ速度 高速165ｍ／ｍｉｎ http://www.tadano.co.jp/products/construction/crane/allter/pdf/AR-5500M-1-90217.pdf 巻き上げ速度 150 m／min（５層） さて、問題は果たして 巻き上げ速度＝ワーク上昇速度か？否か？ ツルヤクレーンの場合はロープ速度であって巻き上げ速度ではない タダノクレーンの場合 ５層と記載されてる これは所謂ロープ５本掛けの意味か？ であるならば１５０／５＝３０（ｍ／ｍｉｎ） と、なるか？ ＜単なる憶測です 加速時間はクレーンの動作を観察するとせいぜい数秒程度で全速になると思う タダノクレーンの場合なら ３０（ｍ／ｍｉｎ）／５ｓｅｃ＝６ｍ／ｓｅｃ＾２ 天井ホイスト http://www.hitachi-ies.co.jp/products/hst/rh/rh_sen1.htm http://www.webshiro.com/syouhinsetumei/S-1-LM2.htm 一番早いので１ｔ用でも０．２ｍ／ｍｉｎ ＜とっても遅い
お礼
lumiheartさん、ありがとうございます。 また、いくつかHPも教えていただき、参考にさせていただきます。
お礼
ohkawaさん、ありがとうございます。 たしかに分解は必要ですよね・・。 等加速で吊り上げることも考えましたが、意味あるでしょうか。 ありがとうございます。 上げ続けるのではなく減速もあるので、条件が必要になりますね。 最小の加速度は気づきませんでした。