ブレーキ締付力について

質問

モータ→プーリ&ベルト→負荷にブレーキを追加して負荷保持をします。

ブレーキはタイミングベルトをクランプして負荷保持しようと考えています。

この時に必要なクランプの締付力(N)の計算方法を教えて下さい。

負荷条件はモータ電流値から100Nmです。

ご教授よろしくお願いします。

回答No.4

lumiheart

前出の先生方はこの質問自体に真面目に回答してないけれど
その理由は
「そんなコスパ最悪の手段をなんでやるの？」
でしょうかねぇ

まぁ、そんなコスパ最悪の手段を取らざるを得ない理由としては
ブレーキ付きサーボモータを入手できなかったとかでしょうか
或いはブレーキ無しで発注してしまった後からブレーキ付きが必要な事に気付いたか
とにかく納期に間に合わせるには手段を選ぶ余裕など無い

何故サーボモータと推定できるのか？
＞負荷条件はモータ電流値から100Nmです。
と、記載してるから
汎用誘導モータならこんな書き方しないでしょうね

そして更にこのトルク値はサーボロックして停止してる状態　＜回転中の電流値ではない
よーするにボールネジの縦軸仕様とかで電源OFF時に落下しなければそれでよい
走行中にブレーキを掛ける事は想定しない
タイミングベルトの歯に噛み合う必要などない

三菱電機サーボモータカタログからゼロRPMで100NM出せる機種を探してみれば
https://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/servo/items/mr_j4/index.html
HG-JR-12K1(12kw)以上の機種　＜　かなりデカイ　
この容量でブレーキ付きは入手困難であろう

また、電磁ブレーキ内臓機種のブレーキトルクも機種によるけど６ｋｗ以上
納期が掛かる状況に変わりはないでしょうね

ただ、６ｋｗ以上の機種で中途半端な動力計算は危険が大きい
エアシリンダで押さえて停止保持させることは可能であろうけど

納期が掛かるとしてもブレーキ付きモータにした方が身のためでしょうかねぇ

「納期が遅いのはオレのせいじゃない！」　＜と、言い張る以外の選択肢は無いでしょうね

回答No.3

fujiyama32

＞ブレーキはタイミングベルトをクランプして負荷保持
タイミングベルトはそのような使用方法を想定して製作されていません。
使用開始後早々に壊れるでしょう。
別に「ブレーキ機構」を設けるか、「ブレーキモーター」を使用します。
なお、ブレーキトルクやブレーキ開閉頻度などを検討して選定します。
詳しくは、ブレーキメーカーやブレーキモーターメーカーの技術資料を
入手されて機種選定などを行うことをお勧めします。
ブレーキ機構の例については下のURLをクリックして参考にして下さい。
表示画面の中段に資料が公開されています。
なお、用途により適用するブレーキの機種の違いがあります。
これらの違いについても検討する必要があります。

「無励磁作動クラッチ／ブレーキ／小倉クラッチ(例)」
https://www.oguraclutch.co.jp/productinfo/product-nonexcitation/

回答No.2

kimamaoyaji

＞モータ→プーリ&ベルト→負荷にブレーキを追加して負荷保持をします。
どういう理由で不可保持をしなくてはいけないのでしょう？
たぶん不可でなく負荷だと思いますが、通常保持する理由としては回転数の安定でしょうけど、モーターは電気で動くのでインバーター制御と回転数エンコーダーで回転数制御できますし、負荷にはずみ車等ある場合でも、回生ブレーキ、電気ブレーキが使えるので、機械ブレーキは最後に停止するために使うだけです。
＞クランプの締付力
それ以前に締め付け力と制動力のグラフがなければ、どれだけ締め付けたらどれだけのトルクで制動が掛かるか解りません、またタイミングベルトの耐力（コマ飛びが起きたらベルトはおしまいです）またコマ飛びにくくするために高トルクで伸びるベルトに対してコマが浮かない様に過大なテンションをかけなければいけませんが、通常テンションが必要以上に高いと耐久性が落ちます。
またタイミングベルトは締め付けに対する耐力がどれだけ有るかは不明ですから、実験でデーターを取り、安全値を割り出さなくてはいけません。
ベルトはタイミングベルトであっても、基本は摩擦で動力を伝達する部品です、ただでさえ熱が発生しやすい部品で、耐熱性があまり高くないベルトにクランプブレーキという大きな摩擦熱がを加えるわけですから、ベルトの耐久性が著しく低下すると私は思います、本来は電気的に対処するほうが安全性、耐久性価格などでまさると思います。
ですから電車などの大型のモーターでは回生ブレーキで発電して架線に送電し（同じ管区内の電車が動力として使う）、回生できなくなると電気ブレーキ（電気を抵抗に流して熱変換する）で減速し最後の停車を機械ブレーキで行うのです。

回答No.1

noname#252332

Nmはトルクの単位ですから半径がなければタイミングベルトの推力になりません。さらにタイミングベルトとブレーキシューの摩擦係数が有れば必要な締め付け力は計算できます。最も小さい締め付け力で済むのは摩擦係数が無限大の場合で、これはタイミングベルトの歯と合うブレーキシューを意味します。締め付け力と言う意味ではゼロで済みますがブレーキシューの位置を保持する力は現実問題としては必要になるでしょう。

　タイミングベルトとは寿命が有るものです。モーターのシャフトも負荷側のシャフトもあるだろうに、よりによってタイミングベルトをクランプしてブレーキですか。タイミングベルトの強度に対してよほど軽い負荷で慣性も小さいならいいでしょうが。後付けで他に付ける場所が無いというなら気持ちはわかります。ステッピングモーターなら励磁して保持するか、最初からブレーキ付きのモーターだったらスマートでした。