トルク計算を教えてください。

質問

20kgの物をピッチが1ミリの棒ネジに取り付けてナットに吊り下げ回転させながら1メートル持ち上げたいとおもいます。この時に棒ネジを回転させる力はどのくらいのトルクになるのでしょうか？所要時間は３分、棒ネジの直径は2cmですが、どのような計算をすれば良いか解りません。どなたかご教示ください。

回答No.3

lumiheart · ベストアンサー

棒ネジでなくボールネジの事例ですが、　まぁ大差はない　＜摩擦係数が少々大きいだけ
https://www.orientalmotor.co.jp/tech/reference/sizing_motor06/
ネジの摩擦係数
https://www.dakotajapan.com/maxseries/point/point3.html

あとはご予算と外寸で決まる話！
仮に、１．２３ｋｗのモータが必要と出たとして、そんなモータは売ってない
売ってないんで、結果的に選択肢は１．５ｋｗか２．２ｋｗの２択
１円でも安くとか１ｍｍでも小さくなら１．５ｋｗ

予算はふんだんにあって外寸が大きくなったとしても、長寿命化と安定性を求めるなら
２．２ｋｗ以上でも良い
別に５．５ｋｗでも１１ｋｗでも構わない

１１ｋｗにして壊れないか？　＜各部の強度をそれに合わせて大きくするダケ
少なくともモータは壊れない

１１ｔ積みトラックを空荷で走らせてもトラックは壊れない
空荷で走らせたらトラックが壊れると思い込んでる人は少なくない

回答No.2

tenteko20

そのような仕組みのものだとそれ自体を動かすのにもそれなりの力が必要になります。

ネジ棒の長さを1.5メートルだとしてその重さは4キロ弱にもなりますし、
それを保持して回る時のナットとの摺動抵抗も発生するので無負荷時の必要トルクは実際にその装置で測定するしかありません。

1回転で1ミリ上げる物ならかなり重たいものでも可能なので20キロの重さを上げるのに無負荷の状態からの比較でも極端に重くなることもない様に思います。

1回転で1ミリあがるので1メートル上げるのに100回転、
それを3分（180秒）でとなると1秒で約半回転（0.55回転）なのでかなりゆっくり回す必要があります。

回答No.1

fujiyama32

次のように作業すると良いでしょう。

1)1ｍ程度の「金属の板」と「バネ秤」を用意します。
2)ナットの縁は固定台に溶接してあると考えます。
3)20㎏の物の底面に金属の板を固定します。
4)「金属の板」に穴を開けます。
5)穴を開ける個所は、棒ネジの中心から穴の中心まで1ｍとします。
6)この距離(半径)をｒ(ｍ)とします。

7)穴に「バネ秤」を挿します。
8)「バネ秤」を棒ネジの軸に対して90度の方向に引きます。
9)「バネ秤」の目盛に引く力が表示されますので読み取ります。
10)この作業を10～20回程度繰り返します。
11)その都度、引く力をメモします。
12)引く力の最小値と最大値を除きます。
13)除いた引く力を合計し（測定回数－2）の回数にて引く力を
　平均します。
14)平均値をＦ(㎏)とします。

トルクＴ(Ｎ・ｍ)としますと
トルクＴ＝半径ｒ×力Ｆ
の計算式にてトルクＴを計算できます。

仮に平均値Ｆ＝10㎏としますと
トルクＴ＝1(ｍ)×10(㎏ｆ)
トルクＴ＝10(㎏ｆ・ｍ)

1(㎏ｆ・ｍ)≒9.81(Ｎ・ｍ)
ですので
Ｔ＝10(㎏ｆ・ｍ)≒9.81×10(Ｎ・ｍ)
Ｔ＝98.1(Ｎ・ｍ)
と計算できます。

略図を添付したので、参考にして測定・計算すると良いでしょう。