計算は一般の式による目安です。形式を決める前に、メーカーのカタログ・選定ツールの値と、設計者の確認で確かめます(要確認)。メーカーの資料は書き写さず、形式の例と見る所だけを書いています。縦向き・重い物・人の近くで動く物は、落下防止・安全回路(実践3)も一緒に考えます。
2. どの駆動方式が合うか(助言)
◎ よく合う・○ 合う・△ 工夫が要る・× 向かない。点数は目安の重みづけです。油圧・電動・ステッピングの数字は「その方式で選ぶ時の最初の目安」で、詳しい選定は後の段(選定2〜5)で作ります。
3. エアシリンダの選定
内径ごとの力(理論の力 × 負荷率で使える力)
| 内径 | ロッド径(例) | 押す力(理論) | 引く力(理論) | 使える力(×負荷率) | 判定 |
|---|
4. 配管図と配線図(自動の図)
空気は水色、DC24V の制御線は青
配管の記号は簡略です(JIS B 0125 の空気圧記号に合わせて直す・要確認)。電磁弁・オートスイッチは DC24V(実践1 の社内の基本)。PLC の番号は例です。
5. 部品表(仮)
計算の式(確かめ用)
- 要る力:水平=質量 × 9.8 × すべりやすさ(加速の分は負荷率で見込む)、垂直=質量 × 9.8、押し付け=入れた力(+垂直なら重さ)。
- 理論の力:押す=圧力(MPa)×(π/4 × 内径²)、引く=圧力 ×(π/4 ×(内径² − ロッド径²))。単位は N(MPa = N/mm²)。
- 負荷率:使える力 ÷ 理論の力。運ぶ時は速さに応じて 0.5(遅い)〜 0.3(速い)、押し付けは 0.7 を目安にしています(メーカーの考え方で要確認)。
- ロッドの座屈:オイラーの式 Pcr = π² × E × I ÷(K × L)²。E = 206,000 N/mm²(鋼)、I = π × ロッド径⁴ ÷ 64、L = ストローク + 50mm(ロッドの出る長さの目安)、K = 取り付けの係数(先が自由 2・両端が回れる 1・先にガイド 0.7)。押す力の理論値に対して 3倍以上を目安にしています(メーカーの「最大ストローク表」で要確認)。
- 空気の量:1往復の体積 ×(圧力 + 0.101)÷ 0.101 × 1分の回数 = L/min(ANR:大気の状態に直した量)。配管の中の分は入れていません。
- 弁に要る流れ:押す側の面積 × 速さ ×(圧力 + 0.101)÷ 0.101。弁の大きさは、この量を流せる形式を選びます(カタログの流量特性で要確認)。
- 止まる時のエネルギー:½ × 質量 × 最高速度²(最高速度は平均の 1.5倍の例)。クッションの許容エネルギー(カタログ)と比べ、超える時はショックアブソーバ。
- 油圧の目安:使う圧力 7MPa の例で内径、ポンプの流量 = 面積 × 速さ、モーターの動力 = 圧力 × 流量 ÷ 効率 0.8。電動の目安:ボールねじ リード 10mm の例で、要るトルク = 力 × リード ÷(2π × 効率 0.9)、出力 = 力 × 速さ ÷ 0.9。
形式の例(SMC・CKD・IAI ロボシリンダ・オリエンタルモーター αSTEP など)は名前だけです。値はカタログで確かめ、社内でふだん使っているメーカー・標準部品に合わせます(要確認)。数字はすべてこのページの目安です。