株式会社 菅製作所

創造アシスタント企業として菅製作所はクラッチ、ブレーキ、油圧漁労機で省力化を応援します

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テクノロジー

当社では、動力取出しに必要なクラッチ、ブレーキ及び油圧漁労機を製作しております。これらの装置を設計・使用する上で必要な基本計算式を掲載します。 お問い合わせはこちら


T クラッチ・ブレーキの主な計算式

1. トルクの計算
T=9550・P/n=7017・PS/n

2. 平均動摩擦トルクの計算
1) 負荷トルクのない場合
Td=J・n/9.55tae
2) 負荷トルクのある場合
起動加速 Td=(J・n/9.55tae)+Tl
減速停止 Td= (J・n/9.55tab)-Tl

3. 動作時間の計算
1) 負荷トルクのない場合
tae=tab=2π・J・n/60Td=J・n/9.55Td
2) 負荷トルクのある場合
起動加速 tae=2π・J・n/60(Td-Tl)=J・n/9.55(Td-Tl)
減速停止 tab=2π・J・n/60(Td+Tl)=J・n/9.55(Td+Tl)

4. 仕事の計算
1) 負荷トルクのない場合
Ee=Eb=J・n2/182
2) 負荷トルクのある場合
起動加速 Ee=(J・n2/182)・(Td/Td-Tl)
減速停止 Eb=(J・n2/182)・(Td/Td+Tl)

5. 仕事率の計算
1) 負荷トルクのない場合
Pe=Pb=(J・n2/182)・(Nc/60)
2) 負荷トルクのある場合
起動加速 Pe=(J・n2/182)・(Td/Td-Tl)・(Nc/60)
減速停止 Pb=(J・n2/182)・(Td/Td+Tl)・(Nc/60)

6. 寿命の計算
L=V/w・Ee(orEb)=Et/ Ee(orEb)

記号説明

T:トルク(Nm)
P:原動機出力(KW)
PS:原動機出力(HP or hp) 
n:クラッチ・ブレーキ軸の回転数(r/min)
Td:クラッチ・ブレーキの動摩擦トルク(Nm)
J:系のクラッチ・ブレーキ軸換算慣性モーメントの総計(Kcm2)
Tae:クラッチの実連結時間(s)
Tab:ブレーキの実制動時間(s)
Tl:負荷トルク(Nm)
Ee:クラッチの連結仕事(J)
Eb:ブレーキの制動仕事(J)
Pe:クラッチの連結仕事率(W)
Pb:ブレーキの制動仕事率(W)
Nc:クラッチ・ブレーキの作動頻度(回/min)
L:寿命までの連結(制動)回数(回)
V:摩擦板磨耗限度までの総体積(cm3)
w:磨耗率((cm3/J)
Et:磨耗限度までの総仕事(J)


U カップリングトルクの計算式

1. 定格トルク
T=9550・P/n=7017・PS/n

2. 設計トルク
TD=T・K

記号説明

T:定格トルク(Nm)
TD:設計トルク(Nm)
P:原動機出力(KW)
PS:原動機出力(HP or hp)
n:カップリングの回転数(r/min)
K:サービスファクター


V 油圧機器の主な計算式

1. 油圧ポンプ
1) ポンプの軸入力
Ls=(P・Q/60η)・102
2) ポンプの油動力
Lp= P・Q/60=η・Ls・10-2
3) ポンプの全効率
η=ηv・ηt・10-2
4) ポンプの容積効率
ηv=(Q/Qth)・100≒(Q/Q0)・100
5) 原動機の効率
ηe= Ls/ Le

2. 油圧モータ
1) 油圧モータの理論押しのけ容積
Dth=(2π・T)/(P・ηt)・102
2) 油圧モータの出力動力
Ls=2π・T・N/60000=η・(P・Q/60)・102
3) 油圧モータの入力動力
Lm=P・Q/60
4) 油圧モータの容積効率
ηv= (Dth・N/Q)・10-1
5) 油圧モータのトルク効率
ηt= (2π・T/P・Dth )・102
6) 油圧モータの全効率
η=ηv・ηt・102= (Ls/ Lm)・102=(2π・T・N/P・Q)・10-1

3. シリンダ
1) シリンダに必要な圧力
P1=(1/ A1)・(F/ηc+P2・A2・102) ・10-2
2) シリンダに必要な流量
Q= A1・v・10-1+QL
3) シリンダの推力
加速力
F1=m・α=m・v1/t
静摩擦抵抗
F2= μs・m・g
動摩擦抵抗
F3= μd・m・g

記号説明

Ls:ポンプの軸入力、原動機の出力動力、モータの出力動力(KW)
Lp:ポンプの油動力(KW)
Le:原動機の入力動力(KW)
Lm:モータの入力動力(KW)
P:ポンプの吐出圧力、モータの入出力口の圧力差(MPa)
P1:シリンダに必要な圧力(MPa)
P2:シリンダ流入側の圧力(MPa)
Q:吐出圧力Pの時の吐出量、モータへの流入油量、シリンダの必要流量(L/min)
Qth:理論吐出量(L/min)
Qo:吐出圧力P≒0の時の吐出量(L/min)
QL:シリンダの内部リーク(L/min)
T:軸トルク(N・m)
N:回転数(min-1)
η:ポンプの全効率、モータの全効率(%)
ηv:ポンプの容積効率、モータの容積効率(%)
ηt:ポンプのトルク効率、モータのトルク効率(%)
ηe:原動機の効率(%)
ηc:シリンダの推力効率(0.9〜0.95)
Dth:モータの理論押しのけ容積(cm3/rev)
A1:シリンダ流入側受圧面積(cm2)
A2:シリンダ流出側受圧面積(cm2)
F:シリンダ推力(N)
F1:シリンダ加速力(N)
F2:静摩擦抵抗(N)
F3:動摩擦抵抗(N)
v:シリンダの速度(m/min)
v1:加速後の速度(m/s)
m:負荷の質量(KG)
α:加速度(m/s2)
t:加速時間(s)
μs:静摩擦係数
μd:動摩擦係数
g:重力の加速度(m/s2)

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