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No.000290 コロコンコンベヤ昇降&ターン機構

回転時ワークを保持して飛び出し止め

コロコンコンベヤ昇降&ターン機構

リニアガイド

リニアガイド
商品名極重荷重用リニアガイド 樹脂リテーナ付/互換軽予圧
型番SH2RLZ42-565
特徴樹脂リテーナはボール同士の相互接触がないため高速運転時の低騒音化が可能です
※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です

選定根拠

上下の動作を確実にするため、極重荷重用を選定

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選定可能サイズ

■極重荷重用リニアガイド

材質硬度
炭素鋼58HRC以上

■サイズ展開と各部寸法

ブロックタイプブロック数ブロック幅ブロック長さ全高レール長さ
標準
標準ブロック1・24469.830220-1960
487936220-1960
6085.542280-1960
ワイドブロック1・26369.830220-1960
707936220-1960
9098.642280-1960

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選定順序

■ミニチュアリニアガイドの選定手順

使用条件を決定
(移動体質量、送り速度、運転パターン、寿命時間)

リニアガイドの仕様を仮選定
(使用条件に応じて、ブロックタイプ、
全高、レール長さを仮選定します)

基本的な安全性の確認
  • ●許容荷重
  • ●寿命
  • ●予圧荷重

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精度情報

■予圧と精度基準(互換軽予圧タイプ)

互換軽予圧タイプ

全高ラジアルすきま(μm)
30・36-5~0
42-7~0
寸法精度(μm)互換
Hの寸法許容差±20
Hのペア相互差15
W2の寸法許容差±30
W2のペア相互差25

■走り平行度

(μm)

 レール長さ(mm)
-5051-8081-125125-200201-250251-315316-400401-500501-630631-800801-10001001-12501251-16001601-2000
互換666.57891112141618202326

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速度・荷重(負荷情報)

■重荷重用リニアガイドの定格荷重(互換軽予圧タイプ)

全高基本定格荷重静的許容モーメント
C(動)kNC0(静)kNMA・MB
N・m
MA・M8
N・m
Mc
N・m
3016.3 29.6 167 141 199
3622.4 37.5 246 207 295
4231
(35.5)
51.5
(63.0)
356
(546)
305
(450)
490
(600)

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技術計算

■リニアガイドの寿命計算

●寿命
リニアガイドが荷重を受けて直線往復運動をする場合には、たえず繰返し応力が転動体(鋼球)や転送面(レール)に作用しますので、材料の疲れによるフレーキングと呼ばれる、うろこ状の損傷が現れます。この最初のフレーキングが発生するまでの総走行距離を、リニアガイドの寿命といいます
●定格寿命
定格寿命とは、一群の同じリニアガイドを、同じ条件で個々に走行させたとき、そのうちの90%がフレーキングを起こすことなく到達できる総走行距離をいいます。定格寿命は基本動定格荷重とリニアガイドに加わる荷重から次のように求めることができます
実際にリニアガイドを使用する場合には、まず荷重計算を行わなければなりません。直線往復運動における荷重は、運動中の振動や衝撃、更にはリニアガイドに対する分布状況も十分に考慮する必要があり計算で求めることは容易ではありません。また使用温度なども、寿命に大きく影響を与えます。これらの条件を加味すると前記の計算式は次のようになります
  • L : 定格寿命(km)
  • fH : 硬度係数(図-1参照)
  • fT : 温度係数(図-2参照)
  • fC : 接触係数(表-1参照)
  • fW : 荷重係数(表-2参照)
  • C : 基本動定格荷重(N)
  • P : 作用荷重(N)
●硬度係数(fH)

リニアガイドの使用に際しては、ボールが接触する軸についても十分な硬度が必要です。適切な硬度が得られない場合は、許容荷重が減少することになり、結果として寿命が短くなります
定格寿命を硬度係数で補正してください

●温度係数(fT)

リニアガイドの温度が100℃を超えると、リニアガイド及び軸の硬度が下がり、常温で使用する場合より許容荷重が減少し、寿命も短くなります。定格寿命を温度係数で補正してください
*リニアガイドは、各商品ページの耐熱温度の範囲内でご使用ください

●接触係数(fC)

表-1. 接触係数

1本の軸に組付けられるベアリング数接触係数fc

11.00
20.81
30.72
40.66
50.61

実際のリニアガイドの使用に当っては、一本の軸に対し2ヶ以上のリニアガイドを使用する場合が一般的です。この場合、それぞれのリニアガイドにかかる荷重は加工精度によって変化し、等分布荷重にはなりません。その結果、一軸当りのリニアガイド数によってそのリニアガイド1ヶあたりの許容荷重が変化します。定格寿命を表-1の接触係数で補正してください

●荷重係数(fW)

表-2. 荷重係数

使 用 条 件fw
外部からの衝撃振動もなく
速度も遅い場合 15m/min以下
1.0-1.5
特に著しい衝撃振動もなく
速度も中速の場合 60m/min以下
1.5-20
外部から衝撃振動があり
速度は高速の場合 60m/minを超えるもの
2.0-3.5

リニアガイドに作用する荷重を計算する場合、物体の重量のほかに運動速度に原因する慣性力、あるいはモーメント荷重、さらには各々の時間的変化なども正確に求めることが必要です。しかし、往復運動においては常に起動、停止の繰返しが伴う以外にも、振動・衝撃の要素が考えられ、正確な計算は困難です。したがって、表-2の荷重係数を用い、寿命計算を簡素化します

●作用荷重Pの算出方法
ブロック単体にモーメント荷重が掛かる場合は次の計算式によってモーメント荷重を作用荷重に換算してください
  • P:作用荷重(N)
  • F:下向荷重(N)
  • Co:静定格荷重(N)
  • MA:静的許容モーメントーピッチング方向(N.m)
  • MC:静的許容モーメントーローリング方向(N.m)
  • Lp:ピッチング方向の荷重点距離(m)
  • Lr:ローリング方向の荷重点距離(m)

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ショックアブソーバ

ショックアブソーバ
商品名ショックアブソーバ 調整タイプ 
型番MAC2016S
※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です

選定根拠

上下ユニット下降時の衝撃を緩和するために選定

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選定可能サイズ

■ショックアブソーバ (調整タイプ)

材質(本体)表面処理
SUS303-
SUM無電解ニッケルメッキ
STKM12C
(キャップ)
ポリアセタール/
ウレタンゴム
-

■サイズ展開と各部寸法

ネジ径xピッチストローク全長
M8×0.75558
M10×1.0865.2
M12×1.01084
1492
M14×1.51088
17115
M16×1.512117
20143
M20×1.516127
M25×1.530173
M27×1.525156
M30×1.535206.5
M36×1.525155
50254.5

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速度・荷重(負荷情報)

■ショックアブソーバ (調整タイプ)の速度・荷重

ネジ径xピッチ速度 最大吸収エネルギー最大等価質量
(kg)
ストローク1回当り(J)1分間当り(J)
M8×0.75M51.436.715
M10×1.0S81.0258.890
L1.4710
M1.76
H2.5
M12×1.0S102.9498100
L30
M4.9
H4
H145.430
M14×1.5S103.62147120
L3.9230
M5.8835
H4.5
H1714.717650
M16×1.5S126.3235270
L9.850
M
H10
H2017.660
M20×1.5S1620343600
L29.4300
M200
H120
M25×1.5S30234901100
L49400
M300
H150
M27×1.5S25325391500
L79.3650
M450
H300
M30×1.5S3510011762000
M1961300
H700
M36×1.5S2512515003500
L2002000
H700
S5023523526700
M3922700
H1400

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IDEA NOTE 回転時ワークを保持して飛び出し止め

コンベアユニット前後からシリンダでガイドを上昇させることにより、回転時にワークを保持する

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    2. ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
      サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。
    3. ※枠で囲われた部分がサブアセンブリ単位

    4. 製作部品は寸法や形状を編集しやすいスケッチ、ヒストリーを心がけて作成しています。
    5. ユニットに使用している他社購入品CADデータは、カタログを参照し、ミスミ監修にてオリジナルで作成しています。

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仕様

目的・動作

  • ワーク搬送時エアシリンダとロータリアクチュエータで、上下昇降機構と搬送方向の回転を可能にする

環境・操作性

  • シリンダおよびロータリアクチュエータによる自動機構
  • ローラコンベアユニットへのワーク搬入後は、回転時にワークガイドが上昇しワークを保持

対象ワーク

  • 箱形状:ダンボール
  • 外形寸法:W600×D300×H350[mm]
  • 質量:1[kg]

特徴

動作仕様・寸法

  • 外観寸法:W1109(ワークガイド含む)×D650×H707(ローラコンベアユニット含まず、上昇時)[mm]
  • <ローラコンベアユニット側>
  • エアシリンダストローク量:30[mm]
  • ロータリアクチュエータ揺動角度:90[°]
  • <リフタユニット側>
  • エアシリンダストローク量:250[mm]

必要精度・荷重

  • 必要荷重:397.88[N]

主要部品の選定根拠

    <ローラコンベアユニット側>
  • シリンダ
  • ワーク保持の為、ガイド付シリンダを選定
  • <リフタユニット側>
  • シリンダ
  • 省スペースの為、薄型シリンダを選定

設計ポイント

主要部品の計算工程

  • 使用負荷に耐え得るかシリンダ推力を検証する
  • シリンダの推力
    • 条件値:動かす質量:ワーク(1[kg])+ロータリアクチュエータ(8.3[kg])+コンベヤユニット(15[kg])+リフトベース(16.8[kg])=40.6[kg]、使用エア圧力:0.5[MPa]、シリンダ効率:50%(仮定)、理論出力=2268[N] (カタログより)
    • 負荷:F=m・g=40.6×9.8=397.88[N]
    • シリンダ引き側推力:理論出力×シリンダ効率=2268×0.5=1134[N]
    • 安全率:1134/397.88=2.85

構造の作り込みと設計の勘所

  • エアシリンダを使用し、上下昇降機構
  • ロータリアクチュエータを使用し搬送方向の変更を可能
  • ショックアブソーバにてコンベアユニット下降時の衝撃を吸収
  • ロータリアクチュエータの下側は別ユニットがある為、片持ち構造としている

技術計算リンク

  • 検索コード:#UL290

部品リスト

コロコンコンベヤ昇降&ターン機構 構成部品
No. 部品名 イメージ写真 ミスミ型式 数量 参考単価
(単位:円)
参考出荷日 最新カタログ
掲載ページ番号
1 リニアガイド リニアガイド SH2RLZ42-565 2 41,860 3 日目 1_607
2 ガイド付シリンダ ガイド付シリンダ MGCLF25-30 2 15,300 1 日目 2_1557
3 ショックアブソーバ ショックアブソーバ MAC2016S 1 5,300 1 日目 2_414
4 ノックピン ノックピン MS5-25 4 144 1 日目 989
5 シリンダ用センサ シリンダ用センサ MD13L3 4 2,310 1 日目 2_1548
6 スピードコントローラ スピードコントローラ SPSNL6-1 4 710 1 日目 2_1575
7 極低頭六角穴付ボルト 極低頭六角穴付ボルト CBSST12-25 4 146 1 日目 2_228
8 六角穴付皿ボルト 六角穴付皿ボルト SFB5-10 2 156 1 日目 2_222
9 六角穴付皿ボルト 六角穴付皿ボルト SFB6-15 8 83 1 日目 2_222
10 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト SCBS5-10 4 44 1 日目 2_210
11 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト SCBS6-10 8 46 1 日目 2_210
12 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト SCBS6-12 4 46 1 日目 2_210
13 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト SCBS6-15 10 42 1 日目 2_210
14 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト SCBS6-20 2 51 1 日目 2_210
15 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト SCBS6-30 2 53 1 日目 2_210
16 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト SCBS8-20 20 69 1 日目 2_210
17 金属ワッシャ 金属ワッシャ WSSM40-25-3 1 360 1 日目 2_145
18 無給油ワッシャ 無給油ワッシャ MPWZ35 1 800 1 日目 1_430
  • 上記の部品リストには、ミスミ部品のみをご案内しております。
    部品リストダウンロード(CSV)では、ミスミ部品以外の他社メーカー品、加工品のリストもダウンロード頂けます。
  • 価格、出荷日などは参考値のため実際と異なる場合があります。詳細はWeb Order System等にてご確認ください。
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    4.著作権
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    4. 製作部品は寸法や形状を編集しやすいスケッチ、ヒストリーを心がけて作成しています。
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