機械設計の決まりごとについて

質問

機械設計する際の『決まりごと』について伺います。
例えば、コンベア、モーター選定は三相200V、空圧は0•4MPaなど、わかるよね？みたいなことがすごく多いなと感じます。
そういった機械設計、装置設計する際の決まりについて経験者の方にご教授いただければ助かります。いわゆる当たり前のことになるのかなとは思いますが。細い事でも構いません、知識として蓄積させたくよろしくお願い申し上げます。できれば、そのように決まっている経緯、エビデンスいただければ納得感が高まります。

回答No.8

nowane4649

一番の「決まりごと」と言えるのは、「『わかるよね？』みたいな対応をされる内容は概ねローカルルールである」ということでしょう。
きちんとした管理がなされていれば、そういった『わかるよね？』な対応とはならず、設計規約という形で定められていたり、設計仕様として明言されているものです。それらの管理をサボって「前と同じ」を漫然と繰り返すと『わかるよね？』に変質していきます。

半分ネタとして紹介すると
1.幾何公差を入れる場合、同軸度公差よりも振れ公差で指定した方が製造が楽な場合がある。
理由：同軸度公差の対象は非実体である「軸」となるので、データム軸で回して、180°対向位置の振れを測り、軸位置を算出する必要がある。なので実体である円筒面表面を対象とする振れ公差の方が測定しやすい。大抵の場合で同軸度が欲しい時は径の精度も必要で実質振れ公差と大差ない。

2.表面性状の表し方は2世代分くらいは対応表を用意しておいた方が良い。
未だに年配の加工者ですと表面性状というか表面粗さは「星幾つ」で考えることが染みついていたりします。なので、現行規格の√記号式Ra表記だと「これは結局、星幾つなんだ？」と聞かれる場合が稀によくあったりします。

3.古い施設での引っ掛け型コンセントの世代に注意。
現行の規格では引っ掛けコンセントは単相用の接地2ピンと接地無し三相用の3ピンで別れていますが、昔は今の接地2ピンで接地無し三相を流していることもありました。ですので、古い施設の引っ掛けコンセント使用案件は仕様の確認が必須です。

回答No.7

lumiheart

>例えば、コンベア、モーター選定は三相200V
https://www.orientalmotor.co.jp/products/safety/power_supply_voltage/?category1_cd=AC16
三相200Vは地球上において日本国内の陸上のみダヨ！
地球全体から見れば200Vは例外的に珍しい存在
日本の常識は世界の非常識
世界の常識は日本の非常識

日本国内でもAC400V配電は少なくない
https://www.iij.ad.jp/dev/tech/activities/dc_facility01/
所謂、化学プラント、コンビナート系では200Vよりも400Vの方が多いかもしれない
https://www.jpca.or.jp/studies/junior/howto.html

回答No.6

ohkawa3

ご質問者さんの視点とは多少ズレているようにも思いますが、まずは「機械設計の基礎」のようなタイトルの本を購入して、常にお手元で」参照できるようにしたら如何でしょうか。
https://shopping.yahoo.co.jp/search?rkf=2&uIv=on&first=1&ei=utf-8&seller=1&p=%E6%A9%9F%E6%A2%B0%E8%A8%AD%E8%A8%88%E3%81%AE%E5%9F%BA%E7%A4%8E&sc_e=sydr_sstlspro_10002_statrep&__ysp=5qmf5qKw6Kit6KiI44Gu5Z%2B656SO#sproanchor

ご質問者さんは、職場の先輩から「わかるよね？」のように言われることが鬱陶しいので、情報が欲しいのだと思いますが、まずは素直に受け取って、自分自身の知識として積み上げていけばいいと思います。
動力用の電力はなぜ3相200Vなのか、国内で50Hzの地区と60Hzの地区があるのはなぜか、誘導電動機の容量が1.5、2.2、3.7、5.5kWのようにとびとびなのはなぜか・・・・エビデンスは、多くの場合、JISなどの国家標準、海外規格、メーカーのカタログなどにあります。ご自身で理由を調査することで、納得できて、知識として定着すると思います。

回答No.5

kon555

細かいところを挙げれば無限に出てくるでしょうね。
　特に業界によってもバラバラでしょうし、量産品か一品ものか、加工先が自社か外注か、みたいな事でも変わります。
　そんなあやふなや物ですよ、という前提の回答になります。

1.ボルトの効き代(かかり代)は最低1dは欲しい
　dとは呼び径のこと。M5の1dは5mmです。ちなみに鉄の場合です。
　要はネジ部が引っ掛かっている長さは呼び径と同じくらいは欲しいよなぁ、という事です。
　厳密な事を言うなら、それこそ要求精度や入力次第でケースバイケースですが、ザックリとした感覚判断の目安ですね。
　理論的な裏付けとしては、ナットが0.8dになっている事が挙げられるかと。キッチリ管理され安定的に製造されているナットが0.8dですから、加工精度などを20％程度考えて、1dあればまあ・・・みたいなイメージです。

2.ピン角は避ける
　これは外側のカド(シャープエッジ)も内側のカド(隅R)も同じくですね。どちらも怪我や破損の原因になったり加工コストが上がったり、基本的にNGです。
　理屈としては、シャープエッジが怪我の原因になるのは言わずもがな。刃物みたいなものですからね。
　隅Rについては以下サイトあたりが参考になるかと。
https://jp.meviy.misumi-ec.com/info/ja/archives/13728/
https://monoist.itmedia.co.jp/mn/articles/1201/10/news011.html
　ちなみに仮に隅R0が実現できるとして、応力集中による破損の原因にもなるので、基本的には避けた方が無難です。

3.積み上げ公差は上振れ/下振れを見越す。
　これは完全な量産品などには当てはまらないのですが、逆にミドルボリューム程度の生産量だと非常に大きなトラブルになります。
　例えばt10、厚さ公差±0.01の板を100枚積み上げたとして、理論上の高さはt1000付近に収束するハズです。個々の誤差が均等に発生し、打ち消す合うように働く、という理屈です。
　しかし実際のところ、多くの加工現場では『板は厚く、棒(軸)は太く、穴は小さく仕上げる』という傾向があります。要は削り量を最小化しようとするわけですね。
　このため上記のような積み上げ系の設計をすると、最終的な仕上がりは偏りがちになります。
　これは加工側の立場としては分かりやすい理屈で、削り量が多い程時間がかかるのと、削り代に余裕があれば傷や多少のミスがあってもリカバリーできる可能性があるためです。

　求められている物とはちょっと違うかな？　とは思いつつ、まあご参考程度にどうぞ。

回答No.4

SPIKE-NLOS

機械設計において、決まりごとは多岐にわたります。例えば、JIS規格に基づいた製図ルールがあります。また、機械設計においては、コンベアやモーター選定など、使用する部品の規格が決まっていることが多いです。これらの規格は、安全性や信頼性を確保するために設けられています。ただし、規格があるからといって、必ずしもその規格に従う必要はありません。設計者自身が判断し、最適な設計を行うことが求められます。また、決まりごとがある経緯やエビデンスについては、製品の仕様書や規格書などを参照することで確認できます。

回答No.3

lumiheart

>まともな機械設計士になるには２０年以上の知識とスキルを積み重なる必要
いにしえの昭和時代はその通りだったんだが
必ずしも現代でもそれが当てはまるとは限らなくなった

現代の”お約束”
「差し当ってミスミから探せ！」
https://jp.misumi-ec.com/ec/incadlibrary/
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/basic_tech
既にそれなりに安全率を見込まれてるんで、コピペで設計完了

重要な事はミスミの事例がそのまんま当てはまるのか？当てはまらないのか？の見極め
でもまぁ、普通の産業機械の約7割くらいはそのまんま当てはまる
と、思う　　　　＜個人的感想です

回答No.2

tetsumyi

機械設計は物凄く幅が広く膨大な知識とスキルがないとまともな物はできません。
材質と形状による強度、加工方法、標準部品、摩擦と磨耗、力とトルクとパワーを計算上で見極め設計します。
そうしないと機械としての安全性と必要寿命を満たすことができません。
それができていない中国製は高速列車の様に直ぐに故障したり大事故を起こします。
まともな機械設計士になるには２０年以上の知識とスキルを積み重なる必要があるでしょう。
ですから普通は特定の分野の機械だけで限られた製品しか製造はしませんが。

回答No.1

bardfish

所謂「お約束」ですよね。

あえて言うなら、機械を設置する場所の電源とエアーに適合するようにすること・・・でしょうか？
100Vしか引かれていないところで200Vの機器は使えないなんて、ある意味「常識」ですよね。
だったら、電力とエアーの総容量と余力を把握している部署もしくは担当に聞くことも必要かと･･･

使用電力と他の設備の電力の合計が現場にひかれている動力線の最大に収まっていなければ工場の電源が全て落ちて大変なことになります。
※限界ギリギリで使い続けると火災の原因にもなります。

設備の中には稼働中に電源が喪失するとセットされている部材を全て交換しなくてはならないものもあったりします。モノにもよりますが、破棄する部材には高価なものがあり一瞬で数百万の損失が出ることも･･･