力学（荷重）計算を教えてください

質問

力学計算の計算法を教えてください。
５００ｋｇの鉄製製品を片持ちで上昇させようとしてます。
上昇にかかる力が何ｋｇ必要かわかりません。

条件は以下の通りです。

｜←　　距離６００　→｜
｜　　　　　　　　　　｜
　　　　　　　｛￣￣￣￣￣￣￣}　
＝＝＝＝＝＝＝｛　　　　　　　}
＝＝＝＝＝＝＝｛　５００ｋｇ　}
　　　　　　　 {＿＿＿＿＿＿＿}
↑
何ｋｇの力で上昇（持ち上がるか）させる事ができるか？

巨大なハンマーと考えればわかりやすいでしょうか？
５００ｋｇの鉄製製品センターから力を加える点（力点）までの距離は
６００ｍｍです。

力点にかかるモーメントは
５００ｋｇX６００＝３０００００ｋｇ・ｍｍだと思うんですが
それからどうやって計算するのかがわかりません。

私、計算に関しては素人なんで計算式等お教えください。お願いします。

回答No.4

noname#230359 · ベストアンサー

皆さんの回答の通り、500kgで持ち上がります。
但し、スピード（加速性能）は、ゆっくりです。

水平方向荷重の自動車に例えると、
＊ 人間が押しても、自動車はゆっくり、ゆっくり、と動きます
＊ 馬力の低いエンジンでは、少し物足りなく動きます
＊ 馬力の高いエンジンでは、機敏にキビ、キビと動きます
となるので、（500kg＋α）の力が必要です。

普通、昇降機構なら、500kg×（1.5～2.0）なら問題ないと思います。

そして、昇降機構にガイドを設ける必要があると思います。
そのガイドに、（500kg×600mm）のモーメント荷重が掛かると考え
ガイドの設計をしていけば良いと思います。
（ガイドの構造によっては、そのロスを＋αに加える考慮をする必要があります）

荷重が500kgと比較的重いので、油圧を使用しますか？
その他であれば、バランスウエイトを使用して、
変化する荷重分をモータ等で動かす方がベターです。

お礼

わかりやすい回答ありがとうございました。
実は、ボールネジとモーターでの上昇、下降機構でLMガイドを付ける・・という物なんです。

回答No.3

noname#230359

フォークリフトのような動きなら
モーメントは支持部に必要な剛性を求めるための応力です。
上昇のための力は自重と上昇の加速度を考慮する必要があります。

お礼

アドバイスありがとうございました。
助かりました。

回答No.2

noname#230359

フォークリフトで５００ｋｇを持ち上げる時に
シリンダーの出力と考えて良いですか？

Ｆ＝５００ｋｇ＋部材重量＋抵抗力（様々な要素を含む）

モーメント計算はその次では

お礼

実はシリンダーでの上昇ではなく、ボールねじ＆モーターで上昇させる物なんです。
ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

力学と難しく考えてしまうから、判らなくなるということもあるかも。
シーソーをイメージして頂くと、力点と支点と作用点がありますが、
貴殿の図には、支点が無いように見えます。本当にハンマーのIMGなら、
500kg上げるには同じだけ≒つまり500x9.81Nの力が必要になる？！
つまりハンマーの取手部分が固定端（モーメントと反力を受け持つ）

一般的に中点に支点があると仮定しますと、中点（支点）回りの
モーメントは時計と反時計回りのモーメントが作用反作用の力で
釣り合うことで、静止状態になり、シーソーとして遊べます

さて、これで反力とモーメントが求まりましたが、ここからはシーソー
のフレームが500x300cmのモーメントに耐えられるか、また剛性（たわみ）
はどれ位必要かで材質や断面形状などを決めていくのです。これ以降は
また長くなってしまうし、他の材料力学入門などの書籍で勉強して下さい

お礼

ありがとうございました。
今後は書籍などで勉強していこうと思います。