油圧シリンダーの取付強度

質問

油圧シリンダーを初めて使用しました。
仕様70MPA 100kNの単動シリンダーを□60×3.2ｔのパイプでフレームを
製作し使用した処、フレームが曲がってしまいました。

用途はアルミ製のワーク（30ｋｇ程度）にベアリングを圧入するのもの
なのですが　疑問として　

1）ワークに対し出力が、あまりにも大き過ぎると思うのですが
取付ブラケットに掛かる反力は、シリンダーの使用した出力と
考えて良いのでしょか？　

2）仮に使用した出力が60kNとした場合
　ワークの方が先に壊れると思うのですが、
　それ程のシリンダー出力が必要なもの
　なのでしょうか？
　一般的に、小型ベアリングの圧入程度では
　どれ位の出力が必要なのでしょうか？

初歩的な質問で申し訳ございませんが回答の程よろしくお願いします。

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

油圧シリンダーを初めて使用しました。仕様70MPA 100kNの単動シリンダーを…
ですが、700MPa ⇒ 約700kg/cm2 となり、凄いですね。
そして、100kN ⇒ 10.2トンの単動シリンダーも凄いですね。

それを、角パイプとは言え、3.2ｔでフレーム構成。
曲がるのは、強度計算するまでもなく、想像がつきます。

さて、圧入には、パワーがいるものです。
実際の圧入力は、油圧ポンプの減圧弁を調整し、圧入限界を確認すると判ります。

また、その圧入力は、アルミ製のワークに受けさせるのではなく、
＊ 油圧シリンダのストロークエンド
＊ アルミ製のワークをセットする作業台
の何れかが、理想です。<アルミ製品にキズが付く、割れが生じる等々で>

普通、自動車関連のミッションでは、ストロークエンドを使用します。
当然、そのフレームは、数十mmの板を使用しますが、ベアリングを圧入時
フレームが撓んでいるのが、目で確認できます。

でも、その反力は、ベアリング圧入力のみです。
アルミ製のワークが不良で、それ以上の力が加わった場合、アルミ製ワークが破損
フレームが壊れない設計をするべきです。

お礼

回答ありがとうございます。

今まで、油圧シリンダーを使用する事が無かったので
ワークのサイズに対し、そこまで、パワーが必要と
意識がありませんでした。
今後の教訓として、良い勉強になりました。

仕様書だけでなく、現場を見て設計する事の重要性を
再認識しました。

回答No.1

noname#230359

どの様なフレーム構造かは釈然としませんが
部材が脆弱すぎます

フレームの力学モデルを設定して圧入に必要な
荷重の2倍乃至3倍（これは経験値）の荷重を設定して部材設計の
やり直しが涵養では

Q:1)　A:　確かに出力が大きすぎます
　　　　　フレーム全体に出力が負荷されます

Q:2)　A:　ワークが壊れるのは余程いい加減に
　　　　　例えば斜めに置いて圧入するとかしないと
　　　　　ベアリングは壊れません（繊細な部分も存在しますが）
　　　　　圧入治具をしっかり設計すれば良いことです
　　　　　圧入抵抗でベアリングを壊した経験はありません
　　　　　また壊すような事をすれば次から仕事は来ません
　　　　　現在ではロードセルが手軽に扱えますので
　　　　　圧入機に取り付け実務データを集められた方が
　　　　　宜しいと思います（圧入力の計算式は疲れます）

プレスフレームの設計の基本はシリンダの推力によって決まります

お礼

お忙しい処、回答ありがとうございます。

現状確認して来た所、BOXに組んだフレーム、そのもので無く
シリンダー取付箇所のベース板(t19)が引っ張られていました。

シリンダー出力の認識が、ワークに対し、シリンダーの仕様が大き過ぎると
勝手に判断していました。

大変勉強になりました。ありがとうございました。