駆動トルク 計算

質問

お世話になります。
駆動トルクの計算についてご教授下さい｡
D=Φ1500 W=15tonの鋼製円筒物をΦ300MCナイロンローラで回転させたいと考えています。円筒物はローラにて両端支持（それぞれ2個のローラ上に45°程度の角度で積載）させ、支持片側に駆動モータ（チェーン駆動）で回転させる機構です。溶接などに使うターニングローラ機の様なものです。
計算にて分からない点は、
?円筒物の慣性モーメント（イナーシャ）を求め、そこからモータ駆動トルクをどの様に計算しますでしょうか？

?円筒物の回転数は4rpm(12m/min)程度と遅く、加速時間の制約は特にありません。機械の種別により違うと思いますが一般的にどの程度を目安としていますでしょうか？

?ローラが回転する際、円筒物との摩擦により滑ったりする可能性があるかと思います。伝達効率が１というわけではないと思いますが、摩擦係数から伝達効率への換算はどの様にすればよいのでしょうか？
また、MCナイロン vs 鉄鋼製の伝達効率の目安が分かりましたら併せてお願いいたします｡

以上､初歩的な問題かもしれませんが、アドバイスのほど、御願い致します。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

＞?円筒物の慣性モーメント（イナーシャ）を求め、
イナーシャの計算
http://home.catv.ne.jp/hh/toku/jdsgn/inertia/inertia.htm
http://sekkei.if.land.to/item_kaiten_keisan
トルクの計算
http://home.catv.ne.jp/hh/toku/jdsgn/torqu/torqu.htm

そんなめんどくさい計算を手計算でやるとミスが多いので
自動計算ソフトを使えば一発解決
http://kijie.com/compute/cal/gd2/
http://www3.jp.nsk.com/psmotor/SelectDriveSystem.html

モータ選定　自動計算
http://cyclo.shi.co.jp/apps/power-calculation/
http://www.nissei-gtr.co.jp/gtr/sentei/keisan.php

インバータ選定自動計算ソフト
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/inv/index.html
http://www.e-mechatronics.com/product/index.jsp

＞?一般的にどの程度を目安としていますでしょうか？
一般的な産業機械は汎用誘導モータで駆動します
ガソリンエンジンやガスタービンエンジンを使う事はまずない
なので、加速時間はモータ特性で決まり（数秒～数十秒程度）
モータの駆動方式でも違いますが
一番安価な電磁開閉器駆動なら２～３秒でモータは全速になる（加速時間は成り行きまかせ）
インバータを使えば滑らかに数十秒程度掛けて加速できる

＞?ローラが回転する際、円筒物との摩擦により滑ったりする可能性があるかと思います
単純に摩擦係数で決まる
↑の自動計算ソフトに計算式は記載されています

http://kousyoudesignco.dip.jp/dynamics-MASATSU.html
http://www.toray.jp/plastics/products/amilan/technical/tec_005.html

お礼

アドバイス有難う御座います。
検討してみます。

回答No.2

noname#230359

駆動の動力計算（回転運動なら、トルク×回転数×定数）は、
? 定常回転パワー
? 加速回転パワー
を確認し、求めます。
但し、緊急停止を考慮するなら、ブレーキトルクも考慮又は計算が必要です。

そして、?はベアリングでローラを受けているので、
ローラ重量×ベアリングの摩擦係数×（ベアリング接触半径）＋ベアリングのシール抵抗
で求めます。
また、?は慣性モーメント（イナーシャ、GD2）で求めます。
当然、規定回転数まで達する時間、角加速度の条件も必要です。
減速機を使用していたら、考慮が必要です。
そして、?＋?で求めます。

お礼

有難う御座います｡検討してみます