つばき製品選択

技術資料　直動機器　パワーシリンダ選定

選定：Uシリーズ

必要条件

使用機械と使用法

推力または荷重 N{kgf}

ストローク mm

速度 mm/s

使用頻度　起動回数/min

使用時間(時/日)と年間稼働日数(日/年)

使用機械の負荷の性質

使用環境

電源電圧、周波数

選定手順

機種の決定 STEP1

使用環境基準と使用方法などからタイプ(B or C)を決めてください。

形番の決定 STEP2

(1) ストローク、使用頻度、使用時間から年間走行距離を求めます。
年間走行距離 km = 実ストローク m×使用頻度回/日×稼働日数/年×10^-3
(2) 負荷の性質と使用機械より、表1を参照し使用係数を求めます。
(3) 推力、または荷重に使用係数を乗じて補正推力を求めます。
(4) 補正推力と年間走行距離から、下記グラフ「期待走行距離」より枠番を決定の上、ストローク、速度、電源電圧・周波数をもとに標準機種一覧(こちら)から適用形番を選んでください。

表1 使用係数

負荷の性質	使用機械例	使用係数
衝撃のない円滑な作動慣性小	ダンパ、バルブの開閉コンベヤ切替装置	1.0～1.3
軽い衝撃のある作動慣性中	ホッパゲートの開閉、各種移載装置、各種リフタ昇降	1.3～1.5
大きな衝撃、振動のある作動慣性大	台車による重量物搬送、ベルトコンベヤ用バッファ、大形蓋の反転開閉装置	1.5～3.0

注)上記使用係数は一般的な目安であり、使用条件を考慮して決定ください。

特性の確認 STEP3

(1) 使用頻度は、許容使用頻度(表2)以下で使用してください。
(2) 負荷時間率を確認してください。
(3) 惰行距離と停止精度は下記の表3で確認してください。

表2 許容使用頻度

シリーズ名・タイプ	LPUB・LPUC
モータ容量(kW)	0.75	1.5	2.2	3.7	5.5	7.5	11	15
推力・速度	6000S	6000L	6000M	6000H
		8000S	8000L	8000M	8000H
			12000L	12000M	12000H
				16000L	16000M	16000H
					22000L	22000M	22000H
					32000L	32000M	32000H
						50000L	50000M	50000H
起動回数(回/min)	4	4	4	4	3	3	2	2
負荷時間率(%ED)	25%ED

注)本使用頻度はモータの発熱により定められた値です。シリンダ本体の寿命を考慮した値ではありません。

パワーシリンダUシリーズの許容使用頻度は、上表の起動回数と負荷時間率を満足する範囲です。負荷時間率は次式であらわされます。

負荷時間率(%ED) = 1サイクルの運転時間 1サイクルの運転時間 + 休止時間 ×100%

表3 惰行距離と停止精度(参考値)

単位：mm
使用方法		ブレーキ同時切り				ブレーキ別切り※
使用方法		押上げ荷重		吊下げ荷重		押上げ荷重		吊下げ荷重
形番		惰行距離	停止精度	惰行距離	停止精度	惰行距離	停止精度	惰行距離	停止精度
LPUB6000 LPUC6000	S	0.6	±0.2	0.8	±0.2	0.5	±0.1	0.6	±0.1
	L	2.7	±0.6	4.4	±1.2	1.8	±0.4	3.4	±0.9
	M	4.5	±1.0	7.4	±2.0	2.7	±0.5	5.5	±1.5
	H	7.6	±1.7	12.2	±3.2	4.6	±0.9	9.0	±2.4
LPUB8000 LPUC8000	S	1.9	±0.4	2.9	±0.7	1.3	±0.2	2.2	±0.5
	L	3.6	±0.8	5.8	±1.6	2.2	±0.4	4.3	±1.1
	M	5.6	±1.2	8.4	±2.1	3.4	±0.7	6.1	±1.5
	H	－	－	－	－	5.4	±1.0	8.7	±2.0
LPUB12000 LPUC12000	L	2.1	±0.5	3.0	±0.8	1.3	±0.2	2.2	±0.5
	M	3.5	±0.8	5.1	±1.3	2.1	±0.4	3.6	±0.9
	H	－	－	－	－	3.6	±0.7	5.9	±1.4
LPUB16000 LPUC16000	L	2.8	±0.6	4.0	±1.0	1.7	±0.3	2.8	±0.7
	M	－	－	－	－	2.6	±0.5	4.0	±0.9
	H	－	－	－	－	3.9	±0.7	8.6	±2.4
LPUB22000 LPUC22000	L	－	－	－	－	1.3	±0.3	2.0	±0.4
	M	－	－	－	－	2.0	±0.4	4.2	±1.0
	H	－	－	－	－	2.7	±0.5	4.4	±1.1
LPUB32000 LPUC32000	L	－	－	－	－	1.3	±0.3	2.0	±0.4
	M	－	－	－	－	2.0	±0.4	4.2	±1.0
	H	－	－	－	－	2.7	±0.5	4.4	±1.1
LPUB50000 LPUC50000	L	－	－	－	－	1.3	±0.3	2.0	±0.4
	M	－	－	－	－	2.0	±0.4	4.2	±1.0
	H	－	－	－	－	2.7	±0.5	4.4	±1.1

※ブレーキ別切りの結線はこちらをご参照ください。

荷重の種類

押上げ荷重

吊下げ荷重

垂直使用

注)実際の作動ではロッドの回転防止が必要です。

惰行距離：リミットスイッチ、または停止ボタンが作動して停止するまでの距離。この惰行距離は、荷重のかかり方、操作回数によって変化します。

停止精度：停止を繰返したときの停止位置のバラツキ量です。

寿命の目安

パワーシリンダUシリーズの製品寿命は、シリンダ(ナット)の走行距離を目安にしてください。

シリンダ(ナット)の走行距離

ボールネジの寿命は、転動面の疲労による剥離により決まります。この期待走行距離グラフで概略の寿命をご確認ください。
ただし、衝撃の多い場合、適正な潤滑やメンテナンスのなされていない場合は大幅に期待走行距離は短くなります。

期待走行距離(km) = 実負荷ストローク(m)×使用頻度(回/日)×稼働日数 / 年×10^-3×期待年数

右のグラフは、L10寿命を基準としています。L10寿命とは、全体の90%以上が達成できる寿命を走行距離で表したものです。寿命を基準に、パワーシリンダを選定される場合は、右のグラフより形番をお選びください。

負荷がストロークの途中にて大きく変動する場合には、下式にて等価荷重(P_M)を算出してください。

P_M = P_MIN + 2×P_MAX 3

P_M：等価荷重N{kgf}

P_MIN：最小荷重N{kgf}

P_MAX：最大荷重N{kgf}

さらなる期待走行距離をお求めの場合にはN仕様(こちら)をご検討ください。

期待走行距離

選定例

使用法：ホッパーゲート開閉(中間2点停止、前進・後退限押付停止)

必要推力：41.2kN{4200kgf}

ストローク：1000mm

速度：1000mmを約45秒位

使用頻度：60分間に1往復(1往復/時)

使用時間：8時間/日、250日稼働/年耐用年数5年程度

負荷の性質：軽い衝撃のある作動、前・後進とも負荷

使用環境：屋外設置、粉塵多い、温度0～35℃

電源：220V 60Hz

タイプの決定

押付停止や内部停止あり → Cタイプを選択

形番の決定

1.使用係数：1.3
2.補正推力：41.2kN{4200kgf}×1.3 = 53.6kN{5460kgf}
3.形番： LPUC 6000 L10 K2 J
K2...中間2点停止

J......ジャバラ付(粉塵多い)

特性確認

1.起動回数
- 起動回数：2回/60min < 4回/min
- 負荷時間率：
  
  1000mm 22mm/秒※ ×2回(1往復) 60分×60秒 ×100 = 2.5% < 25%
  
  ※速度算出　1000mm / 45秒 = 22mm / 秒
2.総押付(引付)停止回数：2回/1往復、耐用年数5年(250日/年)
- 2×1×8×250×5 = 2×10⁴回 < 10×10⁴回

寿命の確認

1.年間走行距離：1.0×2×1回/時間×8時間/日×250日/年×10^-3 = 4km
2.期待走行寿命：4km×5年 = 20km
3.等価荷重：P_M = 53.6 + 2×53.6 3 = 53.6kN{5460kgf}

※上記の荷重－期待走行距離よりLPUC6000の期待走行寿命を満足する。

選定時の注意事項：Uシリーズ

ブレーキの保持力

パワーシリンダUシリーズの停止時における荷重保持力は、定格推力以上発揮しますので定格荷重の保持に使用できます。この保持力は、ブレーキ付モータのブレーキ作用により発生します。ブレーキは停止中、常にスプリング力でブレーキ作用をするスプリング制動式で、ブレーキトルクはモータ定格トルクの150%以上の保持力があります。

※パワーシリンダを選定される場合、使用荷重(静時・動時)は、定格推力を超えないように安全率を見込んだ十分な推力のパワーシリンダをお選びください。

ブレーキ停止

この方法は、リミットスイッチまたは停止ボタン操作でブレーキを作動・停止させ、ストローク上・下限、中間停止など、多段の位置決めができます。作動速度や負荷により惰行量や停止精度が異なります。

正確な位置決めをしたいときや作動速度の速いものは、ブレーキ別切りにすることをおすすめします。リミットスイッチの設定は惰行距離を見込んで停止信号を与えてください。

参考値を上記表3に示します。

Cタイプの押付停止許容回数

高頻度で押付(引付)停止をする場合

1日10回以上の頻度でご使用になる場合には、下表の機種別基準総停止回数をご参照ください。

タイプ	LPUC6000～LPUC32000
速度	S,L	M	H
基準総停止回数(×10⁴回)	10	3	※

注)
1.押付(引付)停止でご使用になる場合にはブレーキ部の結線は別切りを推奨します。
2.上表を超えてご使用になる場合にはストローク調整LSによる停止をおすすめします。
3.押付(引付)停止でご使用になる場合、相手装置の強度は定格推力の250%以上としてください。
4.シリンダ停止時はインバータで減速してご使用ください。
　※寿命は皿ばねのたわみ量に影響しますので、減速するほど基準総停止回数を増加させることができます。
　例：H速でご使用の場合、S速と同等速度で停止させると基準総停止回数が10万回までとなります。詳しくは当社までお問合せください。
5.UC50000は押付(引付)停止を常用で使用できません。

水平駆動時の許容質量

ダンパやホッパゲートの開閉や通常の反転、傾斜、昇降などでは起動時に安全装置は働くことはありませんが、台車の水平移動など慣性が大きい場合には起動時に安全装置が働き、スムーズに作動が行なわれない場合があります。各機種毎の許容質量mは、表4をご参照ください。

台車質量：mkg
摩擦係数：μ
台車走行抵抗：= μm ≦ 定格推力

表4 許容質量m

単位：kg
パワーシリンダ形番		LPUB6000 LPUC6000	LPUB8000 LPUC8000	LPUB12000 LPUC12000	LPUB16000 LPUC16000	LPUB22000 LPUC22000	LPUB32000 LPUC32000	LPUB50000 LPUC50000
速度	L	42000	51000	170000	204000	305000	680000	960000
	M	35000	40000	123000	160000	230000	490000	1080000
	H	25000	32000	74000	100000	307000	670000	720000

注)低速度Sの場合には、問題になることはありません。

連動運転方法

パワーシリンダは、図1のように数台のパワーシリンダに荷重分担させて搬送、昇降作業ができます。これは負荷変動による速度変化が少ないためです。

選定にあたって右の項目に注意してください。

図1 数台のパワーシリンダによる連動運転

制御方法

始動は全数同時に電源を入れ、停止はそれぞれのパワーシリンダについたリミットスイッチで行ってください。1個のリミットスイッチで全数を制御しますとストロークの累積誤差が生じますから避けてください。

連動精度

作動中の各パワーシリンダの速度変動は、負荷変動により生じ一般には5%程度です。停止時のバラツキは、上記表3の停止精度をご参照ください。同期をされる場合はマルチ仕様をご使用ください。

1台当りの推力必要推力 N{kgf} パワーシリンダ使用数×連動係数

表5 連動係数

パワーシリンダ使用数	2台	3台	4台	5台	6台
連動係数	0.8	0.7	0.6	0.55	0.5

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