空気圧シリンダーに最適な取り付け構成を選択する方法：最適なパフォーマンスに関する考慮事項

エマーソンのプロダクトマーケティングスペシャリスト、アクチュエーター、VitorRangelによる

アプリケーションに適したサイズの空気圧アクチュエータを選択した場合は、今度はそれをどのように取り付けるかを決定します。シリンダーの用途に最適な取り付け構成を選択することは、最適なパフォーマンスを確保し、シリンダーの平均寿命を最大化するための重要な設計上の考慮事項です。

設置と世界的な互換性を促進するために、ほとんどのシリンダーマウントはNFPAまたはISO規格に基づいて構築されています。さまざまなバリエーションがありますが、取り付けスタイルは通常、固定中心線取り付け、固定非中心線取り付け、およびピボット中心線取り付けの3つの主要なカテゴリのいずれかに分類されます。

アプリケーションに適切なマウントを選択する場合、考慮すべき主要な要素はアプリケーション自体です。ほとんどの場合、アクチュエータの意図された機能とアプリケーションの要件または制約によって、選択する取り付けタイプが大きく決まります。考慮すべきいくつかの重要な要素は、シリンダーストローク（長い対短い）、運動面（水平、垂直、または曲線経路に沿った）、荷重のサイズおよび荷重条件（ガイド付き対非ガイド付き）、ピストンロッドと設置スペース。状況によっては、マウントの材料は、その機械的特性やアプリケーション環境によっては、関連性がある可能性もあります。

これらの要素はすべて、動作圧力も決定的な要素になる可能性のある高圧油圧シリンダーにも当てはまることに注意してください。特定のシリンダーマウントは、そのような設計で考えられる高い力と動作圧力に起因する過度のせん断応力と曲げ応力に関連する早期の故障を防ぐために、減圧定格があります。

クッションを適切に調整するのと同様に、取り付け構成を慎重に検討しないと、シリンダーが早期に故障する可能性があります。したがって、シリンダーの取り付けに関連する問題を回避するのに役立ついくつかのガイドラインとベストプラクティスを提供したいと思います。

シリンダー取り付け用語を理解する

一般に、NFPAおよびISO規格の対象となるシリンダー取り付けタイプの体系化は、以下に示すNFPAの例に従って、2文字と数字で構成されます。

固定された中心線の取り付け– 取り付けタイプMX1、MX2、MX3、MF1、MF2、MF5、MF6、ME3、ME4、MS3。

中心線以外の取り付けを修正– 取り付けタイプMS1、MS2、MS4、MS7

ピボット式センターラインマウンティング– 取り付けタイプMP1、MP2、MP3、MP4、MT1、MT2、MT4、MU3

最初の文字はマウント（M）かアクセサリ（A）かを示し、2番目の文字はスタイルを示します。

B –本体
E –ヘッド/キャップ
F –フランジ
P –ピボット

R –ねじ山付きノーズ
S –足またはラグ
T –トラニオン
X –スタッドまたはタイロッド

注：マウントコードを3文字で構成することも可能です。これは、文字（D）が標準の指定に追加されるダブルロッド構成の一般的な方法です（例：MDF1 –フロントフランジマウント付きダブルロッドシリンダー）。

取り付けの命名法の基本について説明したので、次に、主な取り付けカテゴリのそれぞれの明確な利点と制限を見てみましょう。

固定された中心線の取り付け

名前が示すように、固定中心線取り付けは、シリンダーの推力がシリンダーロッドの中心線に集中するアプリケーションで最適に使用されます。このように力を集中させると、シリンダーは、正方形または長方形のフランジ、延長されたタイロッド、または中心線ラグを介してヘッドエンドまたはキャップエンドに取り付けることができます（ただし、この方法はあまり一般的ではありません）。固定センターラインマウントは、直線的な力のアプリケーションに適しており、パワー延長ストロークの揺れに対してより安定する傾向があります。フランジマウントは、優れた強度と剛性を提供しますが、ミスアライメントに対する許容度は低くなりますが、拡張タイロッド設計は剛性は低くなりますが、モジュール性が高くなり、取り付けの柔軟性が高まります。

固定中心線取り付けを選択するときは、いくつかの追加事項に注意することが重要です。荷重下でのずれやたるみを防ぐために、シリンダーマウントを剛性構造（機械フレーム）に取り付け、可能であれば、ロッドエンドの移動経路が直線的でガイドされていることを確認する必要があります。これにより、空気圧シリンダーが詰まる可能性もあります。 。ロングストロークシリンダーの場合、シリンダー本体の自由端も、前述の問題のいくつかを回避するために追加のサポートが必要になる場合があります。

中心線以外の取り付けを修正

固定された非中心線の取り付けでは、シリンダーの推力はシリンダーロッドの中心線と平行に整列されますが、中心線上には整列されません。この取り付けスタイルはおそらく取り付けが最も簡単で、簡単で簡単なサービスと交換が可能です。シリンダーは、エンドラグマウント、サイドラグマウント、またはサイドタップマウントを介して取り付けることができます。

この取り付けスタイルのオフセットスラストラインは、取り付けボルトに曲げ応力と追加の負荷をかけ、時間の経過とともにボルトが摩耗したり緩んだりする可能性があるため、特別な考慮が必要です。したがって、耐用年数と安全性を最大化するには、この取り付けを非常によく調整する必要があります。荷物は正確で直線的な経路を移動し、水平方向と垂直方向の両方で十分に支えられ、誘導される必要があります。堅く取り付けられたシリンダーは、特に完全に引っ込められたときに、一貫した固定されたミスアライメントに耐えることができません。そうは言っても、ゼロであるマイナーなミスアライメント 完全に収縮し、ストロークとともにわずかに増加する場合は、通常、頑丈な構造で許容されます。

ピボット式センターラインマウンティング

ピボット式中心線取り付けは、一般に、荷重の経路が曲がっている、またはミスアライメントが問題であり、回避できないアプリケーションで使用されます。この取り付けスタイルでは、円柱の中心線を1つまたは複数の方向にスイングでき、通常は1つの平面で大きな動きが発生します。クレビス、アイ、トラニオンマウントはすべて、ピボット式センターラインマウントの例です。

クレビスマウントは、最も用途が広く広く使用されているマウントの1つであり、短ストローク、中ボア、または小口径のシリンダーアプリケーションに最適です。一方、トラニオンマウントは、クレビスマウントが通常使用されるアプリケーションで使用できますが、シリンダーの全長が長すぎる原因になります。

ロングストロークおよび/または重いシリンダーの場合、中央または中間のトラニオンマウントが最適です。一般的に、このマウントはシリンダーの重量を支え、最大推力時のシリンダーのバランスポイントの近くに配置する必要があります。

球形マウントは、ピボット式センターラインマウントの一般的で特定のスタイルでもあります。スフェリカルベアリングで構成されたこのマウントは、ピボット運動の主平面に垂直な平面である程度の角度運動（通常は5〜10度の運動）を可能にし、最大の効果と保守性のためにグリースフィッティングと組み合わせて使用​​する必要があります。

大事なことを言い忘れましたが、ピボット式センターラインマウントを検討するときは、ロッドエンドシリンダーアタッチメントもピボットできるようにする必要があることに注意してください。シリンダーメーカーのアクセサリブラケットと厳しい公差のピボットピンを使用して、適切なフィットと操作。

シリンダー性能を最適化するための追加の考慮事項

この記事全体で触れられているように、シリンダーの寿命を延ばし、最高のパフォーマンスを確保するには、シリンダーの推力をピストンロッドの中心線にできるだけ近づけ、ミスアライメントやサイドスラストがないようにすることが非常に重要です。中心から外れたスラスト荷重と側面荷重は、予想されるロッドベアリングとロッドシールの耐用年数を大幅に短縮するため、絶対に避けてください。

取り付けスタイルに加えて、シリンダーを取り付けるときに見逃してはならない他のいくつかの側面があります。ピストンロッドの露出部分を損傷しないように注意する必要があります。ねじ部品は、仕様に合わせてトルクをかけ、ねじの肩にしっかりと引っ張って、曲げを最小限に抑え、疲労応力を軽減する必要があります。シリンダーチューブの傷やピストンシールの損傷を防ぐために、シリンダー内でのピストンロッドの過度の回転は避けてください。最後に、ロングストロークシリンダーのたるみの損傷を防ぐために、追加のサポートまたは中間マウントの組み込みを検討する必要があります。

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