設計者CAEは普通の解析と何が違う？（6）

「装置用架台」をテーマに、DFMEAシートを埋めていく（2/3 ページ）

公開 2018年05月11日 09時00分

更新 2018年06月05日 16時41分

著者

土橋美博／飯沼ゲージ製作所

[TechFactory]

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テーマ：「装置用架台」……DFMEAシートを作成せよ

　簡単なモデルを例に、前回お見せしたシートを作成してみます。

テーマ：装置用架台
⇒考えられるリスク
1．架台強度不足
2．温度影響による架台の熱膨張
3．振動する

といったものを挙げてみます。

　そのリスクは漠然としています。原因というものを想定していけば、漠然とした内容も細分化されていきます。まずは「1．架台強度不足」と「3．振動する」の2つのリスクについて検討してみましょう。

装置用架台

　装置用架台は、「ユニット」と呼ばれるアセンブリがベース面上に設置され、架台は顧客納入先の床に設置されます。また、架台内部には、電源や制御系の電装ユニットを収納することがあります。この架台は、一般的に溶接鋼材によって構成され、その上部には平板形状の鋼材が溶接やネジによって固定され、床とは「アジャスタフット」と呼ばれる部品により接触状態で設置されます。

　この架台において、「1．架台強度不足」「3．振動する」とはどのような物理的な現象になるのでしょうか。設計者が1人で、もしくは解析担当者と一緒にDFMEAシートを記入するときのイメージで考えてみます。設計者Aさんと解析担当Bさんの会話です。

A：□50mm中空の角形鋼管と、20mm厚さのベース面の溶接構造で大丈夫か心配だな……。

B：今回の架台はどの程度の重量を想定しているの？

A：これからユニットは設計になるけど……。大体、ユニットが総重量で400kg、安全カバーと操作パネル関係で100kgくらいじゃないかな。

B：ユニットの設置箇所は構想レイアウトの通りだよね？

A：一応……。ベース面に4つあって、それぞれ重量が違う予定。安全カバーの設置箇所はベース面の8つのつもり。

B：では、どこが変形すると問題なの？

A：主要な部分はメインのユニットになるので、ベース面のこの主要ユニット部は変形してほしくない。

　設計の始まりでは、これでも情報量が多いかもしれません。ディスカッションはさらに進みます。

B：振動もリスクには挙げているけど、そういえば、装置を設置する床はグレーチングだよね。剛性的にどうなの？

A：あ、分からない。ユーザーに確認してみる。でも、装置近くにプレス装置があるみたい。

A：振動って見ることができるの？

B：振動の何を見たいの？　プレス装置の振動数って分かっている？

A：いや……分からない。でも、その影響でこちらの装置が揺れるようだと困るな……。

B：「固有値」「共振」って知っている？　この固有値と同じ振動の影響で共振するよ。

　筆者の経験では、「この振動って見ることができるの？」という質問をよく聞きます。「振動の何を？」と聞き返すと答えてくれないことがほとんどです。例えば、解析対象をインパルスハンマーでたたいてその応答を見るのかといえばそうではなく、「漠然と揺れるのか、揺れないのか」という意味で聞いてくることがほとんどです。

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設計者CAEは普通の解析と何が違う？

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