豊富な現場経験を持つ産業用キャスターの専門メーカーである CMCL Casters は、不適切な荷重計算がキャスター関連の故障の主な原因の 1 つであることを発見しました。このガイドでは、標準的な工業用キャスター荷重の計算式と、広く受け入れられている 4 輪設置、3 輪荷重選択原理の背後にあるエンジニアリング ロジックについて説明します。この方法は、倉庫用カート、産業用ハンドリング機器、医療用トロリー、自動機械、カスタマイズされたモバイル システムに一般的に使用されています。
静的な棚システムとは異なり、工業用キャスターアプリケーションでは、移動中の動的荷重、床の凹凸、振動、衝撃力を考慮する必要があります。静的重量の計算のみに依存すると、耐荷重が不十分になることがよくあります。
単輪荷重 = (装置の総重量 + 最大積載重量) ÷ 3 × 安全率
A. 機器の総重量: カート、ラック、機械、またはモバイル機器の自重。
B. 最大積載重量: 機器が動作中に耐えられるよう設計された最大重量。
C. 4 ではなく 3 で割ります。 4 キャスター設置の基本原則については、この記事の後半で説明します。
D. 安全率: 標準的な産業環境では通常 1.3 ～ 1.5。粗い床、頻繁な移動、衝撃が起こりやすい用途では、1.5 ～ 2.0 の安全率をお勧めします。
倉庫用トロリーの重量を計測する80kg 最大荷重を運ぶことができます400kg。
総重量:
80kg + 400kg = 480kg
必要な単一ホイール容量:
480 ÷ 3 × 1.3 = 208 kg
選考結果： 各キャスターの最小耐荷重は次のとおりです。208kg、単純に総重量を 4 で割った 120 kg ではありません。
多くのユーザーは、「カートにキャスターが 4 つある場合、荷重を 4 つに分割しないのはなぜですか?」と尋ねます。
答えは理論的な計算ではなく、実際の動作条件から得られます。
床がコンクリート、エポキシコーティング、またはタイルのいずれであっても、小さな凹凸は常に存在します。床の凹凸や構造上の公差により、4 つのキャスターすべてが常に均等に荷重を支えることは非常に困難です。
実際には、ほとんどの 4 輪カートは安定した 3 点支持システムを自然に形成しており、3 つのキャスターが荷重の大部分を支え、4 番目のキャスターはほとんど重量を支えません。
これが、産業エンジニアが 3 輪耐荷重原理を使用する主な理由です。
機器が横を移動するとき:
A. 伸縮継手
B. 床の隙間
C. スロープ
D. 凹凸のある表面
E. しきい値
負荷分散は即座に変化します。
特定の瞬間には、2 つまたは 3 つのキャスターだけが衝撃力の大部分を吸収することがあります。このような一時的な負荷のスパイクは、理論上の平均負荷を大幅に超える可能性があります。
キャスターの選択が 4 輪の平均に基づいて行われる場合、過負荷による故障が発生する可能性が非常に高くなります。
たとえ精密に製造されていても、次のような点でわずかな違いが生じます。
A. 取り付け穴の位置
B. フレームの平坦度
C. ブラケットの高さ
D. 取り付け精度
不均一な負荷分散が生じる可能性があります。
その結果、1 つのキャスターが他のキャスターよりも常に大きな重量を運ぶ可能性があります。
3 輪の耐荷重原理を無視することは、キャスターの故障の最も一般的な原因の 1 つです。
長年のプロジェクト経験に基づくと、CMCL エンジニアは次の問題に頻繁に遭遇します。
A. ホイールトレッドの変形とフラットスポッティング
B. 曲がったキャスターブラケット
C. ベアリングの過負荷と早期故障
D. 転がり抵抗の増加
E. 操縦性が低い
F. 移動中にカートがぐらつく
G. メンテナンスおよび交換コストの増加
H. 職場の潜在的な安全上の危険
これらの問題は、選択したキャスターが理論上の荷重要件を満たしているように見える場合でも、多くの場合発生します。
3 輪変換原理は主に 4 キャスター装置に適用されます。
3 つのキャスターすべての平均荷重に適切な安全係数を加えた値に基づいて荷重を計算します。一般に、負荷分散はよりバランスが取れています。
業界標準の 3 輪荷重計算方法を使用します。
6 個または 8 個のキャスターを備えた頑丈な機器の場合、エンジニアは通常、十分な動的荷重予備を維持しながら、理論上の平均荷重分散の約 70 ～ 80% に基づいて計算します。
同じ工学原則が特殊なキャスター ソリューションにも当てはまります。オーブン、製パン装置、熱処理機械用に高温キャスターを選択する場合でも、電子機器製造、クリーンルーム、半導体施設用に静電気防止キャスターを選択する場合でも、動的な動作条件に対して適切な安全マージンを維持しながら、常に 3 輪耐荷重原理を使用して耐荷重を計算する必要があります。
荷重計算は適切なキャスター選択の基礎であり、多くの場合、機器の全体的な耐用年数を決定します。物流、製造、医療、食品加工、およびエレクトロニクス業界の顧客にサービスを提供した広範な経験に基づいています。計算された荷重を満たすだけのキャスターを選択すると、耐用年数が短くなることがよくあります。工業用オーブンや滅菌装置で使用される高温キャスターは、耐荷重性能を維持しながら高温に耐える必要があります。 ESD に敏感な環境で使用される静電気防止キャスターは、信頼性の高い静電気放電保護と十分な耐荷重を組み合わせる必要があります。腐食環境や洗浄環境では、ステンレス製キャスターが必要になる場合があります。適切なホイールの材質とブラケットの設計を選択することも同様に重要です。カスタマイズされたトロリー、産業機械、および頑丈なモバイル機器の場合は、専門的な荷重計算を強くお勧めします。
CMCLCasters は、要求の厳しい作業環境向けの産業用モビリティ ソリューションを専門としています。ヘビーデューティーキャスターやステンレススチールキャスターから高温キャスターや静電気防止キャスターまで、CMCL は特定の荷重要件、環境条件、業界標準を満たすように設計された標準およびカスタマイズされたキャスター ソリューションを提供します。 CMCL は、正確な負荷計算とアプリケーション中心のエンジニアリング サポートを組み合わせることで、お客様が機器の安全性、運用効率、長期的な信頼性を最大化できるよう支援します。
