【機械設計技術者試験】普通科文系出身で1級合格した勉強資料公開！

産業機械の基礎

試験勉強資料

2023.05.022024.08.20

機械設計技術者試験の科目の一つである、
産業機械の中の、
産業機械の基礎についての、
オリジナル勉強資料を公開いたします。

機械設計技術者試験合格を目指される方の
お役に立てればと思っております。

機械設計技術者試験 3級
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産業機械の基礎

穴埋め問題の類似問題です。
太線・赤太線の部分を語句郡の
中から選択する出題内容です。
スキマ時間等で繰り返し読んで
覚えてもらえたらと思います。

①産業機械

次の文章は、工場生産に使用される
産業機械について述べたものである。
空欄に適切な語句を下記から選択せよ。

(空欄部は太字・赤太字と仮定します。)

産業機械は、DVDレコーダー、カメラ、
プリンターや自動車のように、一般に市販
されていて消費者が使う機械と異なり、その
機械で生産された製品の低コスト・高品質が
要求され総合産業機械が工場で稼働している
場合は、時間稼働率・性能稼働率・良品率の
積である総合稼働率で評価される。

時間稼働率は、
負荷時間(実際に稼働しなければならない
時間)に対して、
実際に稼働した時間の割合である。
性能稼働率は、
設備が本来持っている能力に対して、
基準サイクルタイムと加工数量の積の
割合である。
良品率は、
投入した数量に対して、実際に出来上がった
良品の割合である。

加工度が高く、付加価値の高い製品では、
産業機械のサイクルタイムを短くすれば
生産数に比例してコストが下げられる。
ところがサイクルタイムを短くし過ぎると、
生産数は増えるものの、機械の故障が増え、
時間稼働率が下がり、作業工程が不安定に
なって、良品率も下がる。
従って、サイクルタイムには、
コストを最低にする最適値が存在する。

②運動力学

次の文章は、運動力学について
述べたものである。
空欄に適切な語句を下記から選択せよ。

(空欄部は太字・赤太字と仮定します。)

物体は外部からの力を受けると、3次元の
ある方向に、次のニュートンの運動の3法則
に従って動いている。

(01)慣性の法則

慣性の法則 (運動の第1法則)

物体に外から力が作用していないか、
または、いくつかの力が作用していても、
その合力が0(ゼロ)ならば、
運動の状態は変わらない。
静止している物体は静止の状態を保ち、
運動している物体は等速運動を続ける。

(02)運動の法則

運動の法則 (運動の第2法則)

物体に力が作用すると、
力の向きに加速度が生じる。
加速度の大きさは、
力の大きさに比例し、
物体の質量に反比例する。

(03)作用・反作用の法則

作用・反作用の法則 (運動の第3法則)

物体Aが物体Bに力を及ぼすと、それと同時に
物体Bも物体Aに力を及ぼす。
作用・反作用の2つの力は、
同一作用線上にあって、
大きさは等しく、向きは反対方向である。

③空気圧回路

次の文章は、空気圧回路を利用するに
あたっての注意事項を述べたものである。
空欄に適切な語句を下記から選択せよ。

(空欄部は太字・赤太字と仮定します。)

空気圧回路では、
圧力によって空気の体積が変化する為、
シリンダの速度を正確に制御することは
難しい。通常、複動シリンダでは、
排気流量を絞ることにより速度制御を行うが
この方式をメータアウト回路という。

参照：SMC株式会社 WEBカタログより

速度制御弁(スピードコントローラー)は、
なるべくシリンダの近くに設置し、
組立後の速度調整では全閉の状態から
徐々に最適な状態に調整する。
調整後、調整ねじを固定しておく。

一般には微速度(50[mm/s]以下)で制御する
のは難しく、シリンダ内径が細くなるほど
難しい。

空気圧回路の設計では、
停電あるいは非常停止時の安全対策も含めて
次の安全対策を講じておく必要がある。

参照：SMC株式会社 WEBカタログより

(01)残圧排気回路

回路内の圧力が封入(ブロック)された状態の
時、残圧排気回路を制御状態に合わせて、
手動操作できるようにしておく。

(02)飛び出し現象

装置の運転を停止する時、また緊急停止する
場合で、シリンダロッド側・ヘッド側のいず
れの圧力も、残圧排気対策がとられている
回路の場合、再スタート時、シリンダに空気
が供給される反対側の回路は大気圧で、
再スタート時に排気抵抗になる圧縮空気がな
く、速度制御(メータアウト制御)ができず、
一気に加速して飛び出し現象が起こる。

参照：SMC株式会社 WEBカタログより

(03)安全機構対策

供給空気がダウンする時、緊急事態である。
空気圧機器の破損、配管のはずれなど、
予測できない異常事態に備え、設計段階で
安全対策の配慮が必要である。
安全機構対策として、保持機構の安全対策と
移動中の安全対策がある。

(04)設定圧力

保持力が必要な空気圧回路の場合では、
設定圧力の確認に圧力スイッチを使用し、
設定圧力に達しない場合には、
警報を出すか運転できないように制御する。

参照：SMC株式会社 WEBカタログより

(05)シリンダロッドへの負荷

シリンダを取り付ける場合、
ロッド先端の動きが、シリンダ軸芯と
ずれないように取り付ける必要がある。
十分な精度が確保できない時は、
ロッド先端にフローティングジョイントを
設けたりする。

参照：SMC株式会社 WEBカタログより

また、ストロークの長いシリンダの場合は、
ロッドのだれを防ぐために、適切なサポート
を設けるなどの対策が必要になる。

また、ロッドに横荷重がかかるのも好ましく
ないが、ある程度の荷重がかかるのは避けら
れない場合が多い。
その場合でも、横荷重は最大推力の1/20以下
に抑える必要がある。

参照：SMC株式会社 WEBカタログより

パソコン閲覧用資料(印刷用)

産業機械の基礎

私が過去に受験勉強した資料で
不足たくさんあると思います。
そこはご容赦いただければと。
それと、クセ字もすみません。
クセが強すぎて一部の同僚には
「シマ字」と言われてました。

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