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ENGINEERING CALCULATORS

ブレーキの停止距離・時間と吸収エネルギー

技術計算（試験公開）

ブレーキの応答遅れと一定の制動力・トルクから、停止までの移動量と吸収エネルギーを求めます。

入力条件

単位を選んで数値を入力。全角数字・1/8・1 3/8も使えます。単位を切り替えると数値も換算します。

計算結果

参考計算です。実際の設計への適合性・安全性を保証するものではありません。

条件の図

入力：青い記号を押して編集 結果：赤橙の値・線

計算式・適用条件

Linear: a=(Fb−Fd)/m; tb=v₀/a; s=v₀td+v₀tb/2; Eb=Fb·v₀tb/2. Rotary: α=(Tb−Td)/J; tb=ω₀/α; θ=ω₀td+ω₀tb/2; Eb=Tb·ω₀tb/2. Pavg=Eb/tc.

応答遅れの間は速さ一定、制動中は制動力と進行方向の負荷力が一定の理想モデルです。Fd・Tdは制動が効いた後も続く同方向の力です。遅れ中に加速する条件は扱いません。回転入力はブレーキ軸での合計慣性・トルクに揃えてください。制動力が負荷力以下では停止しません。摩擦の変動、速度による制動特性、ジャーク、弾性、滑り、熱による性能低下、電気回生は含みません。平均吸収動力だけではピーク容量や温度を判定できません。機械安全の保護距離を認証する計算ではありません。

表示値は丸めています。図は条件の説明図です。材質・物性の初期値は入力例なので、使用する材料・温度・条件の値に置き換えてください。

計算の参考資料
参考情報としてのご利用について

計算式には荷重・支持条件・変形の範囲などの前提があります。入力値・単位・計算式の適用条件を確認してください。図は条件を説明するもので、製作図や安全の証明ではありません。

材料値は代表値や参考範囲であり、製品の品質保証値や、そのまま使える設計許容値ではありません。規格・製品形状・寸法・調質・温度などで変わるため、採用する製品の仕様書や検査証明書などと照合してください。

表示する安全率や判定は、入力条件と計算モデルの範囲に限られます。規格適合・寿命・疲労・接合部などを含む設計全体の安全性を自動で確認するものではありません。実際の設計・製造・使用にあたっては、適用する法規・規格、製品仕様、必要な試験や専門的な検証を別途確認してください。

計算のために入力値をサーバーへ送る処理はありません。計算結果は規格適合や安全の自動判定ではありません。

この計算で求められること

ブレーキの応答遅れと一定の制動力・トルクから、停止までの移動量と吸収エネルギーを求めます。

入力・結果・適用条件を確認する

主な入力

  • 動きの種類
  • 移動する質量 m
  • 制動開始前の速さ v₀
  • ブレーキの制動力 Fb
  • 制動中も進行方向へ押す力 Fd
  • ブレーキ軸へ換算した合計慣性 J
  • 制動開始前の回転数 n₀
  • ブレーキの制動トルク Tb
  • 制動中も同じ向きへ回すトルク Td
  • 信号から制動開始までの遅れ td
  • 比較する停止距離の上限 slim
  • 比較する停止角度の上限 θlim
  • 停止操作の周期 tc（平均発熱用）

得られる結果

  • 信号から停止までの距離 s (m)
  • 信号から停止までの回転角 θ (°)
  • 信号から停止までの時間 tstop (s)
  • 実際に減速している時間 tb (s)
  • 応答遅れの間に進む距離 (m)
  • 制動開始から停止までの距離 (m)
  • 応答遅れの間に回る角度 (°)
  • 制動開始から停止までの角度 (°)
  • 減速に使える正味の力 Fb−Fd (N)
  • 減速に使える正味トルク Tb−Td (N·m)
  • 制動直前の運動エネルギー E₀ (J)
  • 1回でブレーキが吸収するエネルギー Eb (J)
  • 停止操作を繰り返す平均吸収動力 (W)
  • 入力した停止量上限の使用率 (%)

Linear: a=(Fb−Fd)/m; tb=v₀/a; s=v₀td+v₀tb/2; Eb=Fb·v₀tb/2. Rotary: α=(Tb−Td)/J; tb=ω₀/α; θ=ω₀td+ω₀tb/2; Eb=Tb·ω₀tb/2. Pavg=Eb/tc.

応答遅れの間は速さ一定、制動中は制動力と進行方向の負荷力が一定の理想モデルです。Fd・Tdは制動が効いた後も続く同方向の力です。遅れ中に加速する条件は扱いません。回転入力はブレーキ軸での合計慣性・トルクに揃えてください。制動力が負荷力以下では停止しません。摩擦の変動、速度による制動特性、ジャーク、弾性、滑り、熱による性能低下、電気回生は含みません。平均吸収動力だけではピーク容量や温度を判定できません。機械安全の保護距離を認証する計算ではありません。

関連する計算

What this calculator does

Calculate stopping travel and absorbed energy from response delay and constant braking force or torque.

Inputs, outputs and applicability

Inputs

  • Type of motion
  • Moving mass m
  • Speed before braking v₀
  • Brake resisting force Fb
  • Continuing forward force Fd while braking
  • Total inertia J referred to the brake shaft
  • Speed before braking n₀
  • Brake resisting torque Tb
  • Continuing driving torque Td while braking
  • Delay td from signal to brake engagement
  • Stopping-distance limit slim
  • Stopping-angle limit θlim
  • Stop-to-stop period tc (for mean heat)

Results

  • Distance s from signal to stop (m)
  • Angle θ from signal to stop (°)
  • Time tstop from signal to stop (s)
  • Actual deceleration time tb (s)
  • Travel during response delay (m)
  • Travel during deceleration (m)
  • Angle during response delay (°)
  • Angle during deceleration (°)
  • Net decelerating force Fb−Fd (N)
  • Net decelerating torque Tb−Td (N·m)
  • Kinetic energy E₀ before deceleration (J)
  • Energy Eb absorbed by the brake per stop (J)
  • Mean absorbed power for repeated stops (W)
  • Utilization of entered stopping-travel limit (%)

Linear: a=(Fb−Fd)/m; tb=v₀/a; s=v₀td+v₀tb/2; Eb=Fb·v₀tb/2. Rotary: α=(Tb−Td)/J; tb=ω₀/α; θ=ω₀td+ω₀tb/2; Eb=Tb·ω₀tb/2. Pavg=Eb/tc.

Ideal constant speed during response delay and constant brake/continuing forward load during deceleration. Fd/Td act after brake engagement; acceleration during the delay is not modelled. Refer all rotary inertia and torque to the brake shaft. Brake effort no greater than continuing load cannot stop the motion. Variable friction, speed-dependent braking, jerk, elasticity, slip, thermal fade and electrical regeneration are excluded. Mean absorbed power does not establish peak capacity or temperature. This is not a certified machinery safeguarding-distance calculation.

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