ポンプ、モーター間のカップリング継手について

質問

ポンプ、モーター間のフランジカップリングについて、例として本来の仕様がカップリング外径Φ150に対し、Φ300にした場合、ポンプとモーターに於ける変化はどのようなことがあるでしょうか？

私が思いつくのは、
①モーメント荷重が上がり、振れやすくなる(振動しやすい)。
②起用時と停止時に遠心力が効いて、回りだしと回り終わりでの惰性で負荷(軸受？羽根車？)を低減できる。
③振れ安い為軸受へのダメージが大きい(②と矛盾してますが。。)

等々

回答No.1

iyonohanamuko · ベストアンサー

振動しやすくなるでしょうね。

・起用時のモーター負荷がかかる
・初速が遅い、完全停止まで時間がかかる（ポンプの空回りへの懸念）
・カップリングゴムの劣化が早くなる

規格外の取り付けの変化は想像でしか思いつきませんが、こんな感じでしょうか・・・。

補足

回答ありがとうございます。
質問下手ですみませんが、回答3様に補足しているのでこちらも確認して貰えると助かります。

回答No.5

hahaha8635

>>起用時と停止時に遠心力が効いて
メカ的にはなんとなくそうなるように思われますが

そもそも反対
質量が増えるので
力＝質量ｘ加速度　なので

回り始めようとする力は増大するので
>>負荷(軸受？羽根車？)を低減
負荷は高まります

回転数が安定し一定速度の場合は　質量は関係ないので

単に始動時・停止時の負荷が増えただけ

運動の第1法則（慣性の法則）
https://w3e.kanazawa-it.ac.jp/math/physics/high-school_index/mechanics/force/henkan-tex.cgi?target=/math/physics/high-school_index/mechanics/force/first_law_of_motion.html

運動の第2法則（運動の法則）
https://w3e.kanazawa-it.ac.jp/math/physics/high-school_index/mechanics/force/henkan-tex.cgi?target=/math/physics/high-school_index/mechanics/force/second_law_of_motion.html

等加速度直線運動
https://w3e.kanazawa-it.ac.jp/math/physics/high-school_index/mechanics/motion/henkan-tex.cgi?target=/math/physics/high-school_index/mechanics/motion/linear_motion%20_with%20_constant%20_acceleration.html

簡易フライホイール
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%9B%E3%82%A4%E3%83%BC%E3%83%AB
になるので
負荷変動時のエネルギ蓄積効果があるように思われるが

ポンプの羽が浮ける負荷は　回路全体の水の質量なので
https://syoubou123.com/2019/02/water-hammer-toha/
　ポンプの場合
　　　下流部の押される力と
　　　上流部の引っ張られる力

3倍程度では
効果はうーーーーん　って感じ　

CVTとか付いてれば別だけど
https://www.zurich.co.jp/car/useful/guide/cc-cvt/

回り始めと停止時・速度変動時のモーターの電気的負荷における
劣化のほうが問題になると思うよ

回答No.4

iyonohanamuko

補足拝見しました。

他の回答者で影響については記載の通りの懸念があると思います。
身バレを防ぐため、情報がかなり制限されているためこれ以上の回答は難しいかもしれませんね。
あえていうなら【ポンプへの影響を考慮したため】ということでしょうか。
タイプがギヤなのかスクリューなのかはたまたロータリーなのか不明ですが、流体への配慮だったりポンプのケーシング内の問題であったり・・・様々だと思います。
少しでも参考になれば良いのですが。

回答No.3

ohkawa3

振動の問題とも関連しますが、大径のカップリングの場合、使用できる最高回転数の制約を受けるかもしれません。2極のモーターを使っている場合（50Hzで3000rpm、60Hzで3600rpm）は、大径のカップリングは、使用できる最高回転数を超える可能性があることを考慮した方がよさそうに思います。

ところで、現在使用中のカップリングに対して、例えば2割程度大径のカップリングで代替することを検討する事態はありそうですが、2倍もの大きなカップリングで代替しようとすれば、軸径、軸の長さなど考慮が必要な事項が多々出現してくるように思います。困難を乗り越えても大きなカップリングを使用したい事情がおありなのでしょうか？

補足

身バレが怖かったので詳細は伏せてましたが、今回客先で整備したポンプのフランジカップリングが通常の形と違い、改造してポンプ側は正常、モーター側が3倍ほど外径が大きくなってモーターの外径と同じくらいのものがありました。
過去に過負荷停止を繰り返してる機器でこのような改造をしてるとの説明でしたが、どういった理由で過負荷の対策になるのか、また他にもメリット、デメリットはあるのかを知りたくて質問しました

回答No.2

ohkawa3

＞本来の仕様がカップリング外径Φ150に対し、Φ300にした場合
カップリング部分のイナーシャが増大するので、回答(1)さんがご指摘のような事態が想定されると思います。
1) 起動時間（回転数が定常状態になるまでの時間）が長くなる
2) 停止時間（電源を遮断してから停止するまでの時間）が長くなる
その一方で、振動が大きくなるか否かは、カップリング部分のダイナミックバランスがとれているか否かに基づくと考えられるので、十分な精度で仕上がっているカップリングならば、問題ないとも考えられます。
Φ300のカップリングが信頼できる製品ではなく、軸径を調整するためのアダプターを組み合わせたような場合であれば、ダイナミックバランスが悪い可能性を想定した方がよいと思います。

補足

回答ありがとうございます。
やはりスタート、ストップに時間がかかるのと振動が懸念されるのですね。。
回答3様に補足しているのでこちらも確認して貰えると助かります。