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インバーターによるモーターのトルクについて

AC200V、2.2kwインバーターユニットを使用し、2.2kwインバータモートル付き減速機(減速比:1/35)を駆動いたしておりました。回転数を減らすため0.4kwインバータモートル付き減速機(減速比:1/195)に交換いたしました。そこで取り敢えず、インバーターユニットはそのまま2.2kwインバーターを使用しておりましたが、シャフトの折損、ギヤの異常摩耗、変形が見つかり、その原因として、インバータを疑っております。今回の特殊な使用方法で、0.4kwのモーターは一体トルクはどれほど出ていたのでしょうか。モーターが壊れる前に機械本体が破損した物と思ってはいるのですが、数値で報告書を書く必要があり、その数値に困っております。どなたかご教授下さい。メーカーにも問い合わせしておりますが、何時返事が来るかわかりません。宜しくお願い致します。

noname#230358

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noname#230359

モータの慣性モーメント Iに対して 角速度変動すれば 歯うちや軸破損しそうですね。 衝撃力がギヤ比の2乗に比例して増えます。  35*35/195*195=大体31分の1  ですので トルクよりは共振破壊を疑っては。 また、トルクは インバータ 許容電流で 瞬間トルクが決まりますので 定格出力はあまり意味ありません。  慣性モーメントはわかりますか。 軸のねじり応力とねじり断面係数は?   おおきなインバータを小さなモータと組み合わせると、短い時間では 大きな電流を流し込めることになります。またモータ特性も 出力 とトルク比が違う上に 電流の流し込み方が変わっていますので トルクの立ち上がり パルスが大きくなっているのではないでしょうか。  これは ハンマでたたくような入力になりますし、一度モータが共振すると 大きな力が軸に働きます。 この共振の慣性力は 慣性モーメント* ギヤ比2乗 に比例します。 そこで出力軸がこれに耐えうるか、計算できませんか?  壊れているので ギヤの安全率は1以下です。計算が違っています。 入力が10倍以上になっているか、強度が10分の一になっているか、その両方か。 強度の下がる理由は上記のとうりとすれば、入力の増える理由は? と考えると、動的入力と静的入力があります。 とうぜん静的は計算されたでしょうから、動的入力を疑います。  動的入力で インパクト応答とすると 静的値の2倍になります。  また定常共振が発生すれば 無限大になります。  問題は インバータが大きいので 起動時の静的短時間トルクも2.2/04=5倍ぐらいになってないかな ということです。これで2*5=10倍ですね。

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質問者からの補足

ご回答いただきありがとうございます。 詳しくご説明いただきましたが、よく理解できておりません。 誠にすみません。 もし良ければ、もう少し詳しく(出来れば簡単に)ご指導いただけませんでしょうか。ご無理申しますが宜しくお願い致します。 ご指導ありがとうございます。 詳しい説明をさせていただきます。 住友のサイクロ減速機+住友のインバータユニットを使っております。 減速機からチェーン(30T:36T)を介して主軸を回しております。 その主軸からギヤ(m:4-16T:19T)にて従動軸を回しております。 今回破損しましたのは従動軸の折損とそのギヤです。 従動軸にはかなりの捻れの負荷が予想されます。 軸の折損はベアリングの破損状況及び破断面の状況から、ラジアル荷重による疲労折損であろうと考えております(ベアリングにグリース給油なされてない為にベアリングが腐食し保持器が壊れた。結露が激しいためグリースが充満されていないと水がたまりベアリングが腐食する)。ただ、4~5ヶ月間でのギアの摩耗と曲がりがあまりにも速すぎるため、何か原因があるのではと考えております。ギアの強度計算では安全率10を満足しております。 ご多忙の中にご指導頂き誠に有り難うございます。 ギヤの安全率につきましては勘違いをしておりました。 計算には許容歯元曲げ応力を21kgf/mm2としSFを1.2としておりました。 起動時には200%を超えるトルクが出力されるが運転時にはモーターの定格を超えることはないことはよくわかりました。共振破壊についても何となく理解出来そうです。ただ、説明を求められると未だ答える事は出来ないですが。 有り難うございました。

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