電動機シャフトの軸受け部硬度

質問

インダクションモータのシャフトの軸受けハメアイ部の硬度はどの程度で出来ているのですか。軸径は40～50ｍｍで回転数は１８００or３６００rpmです。
回転数によって軸材質や硬度異なりますか教えてください。また硬度が必要な場合は理由があるのですか。一般の鋼の調質硬度（Hs40～45程度）位では駄目ですか。この結果を他へ応用したいのですが。

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

モーターに限らず、ベアリングのハメアイ部の硬さはＨＳ４０～４５でも十分です。
伝動軸に必要なのは、引張強さ（曲げ応力）とせん断強さ（ねじり応力）になります。強さが増すと硬さも増すことになります。
軸でなく、機械部品として考えると強さではなく、硬さが必要なケースは耐アブレーシブ摩耗、耐ブリネル圧痕、耐ころがり疲れ（フレーキング・ピッチング）だと思います。
あと、伝動軸の疲労強度アップのため、軸表面の硬さを上げる場合はあります。熱処理だけでなく、ショットピーニングのような加工硬化も有効です。

お礼

ｓｙｏ002 様
ご親切な回答ありがとうございました。

回答No.4

noname#230359

回答３さんの
?変形についてですが、
たわみやねじれ変形は硬さではなく弾性係数になります。弾性係数は構造鈍感な性質で熱処理や加工硬化ではほとんど変化しません。
?振動についてですが、
これも固有振動数はばね定数と質量で決まります。ばね定数は形状と弾性係数で決まります。よって硬さは関係ありません。

?変形についてですが
たわみやねじりではなく、微小部分の変形である圧痕の場合は弾性係数ではなく、硬さになります。硬さ試験のロックウェル、ブリネル、ビッカースはいずれもこの性質を利用した試験です。

お礼

再々のお教えありがとうございました。

回答No.3

noname#230359

軸受け相当部というか軸そのものの話となってしまうかも知れません。
軸の設計ですから、?強度、?変形、?振動　が考慮されていると思います。
?強度については省略します。
?変形については､工作機械のスピンドルの場合、たわみやねじれ変形の
問題あります。
　スピンドルが変形したのでは、物の精度出ません。
　硬度ＵＰは、スピンドルの変形対策と思われます。
?振動については、軸の硬度により固有振動数が決まりますが、
　外力あるいは入力の周期とこの固有振動数の周期が一致すると共振の
問題あり、振動の問題さらには軸の破損も考えられます。
　使用回転数によっては､硬度変更による固有振動数の移動が必要な
　ケースも考えられます。

モータの場合、軸の材質が先ず決定されることが多く､自動的に硬度は
決まってしまいます。決定された材質の硬度で上記問題ある場合、
硬度変更となるのが通常です。
軸受け相当部のみに着目して硬度ＵＰというのは、考えずらいと思います。
というのは､荷重、用途によりますが、軸と軸受け内輪は圧入とする
こと多く、硬度ＵＰは作業性を悪くするだけだからです。

回答（４）の通りです。勉強させて頂きました。
以下余談となりますが、
実際、図面記載、検査を考えると、弾性係数ＸＸＸとは規定できず、
簡単に検査できる代替特性が必要な状況です。

お礼

回答ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

過去の回答「軸の表面硬度について」Ｎｏ18930を参照して下さい。
それで足りなければ再度質問して下さい。

お礼

syo002 様
回答ありがとうございました。Ｎｏ18930の内容を見ました。
当方が納得すること書いてありませんでした。
お言葉に甘えて、再度質問したく記します。
具体的には工作機械のスピンドルなどに使うアンギュラーなどの精密でかつ高速の軸受けの軸相当部分は硬度が入っていると聞いたことあります。高速モータなども同じ工夫をしていると思い、モータで聞いた方が一般的かと思い当初の投稿となりました。強度以外の目的で軸受け相当部軸に硬度（例Hrc52など）を入れる意味はあるのでしょうか。