モータの動力伝達方法

質問

バリを取る装置を設計しているのですがそのモータの動力伝達方法で質問があります。

3.7ｋｗのＡＣモータでインバータをつけ、回転数、トルクは問題ないのですがモータ→砥石（ダイヤモンドホイール）への動力伝達でつまずいてしまいました。

?プーリで行うか、
?モータ軸と砥石の軸（両持ち）をカップリングなど伝達するか、

?か?かで迷っています。
これらの利点と欠点を教えてもらえないでしょうか？
よろしくお願いします。

補足させていただきます。
直結にした場合どのような不都合が生じる可能性があるのかも教えていただけるとうれしいです。よろしくお願いします。

回答No.3

noname#230359 · ベストアンサー

こういうのが設計思想っていうんだけど
設計FMEA（FTA）をかけてみるとわかると思う

とりあえず考えられる不具合は

1
トルク伝達不足による不具合（過負荷近くまでいくと）
2
過負荷になったときのモータ焼け
3
振動によるモータ不具合等です

１　プーリ　だと発生します
２　直結だと発生します
３　直結だと発生しますが　間に　カップリングを入れると防げそうです
ただし、カップリングに高負荷が かかると　カップリングが壊れます

こういった考え方で　ねちねちと考えていくと　まったく斬新的なアイデアが浮かぶかもしれません

ただ行き詰った場合、何かを犠牲にしなくてはならないと思います
（経営判断だったり、設計判断だったりする）

ちなみに、
電動サンダーでバリ取りすると　モータ焼けがやっぱり起こりうるし
エアールータでとれば、パワー不足で大きなバリが取れません
どちらを選ぶかはユーザーしだいです

補足

参考になるアドバイスありがとうございました。
過負荷の問題をどのようにするかが問題ですね。
どうもありがとうございました。

回答No.8

noname#230359

仕事柄 内研機をＯＨしたりしています。

3.7KWでACの直駆動・・・
砥石もダイヤだとすると相当大きい砥石径でしょうかね。

イメージとしては円筒研削盤みたいな？

砥石の能力を十分に活用する為には振動は一番の敵です。
できればモーターもV5クラス(振幅0.005)以下が望ましい
ベルトを使用する際はバンフレックスベルトなどの方が伝達力が高い

本題（前出の回答者さんと同じ部分も多いが お許しを）

プーリーのメリット
1.回転の増速が可能（今回は不要？）
2.モーター振動が伝わりにくい
3.フリクション効果を使える（プーリー径を意識的に変更）
4.モーター位置の自由度がある

プーリーのデメリット
1.構造物が大きくなる
2.ベルトのメンテナンスも考慮する必要あり

直駆動のメリット
1.プーリーより構造的に簡易化できる
2.メンテナンスが楽

直駆動のデメリット
1.プーリーを介した場合よりモーター振動が伝わり易い
2.モーター位置の制約が多い（軸方向の寸法が大）
3.砥石径が変った時(小さくなった場合)に増速できない

一般的な汎用研削盤は 50Hz・60Hz の違いをプーリー径で対応している。

どの様な機械か？スピンドルは？興味がある

私はベルト派だが機械全体のバランスで決定しても良いと思う。
究極はビルトインモーターのスピンドルという手もある。

お礼

簡単に説明すると、グラインダーの3.7kw版でFCD450のバリ取りです。
特定の製品の専用機のために砥石の径は変更なしの予定です。

ベルトにすると著しく機械のバランスが悪くなりできれば直結にしたかったのでとても参考になりました。

どのアドバイスもVベルトが間違えがないみたいですね。直結でもできなくはないみたいですが。失敗はできないので。。。

参考になるアドバイスどうもありがとうございました。

回答No.7

noname#230359

Vベルト駆動の場合，過負荷や異常運転時はベルトで滑るので，特別な保護
装置を設けないで済みますが，直結の場合は何らかの保護装置を設けないと
キーの折損など機械的に損傷すると思います。

お礼

そのような問題が起きてしまいますよね。
参考になるアドバイスどうもありがとうございました。

回答No.6

noname#230359

先の回答者の皆さんがベルト、直結の利点欠点を述べられていますので…
小生の考えを言わさせていただきます。

小生は長く製造の方を経験していて、研磨機を多く使っておりました。
加工する品種は違いますが、直結の研磨機とベルト駆動の研磨機がありました。

直結の研磨機は、
加工物が比較的柔らかく、砥石も比較的軽い物の研磨機に使われていました。
(モータに直に負荷がかかる為、加工抵抗の低い物、イナーシャが小さい物)
固めの物で、ダイヤモンドホイールを使用した物はVベルト駆動でした。

貴殿の詳細条件が判りませんが、ダイヤモンドホイールの砥石と言うのを見ると、Vベルトを選択した方が良い様に思われます。
ただ、Vベルトも2～3本掛けにして、スピンドルを使って砥石軸のベアリングの劣化を遅らせる(回転の抵抗をなくしてやる)方法を取ると良いのではないでしょうか。

お礼

詳細条件を記載していなかったにもかかわらず、推測していただきありがとうございました。
研磨機のベテランの方とのことでとても参考になりました。
どうもありがとうございました。

回答No.5

noname#230359

全体が見えないので何とも言い難いが、私も直結をまづ第一に考えてみたい
Ｖベルトなどの中間伝達機構部分があれば振動を吸収出来るという意味もある
しかし逆に振動がそのまま加工面に反映される気もする。同じベルト駆動でも
タイミングベルトなど直結に近く駆動できる方が感覚的には行ける気がします

コストやスペースなどの制限を第一に考えると、私は自由な発想が損なわれる
ことにもなるので、初めは極力考えないようにしているが、其処が難しいね
そもそもコストを考えると新興国に敵わないが、売れないと何も始まらない

お礼

設計は良い点悪い点を考えていくといろいろと障害が出てきてどこかで折り合いをつけないといけませんよね。

参考になるアドバイスどうもありがとうございました。

回答No.4

noname#230359

回転数・トルクでの問題が無いのであれば、直結を選択すべきと判断します。

プーリー使用のメリットはレイアウトの自由度および最高回転数の変更が
可能であることの２点です。
これが必要でなければ、部品点数の少ない直結を選択します。
さらに、モーター自体の枠番を上げて、直接モーター軸に研磨盤をつける
ことを考えます。

設計経験と調達経験をしていますが、現在の設計上の判断基準はコスト
メリットを出すことです。
いかに良いものを作っても利益がでなければ成り立ちません。
十分使えて、かつ原価の安いものを設計することを、投稿者の方も求められて
いるのではないでしょうか。
コストと品質のせめぎあいに悩むのが「今現在の設計者」です。

お礼

今回の設計は、回答者様の言われる通りのことを強く要求をされており、試行錯誤を繰り返して設計をしております。

有益なアドバイスどうもありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

バリを取る装置で、砥石（ダイヤモンドホイール）は、振動し易い感じがします。
因って、直結にした場合は、その振動がモータに伝わり易いので、プーリを選択します。
小生なら。

お礼

振動やすべり、そして負荷がかかったときなどのことを考えるとプーリを使用したいのですが、スペースやメンテナンスなどを考えると・・・。
参考になるアドバイスどうもありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

レイアウトについて
　ベルト駆動：ある程度の取り回しが可能
　軸直結　　：電動機と駆動物を一直線状に配置する必要がある
負荷に対して
　ベルト駆動：過負荷で滑る可能性がある
　軸直結　　：滑らない
消耗品について
　ベルト駆動：ベルトの交換が必要
　軸直結　　：交換無用とまでは行かないが、交換周期は長い
設置について
　ベルト駆動：軸の並行を出せばプーリーの調整でよい
　軸直結　　：芯出しが必要

思いつく限り書いてみました。参考までに。
あと、個人的な所感ですが据え付けの動工具にはVベルトが多いと思います。

お礼

早速の回答どうもありがとうございました。
やはりレイアウトの面が大きいのですかね・・・。
どの装置を見てもＶベルトが大半なので、直結は根本的に無理なのだと思いました。

参考にさせていただきます。ありがとうございました。