回転する軸と、軸受けの凍結

質問

水分が付着したステン軸と、樹脂系無給油ブッシュ軸受けで
軸が低速回転しながら気温が氷点下に達した場合
軸と軸受けが凍りつき、不動となってしまうのでしょうか
因みに摩擦熱は発生しない、とします。

回答、おねがいします。

回答No.4

lumiheart · ベストアンサー

摩擦熱が発生するかの問題ではなくて
問題は軸受けサイズと駆動トルク

具体的には
マブチモータの１．５Ｖ　０．４３Ｗ
http://www.mabuchi-motor.co.jp/cgi-bin/catalog/j_catalog.cgi?CAT_ID=fa_130ra
このタイプのモータで駆動する程度か？

それとも３０ｋＷ級三相誘導モータか？
http://www.hitachi-ies.co.jp/products/motor/neo100/index.htm

計算したわけではありませんが
カチンカチンに凍りついたとしても
３０ｋｗもあれば氷を破壊して廻せるくらいのトルクはあるでしょう
でも、軸受け直径が５ｍで幅が３ｍくらいあると廻せないかもしれない
そんな巨大な軸受けが有ればの話ですが

要するに氷の固着トルクよりも駆動トルクのほうが大きければ回る
駆動トルクのほうが小さければ止まる

回答No.3

chiha2525

問題の主旨（素材云々）をまったく理解していないのですが、
摩擦熱が発生しないというなら、摩擦がない＝軸が止まることは無い
ということになるんじゃないでしょうか。

回答No.2

mazeran

このような問題を設定されるとき、実際「摩擦熱」は重要なファクタとなります。
加えて「不動」になるか否かを問われるのであれば、結果は実際と路線の違う方向へ行く危険性がありますが、大丈夫でしょうか。

結果としては、摩擦熱は発生しないと仮定すると、確実に凍結して動かなくなります。

しかし、発熱量はわからなくとも、摩擦熱が発生するものと仮定すると、凍結する場合としない場合とに分けることができます。

負荷が小さければ凍結かる確率は高くなり、大きければ低くなる傾向にあります。

負荷が「小さい、大きい」を定量的に表すには、「摩擦係数」、「軸受けが受ける圧力」、「スキマ」、「気温（下降率、到達温度など）」、「回転数（周速度）」などなど、いろいろなものが微妙な関係にありますので、重要なインプットデータになります。

とは言え、なかなか理論通りには行かないものなので、重要な意味のある軸受けであれば、実験を行われることをお勧めします。
様々なデータを取り、相関関係などを洗い出して、パターンを把握することで保証関係が明文化できます。

回答No.1

tsuyoshi2004

一般的なステンレスと軸受用の樹脂であれば、その程度の温度であれば化学的に変質するとは思えません。

問題はシャフト表面や軸受け内面に氷が張ればクリアランスが無くなるので、それが原因で回らなくなることはありえるでしょう。

実際にはシャフトの表面粗さや軸受面の樹脂の種類などでどのような現象が発生するかは変わるのではと思います。