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50000rpmで回転するには最適な羽根の形状は？
- 羽根を最適な形状にすることで、50000rpmでの回転を実現する方法をご教示ください。
- 羽根の直径が約50mm程度で、最高で50000rpmの回転をさせたいと考えています。効率の良い羽根の形状について教えてください。
- 使用するエアーの圧力は5kg/cm2で、回転時間は99時間を超える予定です。エアーモーターとして使用するために、トルクは23N・mを目指しています。
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エアーモーター？は、エアータービンと考えて良いのでしょうか？エアータービンという前提でお答えします。東京海洋大学に刑部と言う先生がいます。osakabe@e.kaiyodai.ac.jp 空気を動力にすると、空気の比重量が、22.4リットルで、約29グラム、それに空気圧力を掛けたものが、スピンドルを回すエネルギー減となります。ノズルからの空気噴射速度はマックスが音速（340m/sec)これが、スピンドル外径φ50に伝えることができる最高速度です。ですから、φ50の最高周速は、約130000rpmと言うことに成ります。エアタービンの場合、衝動タービンになります。衝動タービンのコツは、排気効率に全てがかかってきます。羽の形状は、φ50なら、20枚前後で、普通のギア（水車の羽）型で十分です。なおノズルの径は大きくする必要があります。音速が出せるのは、ノズル直径の５倍までの範囲です。これを、ポテンシャルコアと呼びます。φ50ですと、多分重量がかなりあると思いますので、空気を大量に使う必要があります。
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上記HP見ました。…その他この詳細は直接上記メーカーにお伺いしたほうでよろしいでしょうか。 ↑に対して、お答えします。 実は、以前、私が設計製作したものです。 ノズルは、φ1.5mm。軸直径は、φ25mm。100,000rpmは確認しましたが、フィールドバランサーでバランスを取った方が良いです。バランスを取らないと、どこかの回転数で、激しい振動が起こります。これを、危険回転数と呼びます。東京海洋大学の刑部先生の指導の下に、設計製作しました。エアを供給すると、自然に回転が始まります。回転数の制御は、スピードコントールバルブが必要です。山武の「マスフローコントローラー」を使うと、リモートコントロールで速度制御が可能でした。現在は、技術アドバイスに回っているので、製作してあげることはできません。作り方のノウハウを提供します。 lab72@po28.lcv.ne.jp に直接問い合わしていただければ、更に詳しい情報を提供できると思います。
お礼
いろいろ有難うございます。 早速ですが現在試作にて製作しているのも があり、詳細をお伺いしたいのでメールいたします。
空気静圧軸受けで、100000rpmが出せるベアリングのイメージ画像みつけました。
お礼
上記HP見ました。 エアタービン内臓オリフィス絞り型エアベアリングとありましたがこれ自体にエアーを供給すると100000rpm回転するという事でしょうか？その他この詳細は直接上記メーカーにお伺いしたほうでよろしいでしょうか。
微妙かもしれませんが、自動車のターボチャージャーに使われているタービンの形はどうでしょうか？ あの形状ですと、高速流体を回転の力に変換することができます。 むしろ、計算してないので申し訳ないのですが、支持するベアリング（軸受）の選定が問題になると思います。ボールを使用するにしてもかなり特殊なものになると考えられますし、流体軸受がよさそうですが、研削盤以外で使われていると聞いたことがありません。 そもそも、具体的な用途はなんでしょうか？ 文章からして加工機のスピンドルと感じましたが……？
お礼
早速の回答有難うございます。 一度調査して検討してみます。
お礼
早速の回答有難うございます。 HP等参考にてみます。