歯車の異常摩耗について

質問

クレーンの所要動力ならびに動力伝達機器選定でご教授願います。
現在稼働中の設備で、ピニオンギアの摩耗が発生しています。
設備は他社メーカー製で、保守を弊社が担当しています。
装置仕様は
・搭載荷重を含めて３０ton
・走行レールスパン：１７ｍ
・走行速度：５０m/min
・加速・減速時間：３sec（インバーター制御）
・走行駆動：３．７kw減速機×４台
・車輪：４輪×４ヶ所（走行軌条は２列で片側４輪×２）
・車輪はボギー構造ではなく、リジッドで固定
・伝達：ピニオン連結による４輪全駆動×４ヶ所
・ピニオン：ｍ４、歯幅４０mm（S45C高周波焼入れ）
・使用頻度：５回/時間で３０ｍ程走行
・スパン内で荷重位置が変動し、片側に集中して走行している
グリースは1回/月のペースで保守時に塗布
この様な装置で、ピニオンの摩耗が異常に早く進行しています。
歯車の歯面強さが不足しているのが第一要因と考えていますが、
どの様な検証をすれば良いのでしょうか？
３．７kw単品の減速機に対するm6の歯面強さは良いのですが、
装置全重量に対し、このギヤの選定で良いのか？についてどの様に
えればよいのか？
路面は型鋼上であり構造上、車輪が全て接地はしていませんし、
最悪４輪中１輪で受けている箇所もあるようです。

以上、宜しくお願い致します

回答No.2

noname#230359

＞ピニオン：ｍ４、歯幅４０mm（S45C高周波焼入れ）
S45C調質or焼きならしor生材のまま 後、高周波焼き入れによってもかなり違う
回答1さんの言う通り現物があるならば実負荷の測定やデータ取りも可能だろう
から、より正確な設計検証もできると思う。何はともあれ現状把握から始まる

回答No.1

noname#230359

＞歯車の歯面強さが不足しているのが第一要因と考えていますが、・・・・
設計上の計算検証が必要でしょう。定格運転でのピニオンにかかる荷重を計算
してください。ピニオン径や減速比がわからないので、具体的には述べられま
せんが、歯車の基本計算で算出できます。おそらく起動停止における荷重値が
問題になると思いますが、負荷側の慣性も考慮する必要があるでしょう。
この場合の基本式はＴ(トルク)＝Ｊα(慣性モーメント×角加速度)です。
下記参照ください。

参考URL：

http://www.khkgears.co.jp/gear_technology/guide_info.html

お礼

KHKによる基本計算では許容所要動力でNGとなります。
おっしゃる通り、負荷側の慣性で左右される要因が大きい事は理解します。
検証してみます。
車輪にどのように負担させるかにより、強度も変わると思いますので、
そこも考慮して再検討してみます。
ご意見有難う御座いました。

補足

減速機：１５０ｒｐｍ
出力軸：２４T
ギヤ車輪：５７T
出力軸は左右のギヤ車輪に連動し
さらに下側で２７Tのピニオンで対となる車輪に連動で４輪駆動されています。