トルクとパワー

質問

ある加工機において、主軸が0～200RPMまでトルクが一定という条件があります。
しかし、現加工条件では、回転数が100RPMくらいなのですが、加工していると主軸が停止します。
そこでトルクを上げないとと考えていたわけですが、200RPMでパワーがMAXになるらしく、回転数を上げれば主軸が停止しない可能性があるといわれました。
主軸が停止するということに対して、トルクを上げないといけないと思うのですが、回転数を上げて、パワーを上げるという考えでよいのか？と思っています。
トルクとパワーの関係がいまいちよくわかりませんが、どのように考えたらよいでしょうか？

また、この機械は200RPMでMAXのパワーが出るらしく、100RPMでMAXにするにはプーリ比をそうなるように変更しなければいけないらしいです。
プーリ比により、指定する回転数でパワーをMAXにできるようにできる原理もわかりません。どのように考えたらよいでしょうか？

回答No.7

noname#230359

良く質問されている方ですね。

≻ ある加工機において、主軸が0～200RPMまでトルクが一定という条件があります。
≻ しかし、現加工条件では、回転数が100RPMくらいなのですが、加工していると主軸が
≻ 停止します。
ですが、“主軸が0～200RPMまでトルクが一定という条件があります”は、何によって
回転数が変更できるのですか？

≻ この機械は200RPMでMAXのパワーが出るらしく、100RPMでMAXにするにはプーリ比を
≻ そうなるように変更しなければいけないらしいです。
とプーリが出てくるのですが、回転数変更はプーリなんですか？
（そして、…らしく　や…らしい　と誰かに聞いた内容記述表現）

多分、聞いた方の内容は、（ACモータ＋減速機）で、200rpm仕様。
フラットトルクに近いインバーターで、回転数が0～200RPMまで変更できる。
モータを変更しないで、減速機の減速比を２倍に上げると回転数が1/2になり、
トルクが2倍になる。
減速機の減速手段がプーリと想像します。

それでは、主軸が0～100RPMまでトルクが一定（～200RPM仕様の2倍のトルク）という
条件に変わります。
パワー＝回転数×トルクなんで、
モータがそのまま（パワーが同じ）＝トルクを2倍にする×回転数を1/2にする
モータがそのまま（パワーが同じ）＝トルクを3倍にする×回転数を1/3にする
等々となります。
ですから、トルクを2倍にする×回転数そのまま＝モータ動力（パワー）を2倍にする
トルクを3倍にする×回転数そのまま＝モータ動力（パワー）を3倍にする　事になります。

他の回答者さんも同様に、お礼と評価を行ない、閉じましょう。

何回も投稿している方なんで。

回答No.6

noname#230359

加工屋としての議論なら回答（２）（４）に尽きると思う。
ギリギリのパワーな機械をどうあやすか悩む前に、別の機械に振向けるか、買うか、借りるか、外注するか、考えるより行動べきでしょう。

どういう加工なのか不明だが、ギリギリでは加工品質にも響きますよ。
切削機械のようだが、プレス機械なら典型。型寿命、バリ全て大悪化して我慢できなくなります。

回答No.5

noname#230359

他の方の回答にもあるように、回転運動では
Ｐ(パワー)＝Ｔ(トルク)×ω(回転角速度)　になります。単位の次元からも
判ります。機械において原動機はエンジンであったり、モーターであったり
しますが、いずれも回転数に対する出力(動力)特性が予め示されます。
上式からはω：回転数を上げればパワーが上げられる結果になりますが、この
レベルは動力特性に依存します。一般には低回転では摩擦の影響が大きく、
思ったように出力がでません。減速比を相当上げても、低回転ではトルクダ
ウンすると考えた方が良いと思います。原動側の出力に余裕があるなら、回
転数を落せば、トルクが上げられます。一度その加工機の動力特性を確認す
ることをお勧めします。ちなみにモーターのインバーター制御は定トルク制
御(低回転ではパワーダウンします)が主流です。

回答No.4

noname#230359

>主軸が停止するということに対して、トルクを上げないといけないと思うのですが、
>回転数を上げて、パワーを上げるという考えでよいのか？と思っています。
インバータの年式に拠りますが昔のインバータは低速でトルクが出せません
つまりインバータ出力周波数を上げればパワーは上がります

現在のインバータは昔と違って低速でもトルクが出せるようになっています
貴殿の前回の質問↓
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=251562&event=QE0004

ごちゃごちゃ要らぬ事で悩むよりインバータとモータを交換する方が結果的に安く済ませれると思う
ただ、モータ交換してもフレーム剛性やシャフト剛性の問題であまりパワーは上げれない
それでも概ね１枠程度は上げれるでしょう　＜それくらいの余裕度はあるだろうと希望的観測
例えば現状で２．２ｋｗモータなら３．７ｋｗに交換する

インバータ交換は高価と思い込んでいるようですが
プーリーやギア交換したとして
プーリー単体は安いでしょうけれど
その為のシャフト加工やその他諸々の工賃とかを積算すると
恐らくインバータ交換に匹敵する金額になると思う

プーリー比を変更したとして
その結果「思ったほどパワーが出なかった」場合
ベストなプーリー比を見つけ出せるまで何度でも挑戦するか？　＜これもコスト
それともプーリー以外のギアとか変更するか？

回答No.3

noname#230359

トルクとパワーの関係は機械の主軸出力線図を見れば理解できます。
機械の仕様書に記載されているはずです。
自動車のエンジンの出力線図と同じようなものです。

回答(2)さんの例えと同じような説明になりますが、
自動車でキツイ坂道を登っていてエンジンが止まりそうな場合、
?アクセルを踏んでエンジンの回転数を上げる
?ギアを１段下げて同じアクセルの踏み方でも回転数を上げる
ことによりエンジンパワーがアップする理屈です。

ご質問の機械の主軸モータが500回転でパワー最大になると仮定します。
現在は、モータ500回転＝主軸200回転→プーリ比２：５となります。
プーリー比を１：５にすれば、
モータ500回転＝主軸100回転でパワー最大となります。

回答No.2

noname#230359

> トルクとパワーの関係がいまいちよくわかりません
いまいちも何も、ちょっとは勉強しましょうよ。
高校の物理?程度の内容ですよ。機械技術者なら、必須の領域。

極簡単に書くと、パワー ＝ トルク × 回転数
覚えておこうね。

> プーリ比により、指定する回転数でパワーをMAXにできるようにできる
> 原理もわかりません。
こっちは中学生か、下手すると小学生レベル。
もっと勉強しようね。
変速機付きの自転車乗った事があるでしょ？　あれと同じ。
プーリで回転数を半分に落とせば、同じパワーで回転速度は半分、
でも、トルクは２倍。それだけ。

何事も、自分の頭でちゃんと考えてみる習慣をつけないと、進歩出来ないよ。

回答No.1

noname#230359

厳密に言うと0～200RPMまでトルクが一定というのは難しいです。
ごく低速でもそれだけのトルクが出せる言うのならサーボでしょうけど
単純にパワーを大きくするわけにもいきませんのでその加工機のメーカーと
相談されたほうがいいと思います。