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モーターが回らなくなった！半年前に交換したチェーンが伸びていた
- 極めて軽負荷のチェーンが急に伸びる現象が発生。根本的な原因はステンレスチェーンの強度不足。スチールチェーンを利用すべきだった。
- モーターと減速器の間の伝動にはVベルトが使用されていたが、ほとんど切れていた。
- 経験談やアドバイスを募集していたが、問題の原因はステンレスチェーンの使用と判明。ステンレスチェーンはスチールチェーンとは全く別物と考えるべき。
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これは意外。ステンレスチェーンはたいへん弱いです。 ＪＩＳ規格品 伝動用ローラチェーン http://www.ocm.co.jp/OCMrollerchain.html SUS304 http://www.ocm.co.jp/Stainlesssteelrollerchain.html 呼び番100の許容張力の比較 KN 24.51：2.55 で凡そ10分の１ 他メーカで析出硬化系ステンレス鋼を使用したものでもその1.5倍ていど。 ステンボルトを使った失敗談はあるが、何分の一ぐらい。 析出硬化なら頑張ってくれるはずが、これでも意外です。 SUSが低い理由を調べてみると、引張強さよりも耐摩耗性の差です。 https://tt-net.tsubakimoto.co.jp/tecs/qada/cdc/qada_cdc.asp ステンレスチェーンの最大許容張力は、スチールチェーンに比べ約1/8程度に低下します。 これは、許容張力の設定方法が下記の通り異なる為です。 〇RSローラチェーン(スチール製) RSローラチェーンの最大許容張力は、疲れ限度を基に設定した値となっています。 この値以下の荷重であれば繰返し負荷をかけてもRSローラチェーンの疲れ破壊は起こりません 最大許容張力内であれば、特殊雰囲気でない限り、チェーンは摩耗で寿命に至ります。 〇ステンレスドライブチェーン(SS仕様) ステンレスドライブチェーン(SS仕様)の最大許容張力は摩耗性能を基に設定した値となってます (部品が生材で、RSローラチェーンに比べ硬さが低い為、耐摩耗性が問題になります。) これを越える張力が掛かると、チェーンの摩耗伸びが早期に発生し、ピン～ブシュ間の凝着摩耗 による屈曲不良も発生します。 食品関係のコンタミ、クリーンルームの発塵、を嫌う環境では注油できず耐摩耗性がさらに低下することも大きいのでは。
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>>ステンレスチェーンに交換したことで強度が不足したのでしょう。 なぜこの結論に達したのかわからないが http://www.toishi.info/metal/hardness.html ステンのほうがやや硬いのですが >>モーターが回らなくなったので開けてみたら、半年前に交換したローラーチェーンがやたら伸びていた。 突っ込み点 チェーンが伸びたから モータが回らなくなることはない ↑ チェーンが歯飛びするなど起こる モーターが回らなくなったのでチェーンが伸びた ↑ チェーンに負荷がかかり引っ張られモーターが損傷した は 起こる そんなばななと思ったら 中空ピンですね https://www.mekasys.jp/print.php?sid=RS_0303&type=goods&page=1&grp=&narrow=& 抜粋 ・ピンに穴を設け、その穴を利用して各種アタッチメントを取付けるチェーンで搬送用に使用されます。 会話がずれてる SSのほうは 中空ピンで 何もないほうは 中実ピンです 材質の違いだけではなかった 違う型番見てたです
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レスポンス有難うございます。 私も数字を比べて目を疑いました。 椿本チエインの40番チェーンの標準品同士の比較です。 最大許容張力 [kN {kgf}] RS40-SS-1(ステンレス)：0.44{45} RS40(スチール)：3.63{370} 他のメーカも見ましたが、似たり寄ったりでした。 本文の通り、チェーンの伸びとモーター故障は全くの別件です。 信じがたいでしょうけど、現実です。 RS40-SS-1 https://tt-net.tsubakimoto.co.jp/tecs/pdct/cdc/pdct_Dtl_CSS.asp?kata=RS40-SS-1 RS40-1 https://tt-net.tsubakimoto.co.jp/tecs/pdct/cdc/pdct_Dtl_CRC.asp?kata=RS40-1 私だけじゃなくて安心しました^^; 椿本の場合、中空ピンをホロ―ピンと呼んでおり型番にはHPが付きます。 ステンレススチールは型番にSSが付きます。 型番にSSのみはステンレスの中実ピンになり、HP-SSとつくのがステンレスの中空ピンです。 中空ピンは特別仕様のため高いのでアタッチメントを取り付ける用途以外で使うことは稀でしょう。
一般に言われるようなチェーンの伸びは恰も其れ自身が伸びて変形した感じだ が、そうではないのが殆どです。伸びは所謂チェーンのブッシュとピン部分の 摩耗が塵も積もれば山となった結果として判別できる伸びとなったものです。 参考までに、チェーンメーカーによっては耐魔耗を強化した製品もあります。 これはチェーンに作用する張力よりも屈曲回数により摩耗がより進む。しかも 錆が生じるような箇所では更に摩耗伸びというのか、相当に伸びるだろうから 潤滑を考えなければなりません。私はチェーンのたるみより防錆が先と思う。 ＞モーターが回らなくなったので・・・ まさに長期間屈曲したままで錆びて固着してしまったからに他ならない。 何故、急に伸びたか？それは使用環境が変わったのでは？と思うのが普通だ。 機械は正直で、成る可くしてなったのであり嘘や偽りなどは一切通用しない。 この自然の力は中途半端な設計士を淘汰してくれる強力な自浄作用とも言える。 ＞＞モーターが回らなくなったので・・・ ＞まさに長期間屈曲したままで錆びて固着してしまったからに他ならない。 最近の高効率モータは最大で300％以上の起動トルクが出てしまうものが多い から、減速機を介していれば直にもの凄いチェーン張力が発生した可能性も。 そういう意味からも過負荷保護装置及び監視もすれば保守点検にも役立とう。
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レスポンス有難うございます。 機器をジャッキアップさせないと、モーター付近にアクセスできない構造のため単相モータと何かしらの減速機構がある事しか今のところ解りません。 単純にモーター交換で治らないようであれば、廃棄する可能性が高そうです。
＞60チェーン自体の重量含めて最大10kg程度の重量の物を回転させているだけです。 これはコンベアの類に１０ｋｇのワークを搬送してるのでしょうか？ それとも自重１０ｋｇのローラの類でしょうか？ 負荷イナーシャ http://sekkei.if.land.to/item_kaiten_gaiyou.html http://www.nissei-gtr.co.jp/gtr/sentei/keisan.php ＞送り：200mm/秒ほど ０．２[m]ｘ６０[sec]＝１２[m/min] まぁ低速の範疇ではあるが 停止状態のワークを０．１秒で１２[m/min]まで加速させるとするなら それなりの加速負荷ではある 必ずしも手で軽く回るからと言うだけでは軽負荷とは言えない ローラがずーっと一定速で回転してるだけなら軽負荷と言えるでしょうけど １秒運転、１秒停止のサイクルを繰り返すなら軽負荷とは言えなくなる その辺りの事情はどーなんでしょう？ 他には振動とかも有りますし、粉塵の類だってチェーン伸びの原因になるし
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レスポンスありがとうございます。 >これはコンベアの類に１０ｋｇのワークを搬送してるのでしょうか？ >それとも自重１０ｋｇのローラの類でしょうか？ 構造としては、観覧車の外輪に60番のチェーンをかけて動かしている感じです。 ワークは人として、ゴンドラ・外輪・人・チェーンなど動かすものを合わせて10kgほどです。 チェーンの速度は多めに書いていたかもしれません。 記憶が定かではありませんが、60チェーンの速度で40チェーンから減速されて 3[m/min]程度だったと思います。 稼働中はずっと一定速度で動かしています。
300Hで2/40リンク＝5％の伸びは大きい。 先出のように、テンション調整不良の可能性もある。 交換時、脱脂洗浄して、軽くスプレーグリスしただけとか。 議論の前に、チェーン伸びの寸法測定が必要。
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レスポンスありがとうございます。 リンク先拝見させていただきました。 60枚以下だと1.5%ってことは、5%伸びているので既に手遅れのようです。
チェーン使用時には、初期伸びを考慮したテンション機構を設けるか、又は初期伸びのを 考慮した早目のチェーン伸び調整を行なうのが一般的です。 最近は、タイミングベルト等をよく使用する傾向があるので、チェーンの初期伸びの伝承が ストップしつつあります。 さて、チェーンの軸部と軸受け部の表面粗さは結構あり、それらが摩耗してフラットに なるまでにかかる時間は、フラットからフラットで同じ量摩耗する時間の1/3～1/5です。 その微小摩耗量×40リンク＝ が、摩耗量になります。 それと、フラットからフラットの摩耗状態に入りますと、潤滑性能が充分発揮され、 摩耗量は更に減り、10倍～30倍以上になります。 ですから、初期伸び対策は充分にする必要があります。 モータブラケットか、取付板か、取付穴が明いている方を長穴にしてみると良いでしょう。 理論的には、チェーンピッチの1/2以上の長穴が設定できれば、オフセットリンクは必要ですが 伸びはリンク数削減で対応できます。 オフセットリンクは使用しない王道の使用法では、チェーンピッチの長穴設定が必要となります。 また、長穴に沿って割と直線的な調整をする場合は、モータブラケットの両サイドにフラット バーをねじ止めして、案内ガイドとする簡易調整機構の改修も割りと簡単にできます。
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レスポンスありがとうございます。 機器は全体的に老朽化しておりまして、利用者も簡単に直るなら直してほしい程度の要望なので、改造してまで延命するかの判断は難しいところです。 お陰様ですっかり解決しました。 有難うございました。
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レスポンスありがとうございます。 初期伸び対策 長いチェーンの時は重要そうですね。参考にさせていただきます。 今回は調整機構がないため難しそうです。
モーターの取付位置が動いて、チェーンが伸びたようにみえるのではあり ませんか？ そのような可能性は皆無でしょうか？ モーターは、20～30年稼働していていたとのことですが、その間にチェーン は交換されていないのでしょうか？ 交換後300時間以内＠半年で、伸びた 状態になったのでしょうか？ ＞モーターが回らなくなったので・・・・ 順調に回っていたときは、チェーンにかかる張力は、記載なさっている通り、 極めて少なかったとおもいますが、負荷又はチェーン駆動系に何らかの トラブルが起きて拘束状態となれば、チェーンが切れない限り、モーター の最大トルクに対応する張力がチェーンに加わりそうです。 そのような異常張力で、チェーンが伸びたり、モーターの取付位置が動いた 可能性は無いでしょうか？
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レスポンスありがとうございます。 >モーターは、20～30年稼働していていたとのことですが、その間にチェーン は交換されていないのでしょうか？ 保守履歴がないので定かではありませんが、半年前の交換が初交換のようです。 >異常張力で、チェーンが伸びたり、モーターの取付位置が動いた 可能性... スプロケットは固定されていて動かない構造でした。 何かしらの異常があってチェーンが伸びたのでしょうけど、全く見当がつきません。
それだけの手材料では推測も雑談もできないような感があります 40番および60番のチェーンはどのようにテンションを掛けるのでしょうか 40番のチェーンが本当に伸びているのか、それともテンションが緩んで いるだけなのか >>指でつまんで引っ張ると軽くスムーズに回る とは60番のチェーンと負荷軸も一緒にスムーズに回るんのか etc.・・・
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レスポンス有難うございます。 >40番および60番のチェーンはどのようにテンションを掛けるのでしょうか テンションはかかっておりません。チェーンの自重のみです。 >とは60番のチェーンと負荷軸も一緒にスムーズに回るんのか はい。 最終負荷もほぼ無負荷に近く、60チェーン自体の重量含めて最大10kg程度の重量の物を回転させているだけです。 回転体はバランスがほぼ取れているので60番のチェーン100リンク程の空転抵抗損失が最大の負荷だと考えて下さい。
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負荷が軽かった理由は、利用者がメンテを依頼する時に日常項目以外まで清掃＆注油を行っていたためでした。 ちなみに使っているオイルは、NSFのH3グレードです。 H3グレードを要約すると食品のみを原料として食品と同等の衛生環境で製造したものです。 このオイルは、潤滑性はともかく安定性の面でパラフィン系のオイルに大きく劣ります。 おそらく添加剤の違いが大きいのでしょう。 お陰様ですっかり解決しました。 有難うございました。
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レスポンス有難うございます。 「ステンレスチェーンは弱いよ」と先輩から聞いたことはあったのですが、何割か劣る程度の認識でした。 まさか桁が違うとは…