ベルト駆動とブレーキの関係性

質問

お世話になります。

Vベルトのことで質問させて頂きます。

モーターに小プーリ、大型ドラム（負荷側）に大プーリを取り付けて回転駆動させます。そしてモーターブレーキにより大型ドラムの回転を停止する場面についての内容です。

（1）きちんとベルトが張れていれば、「ベルト張力＞プーリとベルトの摩擦力」となるかと思います。この条件では、モーターブレーキを掛けて、小プーリは停止するが、大型ドラムの慣性モーメントが大きい場合、大プーリではベルトがスリップして、大型ドラムと大プーリだけが回転し続けてしまうという事象は発生し得るでしょうか？そんな場合はベルトがツルツルに劣化した場合のみでしょうか？

（2）ベルト伝動容量についてですが、大プーリにかかる摩擦トルクと負荷の回転数から、P=Tωにより、その瞬間にかかるPが算出されると思います。この算出されたPがベルト伝動容量を超えていると、ベルトが破断するという考え方で合っていますでしょうか？

（3）静止している大型ドラムの回転動作を開始する場合、仮にモーターが11KWで、ベルト伝動容量が5KW分しかないような組み合わせの場合、大型ドラムが11KWの出力がないと動作しないとなると、起こりうる事象としては、サーマルリレーのトリップ？ベルトの破断が起こる？という考え方でよいでしょうか？

何卒ご教授宜しくお願い致します。

回答No.4

noname#230359

設計仕様が明確でない・・・此処で聞くscaleじゃない気がするのだが・・・

大型ドラムとは φ***x***Ｌ？ 重量？回転速度？停止までの時間？停止精度？
まさかモータ直結じゃあなかろうもん？減速機は選定したんじゃろうか？
大型ドラムの慣性モーメントは計算してみたんでしょうねぇ・・・

回答（3）氏のような優秀なシステムエンジニアでも居なければ失敗しそうだ。
私は、大型φ3Mx8M 30tOver 2r/m 精度±※ 駆動 RS180-2 を知っているが。
モーター容量からそれなりの重量もありそうだが心配だ。。。

回答No.3

noname#230359

本件は繊維機械等のカード機やワインダ、スリッタのように
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A2%B3%E7%B6%BF
http://www.takadashoten.com/reason.html
http://www.ns-slitter.co.jp/products/film1/fz924b.html

巨大なローラを駆動する装置なのでしょうか？
所謂、「フリーラン停止」させると数分以上、もしくは数十分以上回転し続ける
そのような超巨大なイナーシャをブレーキ付きモータで停止させるのはほぼ不可能に近い

ベルトはそう簡単には切れないけれど
ギャギャギャーーーーっと延々とスリップ音が続くだけで止まらない

１００ｋｍ／ｈで走行中の１０ｔ満載のトラックが急ブレーキ踏んだような事
そのような場合は当然の如く、減速停止させねばならない　＜急ブレーキ禁止

と、言う訳で
長い前置きでしたが
巨大イナーシャを減速停止させるためのブレーキ装置

パウダブレーキ
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/clutch/items/powder_brake/index.html
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/clutch/pmerit/case/turret.html
http://www.sinfo-t.jp/clutch/torque/powder/Default.htm
http://www.oguraclutch.co.jp/product/general/powder/op.html

他にはインバータの回生ブレーキ機能を使うか
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/inv/pmerit/index.html
さもなくばＯＢブレーキ
http://www.ohm.jp/control/brake/ob/

回答No.2

noname#230359

ベルトテンションの適正にしえいればスリップすることも何もない

高回転でベルトが暴れる(テンション不足)

お礼

ご回答ありがとうございます。

参考にさせて頂きます。

回答No.1

noname#230359

（1）駆動時と制動時では、張り側と緩み側の関係が逆転するので、駆動時に
　　おいてスリップしなくても、同等のトルクでも制動時にスリップする可
　　能性があると思います。テンションプーリ（張り車）を追加すれば、
　　接触角を大きくできるので、正逆トルクいずれに対しても、摩擦力を
　　確保するのに有効と思います。

（2）ベルト伝動容量を超えたらすぐにベルトが破断する事態が起こるとは
　　限りませんが、ベルトの寿命が短縮するのは間違いないでしょう。
　　なお、ベルトの張力を支配するのは、巻き付き角の小さい小プーリ側
　　のトルクと思います。

（3）ベルトのスリップや破断は、ベルトにかかる張力に関連して起こり
　　ます。お問い合わせのモーターが11kW、ベルト伝動容量が5kWは、
　　定常状態の事象を表していますので、加速・減速などの非定常状態
　　では、この値の大小関係だけで判断できないと思います。
　　加速・減速状態におけるトルクとそれに伴うベルトにかかる張力で
　　判断することが必要と思います。

参考URL：

http://www.rs.noda.sut.ac.jp/nog/sekkei2/s2-3.pdf

お礼

ご回答ありがとうございます。

（1）ずっとスベリ続けることはないかと思いますが、たしかに一瞬スリップすることも考えられますね。勉強になりました。

（2）「ベルトの張力を支配するのは、巻き付き角の小さい小プーリ側
　　のトルクと思います」←なぜ小さいプーリ側に支配されるのでしょうか？またご教授いただけると助かります。

（3）Vベルトの許容張力って規定されていないようなのです。不思議ですが。タイミングベルトは規定されているのですが。