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締切済み

Vプーリーと軸のはめあい

2005/10/01 14:48

お世話になります。先日、レシプロコンプレッサーを駆動しているディーゼルエンジンの出力軸に取り付けられたVプーリーのキーが短時間で破損してしまいました。色々と調査してみましたが、納得出来る結論が得られていません。

据付、ベルトの張り具合等異常は見受けられなかったことから、Vプーリーの穴及びキー溝加工精度に着目してみました。

メーカー推奨値の加工精度でいくと、

エンジン出力軸とVプーリーの穴径にスキマが出ています。(実際には挿入時に軽く叩き込みましたが。)
[出力軸径d25h7 -0.021~0 プーリー穴径d25 +0.02~+0.04] 

キー溝は0~+0.03の公差とされ、0の場合には締め代がありますが、+0.03となればスキマが出来ます。
[キー b7 +0.006~+0.015 プーリーのキー溝 b7 0~+0.03]

上記のような数値をもとに考えると、軸と穴にスキマがあり、キーの側面にもスキマが有る可能性が有ると考えます。このことから、エンジンが始動した瞬間にキーの側面に大きな力(衝撃?)が加わり、摩耗から破損に至ったのではと考えています。

コンプレッサーの駆動としては、このような公差の取り方が一般的なのでしょうか?

過去にエンジンの出力軸に伝導用のプーリーやギヤを取り付ける際には、キーのみに頼らず、焼きばめ等による軸と穴の締め代による面圧力も利用するのが良いと何かの本で見た記憶が有ります。

そもそもキーだけで力を伝える?ということが正しいのかどうか、疑問にも感じてきています。

今回の破損については、他の要因も有るとは思いますが、寸法公差によるスキマをどう捉えるかという所で行き詰まっています。

この点について、皆様の回答・アドバイスを頂けませんでしょうか?
よろしくお願い申し上げます。

回答 (3件中 1~3件目)

2005/10/03 05:56
回答No.3

キーとキー溝間の面圧は確認されているのでしょうか?
安全係数の決めかた等、書物が有ります。
焼き嵌めもひとつの方法ですがVプーリーを抜くことは難しくなります。

お礼

2005/10/04 13:12

ご回答有り難うございました。面圧は一般的な値?である1000kgf/cm2以下であることを確認致しました。コンプレッサーの駆動ということもあり、衝撃に対する負荷係数は1.4をとっています。

質問者

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質問する
2005/10/01 16:15
回答No.2

参考までに、電動機(エンジンより滑らかな駆動)駆動で、軸径h6~h7、~m7、穴径H7、キーh9、キー溝(軸)N9、(穴)Js9・・・JIS B1301で設定していましたが、某大手電機メーカから、キー幅をプラス側(旧JEM)にしたいがコスト上仕方ないと言われたことがあります。これと比較すると、プーリ穴側は明らかに甘い公差だと思います。ご推察のように、キーの他に穴/軸のはめあいを「中間ばめ:例H7/m7、しまりばめ:例H7/r7」にすべきだと思います。

お礼

2005/10/01 16:24

ご回答有り難うございました。当社の他の設計者にも聞いてみましたがflowertecさんと同様の意見です。メーカーに軸径公差の変更依頼をしてみたいと思いますが、対応は難しそうですので、プーリー側の加工で対処したいと考えます。有り難うございました。

質問者
2005/10/01 15:57
回答No.1

こんにちわ
私なりの考えですので 参考までにお読み下さい

キーで動力伝達を行い 無理がある場合(公差もちょっとおかしい気がしますが)
キーの公差を変更しても あまり大きな効果が得られずに結局
破損は免れないのではないかと思います。(破損までの時間が延びるだけのような気がします)
ですので
フライスのスピンドル軸とかにも利用されてる テーパに軸とプーリー穴を加工されて
テーパー面で 動力を伝達されては如何でしょうか?
確か フライスは モールステーパだったと思います(参考までに)

お礼

2005/10/01 16:10

早速のご回答ありがとうございます。公差に関しましては本当に悩むところです。(メーカーに再度問い合わせてみます)
エンジンの出力軸はその昔、テーパ軸だったのですが、メーカーの都合?で近年、ストレート軸に変更されています。出力軸はエンジンのクランク軸からの直出しとなっているため、私としては出来れば手を付けたくないという心境です。

テーパーのスリーブを入れるなどの検討もしてみましたが、その部分の滑りのリスクも増えるかと考え、断念した次第です。

ご回答ありがとうございました。他にも良い案がございましたらご教示下さい。

質問者

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