電動機ベアリング破損

Question

こんにちわ、私は仕事で油圧機器等の修理をしているのですが、油圧ポンプに繋がっている電動機のベアリング破損について相談です。
油圧ポンプと電動機がチェーンカップリングで繋がっている状態で、2年周期くらいで電動機の方のベアリングが破損します。
取り付け時に芯出しは行なっているのですが、なぜこのように定期的にベアリングが破損するのでしょうか？？
破損する要因と寿命を伸ばす良い案があれが教えて頂きたいです。

Accepted Answer

再々出です。

> 私のような水知らずの物にここまでご親切に説明いただきましてホントにありがとう
> ございます、心から感謝します！
技術者は、技術のバトンランナーです。また、貴殿の後輩にバトンを渡してくれればＯＫです。
ハンドネイムも、年齢を重ねているので『後（ご）の先（せん）』ですが、『アフターユー』
(お先にどうぞ!!)と思っているしだいです。

> 私なりの解釈ですが、ダイヤルゲージを3つ位購入してベース上に0点を合わせて三点置き、
> 負荷がかかっている時と、かかっていない時のモータ側かポンプ側の変異を見ると言う
> やり方で良いのでしょうか？
ＹＥＳですが、最初はモータ側ベースとポンプ側ベースの変移をみた方がよいので、
モータ側ベース(基準) ⇒ ポンプ側ベース(測定)か、
ポンプ側ベース(基準) ⇒ モータ側ベース(測定)か、
で確認した方がよいでしょう。そして、大きく変移しているなら、
安定した基準 ⇒ ポンプ側ベース(測定)と、安定した基準 ⇒ モータ側ベース(測定)を
実施して、どちらが剛性不足かを確認し、其方の剛性アップ対策をする段取りとなります。

> あとダイヤルゲージの計測方向はベースに対して真上に設置すれば良いのでしょうか？
> どうもイメージがいまいちつかめず苦戦しております。
基準側も測定側もベースに対して真上に設置でGoodです。
ベースに乗っかている軸の変化を確認するのでＯＫです。
基準側にマグネットホルダの設置スペースがない場合は、ねじ加工やハンドバイス等で
基準板を取り付けて、マグネットホルダをセットするとよいでしょう。
それと、各ベースに対して上下方向の軸芯の変化測定は前述の貴殿が記述の内容でよいのです
が、それに加え各ベースに対して水平方向の軸芯の変化測定もすべきで、ベース側面基準 ⇒ 
ベース側面測定も、念のために実施しておいてください。

Answer

私も々

このようなトラブルを解消するための原因究明には先入観は禁物だと言われる
それはベースの剛性不足という先入観を持つと、それ以外の原因があっても
見逃してしまう可能性が高くなるからだと言われています

私は・・・じゃぁあ、別の切り口からｗ
特に屋外設置の場合の電動機には周囲の環境から屋外型でない軸封無のものが
取り付けられていることがある。こうなると雨水などが、軸受部に侵入して
早期の破損に繋がることもある。まづは良く破損部分を観察することが大事だ
刑事事件だってそうでしょう？犯人特定のためにはまづは現場の証拠からです

Answer

私も再出

＞負荷がかかっている時と、かかっていない時のモータ側かポンプ側の変異を見ると言うやり方で良いのでしょうか？

静的荷重を与えての変位量なら測定は出来そうだが

＞負荷がMAXの時で変化がどれ位あるかを測定し、確認する必要があります。

1/100のダイヤルではモーターやポンプの振動で針が振れて測定は困難でしょう。

アームなどを取付て 無回転でモータートルク程度のねじりを与えての測定の方が現実的だと思うが。

仮に変位量がベアリングに過負荷を与える程なら
始動時にモーターに触っていれば捻られるのが判ると思うし
カップリングをばらして見れば形跡が認められるはず。

経験的に芯が狂っていた場合 チェーンカップリングの寿命とベアリングの寿命は同じ程度と思う。

Answer

再出です。

> ポンプの負荷が殆どない時や、停止時と、負荷がMAXの時で変化がどれ位あるかを
> ダイヤルゲージ等で確認しましたでしょうか？　とありますが恥ずかしながらこの
> ような事はやっておりません、どのように確認すれば良いのでしょうか？
に関しては、本来は基準となるベースにURLで示すようなマグネットホルダをセットして、
ポンプ側とモータ側の取り付けベースの変移を数ヶ所測定し、剛性確認します。
それで、ポンプ側とモータ側のどちらが剛性不足かを確認します。
只、手っ取り速い方法は、ポンプ側の基準からモータ側の数か所を測定するを、ポンプ側の
基準を3～4箇所×モータ側の数か所を測定して、どちらかの剛性不足を先ず確認をします。
基準をモータ側にして、測定をポンプ側にしても同じことなので、どちらでもよいでしょう。
そして、ポンプに負荷が掛かった時に、軸芯がどれ位ズレるかをシミュレーションして、
チェーンカップリングの許容差以内であるかを確認します。

原因確認には、必要なアイテムと考えています。

プッシュ・プルゲージ等と共に、揃えておくと便利です。

そして、数値が入ったアカデミックな原因報告書が作成できます。

Answer

文面を見ただけでは判断がつきかねますので、色々と確認する必要があります。

ａ）取り付け時に芯出しは行なっているのですが、…　の記述ですが、
　　実際にどのような方法で芯出しをおこなって、その後どのようにしてチェーンカップリング
　　をセットしているのでしょうか？
　　内容によっては、芯出しができていないことになります。
ｂ）取り付け部分の剛性確認はできていますか？
　　ポンプ側とモータ側の取り付けベースの剛性確認を、ポンプの負荷が殆どない時や
　　停止時と、負荷がMAXの時で変化がどれ位あるかをダイヤルゲージ等で確認しまし
　　たでしょうか？
　　この剛性不足で、チェーンカップリングの許容差以上に軸芯が結果的に変化して、
　　モータ軸に負荷を掛けたとも考えられます。
　　他の回答者さんがカップリングのタイプを変更とのアドバイスがありますが、
　　その効果確認は２年後になるので、先ず測定してから怪しいか怪しくないの判断を
　　してから、カップリングのタイプを変更してもよいのではないでしょうか？
　　この場合は、軸芯の変化率が大きくても吸収ができるカップリングのタイプに変更ですが。
　　(ポンプ側やモータ側の取り付けベースの剛性アップを当然した後の対応ですがね。)
ｃ）振動や共振による増幅振動は、やはり振動をポンプの負荷が殆どない時と、負荷が
　　MAXの時で変化がどれ位あるかを測定し、確認する必要があります。
　　手等の感覚でも、概略の増幅振動は判る筈です。
　　この場合は、振動が吸収できるカップリングのタイプに変更等になりますがね。
等々の確認と対応が必要と考えます。

Answer

前出の方とは違った見方ですが

仮にトルクでねじれて芯が狂いベアリングに影響を及ぼすなら
チェーンカップリングのチェーンやスプロケットにも磨耗が見取られると思うが。

モーターのベアリング(基本的に深溝のラジアル)は軸側に圧入が基本だが
治具やパイプを用いて叩き込みも良くある事。
そんなに簡単には壊れないし壊れればすぐに判ると思う。

私は振動が影響しているように思う。

ポンプ・カップリング・モーターからの振動がベアリングの固有振動数と
共鳴して破損では？

大きなモーターなら難しいが 1.5kwや2.2kwのモーターなら
モーターごと交換してみる。(人件費を考えれば安いもの)

モーターごとの交換が難しいなら

モーターのベアリングは通常ウェイブワッシャーで小さな予圧を与える
同じサイズのモーターでもワッシャーが1枚だったり2枚だったりする
1枚なら もう1枚追加するのも一手だし
主力側ハウジングとの隙間が大きいと振動の原因ともなる
ロックタイトなどで固定する方が良いかも？

回答 1)さんのカップリングを交換には賛成
違ったタイプのカップリングにするだけでも効果はあるかも？

大きな改造をするなら芯出しの手間がない「ベルマウント」も面白いですよ。

訂正です
誤‐主力側ハウジングとの隙間が大きいと・・・
正‐出力軸側ハウジングとの隙間が大きいと・・・

電動機ベアリング破損の原因と寿命を延ばす方法