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 フライス盤 試しに プーリー交換
 Milling machine pulley replacement.
タイミングベルト化したフライス盤ですが、大径エンドミル・高回転で、
鉄やステンレスの重切削加工時に、タイミングベルトが共振し・・・

キーンとうるさく鳴る場合があります・・・
通常の軽加工では全く問題はないのですが、
φ10エンドミルの高回転時など、重切削時に耳障りな音を発します。

そのまま放置しても良いのですが、
プーリーを大径化し、ベルトのテンションを下げたらどうなるかを、確認しておく必要があると考え、
以下、一つの実験例をご報告します。

前設計からの変更点は
小プーリー (K15XL037CF・15歯)→( K22XL037BF・22歯)
大プーリー(K30XL037BF・30歯)→ (K46XL037BF・46歯)
減速比は 15/30=0.5 → 22/46≒0.478 でわずかに遅くなっています。
タイミングベルトは (100XL037U) → (124XL037U) に代えました。
モーター軸~主軸間距離は計算値で、68.8→68.4mm で
ほとんど変わりませんので、モーター支柱を除いて、他の追加工の必要はありませんでした。
モーター側のプーリーはφ8の軸穴が予め開いていますので、
M4押しネジ穴を90°に二箇所開けるだけで済みます。
写真はネジ下穴を開けているところ・・・

主軸用のプーリーは、下穴をφ20に拡大する必要があるため、旋盤を使います。
その四つ爪チャックですが、あまり信頼のおけないドラゴン製なので、
偏芯が出ていないか、テコ式ダイヤルゲージで確認しています・・・

振れがないかも確認・・・

セッティングに問題なければ、
小径用中ぐりバイトで、徐々に広げていきます。

中ぐりバイトを交換して穴をさらに拡大・・・
デジタルノギスで繰り返し確認しながら φ20.00 にします。
ノギスでの内径測定は難しいので慎重に・・・
加工が終わったら小プーリーと同様、M4押しネジ穴を二箇所開けます。

ギアプーラーで旧プーリーを抜き取ります・・・
ロックタイトで固めていたので少々大変・・・

新しいプーリーを元の様に組み上げ、モーター軸側の様子・・・
軸はロックタイト高強度で固定、押しネジはロックタイト中強度で固定。

モーター支柱とベルトが接触しそうなので・・・
支柱を少し削りました・・・

支柱は、このような安直なセッティングで加工しました。
XYテーブル面を削らない様、注意・・・

主軸側の設置状況・・・
プーリー径が大きくなったので、指が触りそうで少々危険・・・

なのでガードを作って被いました・・・

2022/02/24
それでプーリー変更後の状態ですが、歯数が増えたため当たり前ですが、
通常運転時はかえって騒音はうるさく、
アイドリング時の消費電流も 0.5→1A とかなり増えてしまいました・・・
やはり、重負荷時の騒音は我慢するとして、前設計の方がバランスがとれていたような気がします。

インボリュートなど歯形の良いタイミングプーリーに代える。
または、前設計のままで、アイドラーを追加して共振を抑える、
もしくは、いっその事、タイミングプーリーは止めて、Vベルト駆動にするなど、
別の手段を講じた方が良かったかもしれません。

重負荷時の様子は、未だ十分確認できていないので、
判りましたら、また追記という形で報告したいと思います。



 また失敗? フライス盤 プーリー交換 Replace with involute tooth profile pulley due to noise.
プーリーの歯数を変更しましたが、騒音が酷く、作業する気にもならないので、
重負荷時の確認もせずに、インボリュート歯形のベルト・プーリーに交換・・・
 

左が、これまでの台形歯のベルト・・・
右がインボリュート歯形のベルトで、今回これを試用します・・・
インボリュート歯形ベルトは角が丸く、歯そのものも少し大きいです。
インボリュート曲線は歯車に用いられるもので、
タイミングベルトの場合は、台形歯のように騒音の原因となる、角部・応力集中部がなく、
プーリーとベルトの歯型がスムーズに密着・離合し、高性能が期待されます。
購入品は以下の通りで、メーカーは何れもゲイツ・ユニッタ・アジア です。

パワーグリップGTプーリ 5GTタイプ
P19-5GT-15-6F(19歯・小プーリー側)
P40-5GT-12-6F(40歯・大プーリー側)

パワーグリップEVベルト EV5GTタイプ
295-EV5GT-9(9mm幅)
295-EV5GT-12(12mm幅)

ベルトは9mm幅 12mm幅の二種類を用意しました。

台形歯の旧プーリーを抜き取っているところ・・・
ロックタイトでがっちり固定していたので、
特にモーター軸側は大変でした・・・

中ぐりバイトで、
インボリュート歯形、小プーリーの軸穴径拡大を行います。
モーター軸径と同じ、φ8のピンゲージが入る事を確認・・・
内径をノギスで正確に測るのは難しい為、このようにしました。

軸穴径の拡大加工と、それぞれ二箇所の押しネジ穴追加を行い、
フランジをカシメた大小プーリー
・・・

2022/04/24
ベルトを掛けて組付けたところ・・・写真のベルトは9mm幅のものを付けています。
プーリーが見易い様に、トッププレートは外して撮影しています。
軸間距離などはほとんど変わりませんので、従来のセットアップをそのまま流用しました。

で、試運転・・・ところが、意に反してプロペラ機の様なすさまじい騒音が・・・
ああ、今回もダメかあ~と、意気消沈していたところ・・・
急ぎの作業があったので、試しにベルトにモリブデングリスを少量塗って、
作業していたら、暫くして、あら不思議・・・あれ程うるさかった騒音が消失・・・・

変に思って、パーツクリーナーでグリスを洗い落とすと、再びプロペラ機の騒音が蘇り・・・
グリスを塗って暫く運転すると、また騒音が消えて・・・

と実に不思議な経験をしました。
騒音というものは、意外に微妙なものですな・・・
ベルトの騒音が消えた状態では、
ほとんどモーターブラシの摺動音と、100Hzの僅かな唸り音しか聴こえず、実に快適な作業環境です。
アイドル時の消費電流も約0.4Aと、これまでで最小です。

ベルトが膨潤する事があるため、ベルトに油を塗布することは好ましくないとされていますが、
その際はベルトを交換すれば良い話なので、暫く、これで様子を見ようと思います。

このまま調子が保たれれば、これが決定稿になると思いますが・・・
何か判りましたら、また報告します。


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