저의 회사는 인쇄기계에 속하는 기계를 만들어 국내와 국외에 수출을 하는 기업입니다.
현재 업체에 계속해서 기계의 수요가 있어 납품이 되다가 갑작스런 문제가 발생하여 회사 자체적으로 해결해 나가고 있긴하나 경험이 많으신 분들의 자문이 필요하여 이렇게 도움을 청합니다.
부품 사양
1.모터:1.5kw,2000rp,HC-SF152 SERVO MOTOR
2.동력전달:벨트풀리을 이용 전달(제가 설계자가 아니라 정확한 벨트 장력은 모름)
3.베어링:자동조심 복열 볼베어링 에서 롤러 베어링으로 대체 사용(내경 60.외경110)
4.축과 베어링 결합부분:베어링 외륜은 하우징으로 잡아주고,
내륜은 축이 직접 접촉하는게 아닌 스페이스를 써서 압착해줌.(축에 걸리는 하중은 130KG정도로 베어링이 견딜수 있는 정적,동적하중은 충분한 상태)
그런데 동력을 전달하는 풀리쪽과 이를 감지하고 피드백 시켜주는 엔코더
그리고 스페이스와 축 부분에 열이 90도 이상 올라갑니다.
스페이스는 축에 H7으로 억지끼워 맞춤되어있고 RPM도 축과 동일합니다.
볼베어링의 구름 마찰에 대비한 윤활주유도 충분합니다.
경험있는 많은 선배님들의 조언 부탁드립니다.꼭 부탁드립니다.
지급으로 보내주심 감사하겠습니다.
먼저 성실한 답변에 감사드리며 자체적으로 원인을
파악한 것에 대해 말씀드리겠습니다.
1.모터의 열
:모터 사양의 용량 부족으로 축 회전시 과부하가 걸렸으며 3상으로 운전해야함에도 저희가 단상으로 가동으로 해서 이부분에 과열이 발생한 것으로 판단(모터의 온도 53도 이상 올라가지 않음: 이 부분에 대해서도 조언 부탁드립니다.괜찮을 듯 싶긴합니다.)
>모터의 용량이 커지면 가격이나 크기가 커져서 좋을게 없겠지만 사용하려는 용량을 충분히 포함하도록 해야합니다. 용량이 딸릴 때 흔히 나타나는 것이 온도가 올라가고 소음이나 진동이 나타나는데, 시간이 갈수록 문제가 커질 소지가 있지요. 모터의 용량 선정에는 다소 여유를 두심이 좋을 듯 하군요.
2.벨트와 풀리의 열
:모터와 축과의 거리와 높이가 제한적이어서 초기에 고속용 M형 벨트에서 A
형 벨트로 바뀐후 고온의 열이 발생한 것으로 판단됨(최고 60도 정도에서 일정하게 유지됨.이 부분도 조언 부탁드립니다.)
>A형 벨트가 M형 벨트에 비해 높이가 더 큰데, 높이가 크다는 얘기는 축반경 방향으로의 벨트접촉 길이가 크다는 얘기이고 벨트 단면의 윗부분과 아랫부분 에서의 수축, 팽창에 의해 열 발생이 커질 수 밖에 없습니다. 고무는 온도가 올라가면 좋을 것이 하나도 없지요. 60도에서 유지된다면 발생열과 공기중에서 냉각되는 열이 평형상태에 이르렀다는 얘기 같은데, 이 온도가 큰 문제가 되지 않는다면 상관없겠네요. 하지만 대기 온도가 올라가면 이 온도도 좀 더 올라가겠지요. 잘 아시겠지만 고무재질은 사용온도가 높아지면 수명이 줄어듭니다.
3.축의 열
:스페이서는 끼워맞춤 형식이며 이의 공차는 G6정도로 손으로 밀어 끼일수 있을 정도이며 타코메타로 측정시 축의 회전과 동일한 회전수를 보였습니다.
>회전속도가 동일하다면 다행스러운 일이네요. 하지만 미세한 진동이 발생하여 열이 발생한다해도 회전속도는 동일하게 나옵니다. 그러나 역시 온도가 발생할 소지가 많은 부분은 모터와 벨트 쪽일 가능성이 높아 보이는 군요.
따라서 이부분에서 고온의 열을 발생시키지는 않은것 같습니다. 베어링 타입이 볼베어링에서 구름 베어링으로 바뀐이유는 제품이 출하되어 1년 정도 운전한 후 베어링 마모현상이 발생하고, 또한 저의 제품이 고속 고하중용이서 바뀌게 된 것입니다.
축의 열을 구름 베어링 자체에서 나는 열과 풀리에서 나는 열이 전도되어 발생한 것으로 판단됩니다.(온도는 52~3도여서 무난하리라 여깁니다. 이 부분도 조언 부탁드립니다.)
따라서 향후 모터의 사양을 한단계 업그레이드 시켜서 나가기로 했습니다.
그러나 아직도 수정되어질 부분이 많은 것으로 여겨집니다.
고견 부탁드립니다.
>좋은 제품 만드시기 바랍니다.