冷凍仕様(2)

昨晩も雪が積もって、暖房を入れないと布団から出られません。
今朝の外の最低気温は、1℃です。

寒い環境での機械を設計するときにどんなことを注意すればよいかというと

①摺動するところには、油の問題
②樹脂やゴムには、耐寒性の問題
③熱処理をした材料には、性能劣化の問題
④接着している面については、接着性の問題
⑤センサーなどの電子機器には、機能低下の問題
⑥金属材料自身には。機能劣化の問題
⑦エアーを使っている場合の結露の問題

などがあります。

①摺動するところには、油の問題
どんなものがあげられるかというと、
モーター、LMガイド、ベアリング、オイレスベアリング、チェーン、などがあげられます。
これらの機器は、メーカーによって最低使用温度が決められています。
区分としては、おおよそ
常温環境   -10℃ 以上
チルド環境  -10℃~-25℃ まで
冷凍環境   -25℃ 以下

です。
そのほとんどが、潤滑油とオイルシールの性質で分けられています。
メーカーによって、使用する潤滑油やオイルシールが違うので、使用できる範囲での確認が必要です。

使用する材料によっても、使用温度が異なります。

一般的な鋼材が、低温での脆性破壊を起こすのは、-28℃ ぐらいをめどに考えればよいと思いますが、オーステナイト系鋼(ステンレスなど)は、低温でも脆性破壊しないため、低温での問題なく使用できます。

チェーンについて
ステンレスチェーンを使用すると、-100℃まで使用可能です。耐寒用のチェーンは、-40℃まで使用できるものもあります。グリス、高度、材質、プレートの厚さなどが通常のチェーンと違っています。使用する場合は寸法の違いに注意が必要です。
また、シールチェーンを使用する場合、特殊Oリングを使用した場合には、-50℃まで使用できるものがあります。

モーターのブレーキについて、結露がない環境での結露環境が必要です。
結露については、後日述べます。

 

マメ知識
低温での脆性破壊で、よく知られているのは、第2次世界大戦の話です。
アメリカは、輸送船としてリバティ船といわれる船を大量に造りました。この船は、それまでのリベットでの結合ではなく、溶接技術を使って建造されました。
これらの船が、破壊事故を起こします。
2,710隻が急速建造 そのうち、およそ 230隻は、沈没または使用不能の状態でした。事故を起こしたのは。北洋で、かつ寒冷期に発生していたということです。
これらのことを調査したことにより 「鋼の低温脆性」という現象が発見されました。

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