熱源による「熱変位」の5つの対策


工作機械好きの僕ですが、高精度(を目標とした)のマシニングセンタやフライス盤を設計製作する上で、「熱変位」は看過できないものです。

「熱変位」が発生する要因として、当たり前ですが熱源による影響が大きい。動力源のモータだけでなく、実は人間やファンも熱源に該当します。

モータを冷却するためのファンなのに、変な感じはしますが。

…で幾つか対策はあります。基本的にこの5つです。

スポンサードサーチ

 

1. マシン内部の熱を下げる

 

…ベッドやクロスレール等は鋳物を使われていることが多いですが、軽量化や熱の流れを逃しやすくするために、(打ち抜き)穴を設けます。低発熱設計を重視したやりかたです。

ただ、やりすぎると剛性が低くなってしまうので注意が必要ですね。

 

2. 熱源隔離・遮断

 

…工作物から熱源を離す、隔離することで工作物に熱があまり伝わらないように防ぎます。遮断は、車両でドライバーとエンジンの間にファイヤーウォールを設けることがありますが、あのようなイメージですね。

熱源の隔離設計を重視した方法です。

 

3. 熱膨張係数の低い材料を使う

 

…コスト的に安く、そこそこ熱膨張係数の低い材料といえば鉄でしょう。最近では低熱膨張鋳鉄がよく使われていますね。ノビナイトとか。

ただ、普通の鋳物に比べて値段が高いのが欠点です。

 

4. 熱源を対称的にする

 

…僕がこれで思い浮かべるのが「熱力学の第二法則」です(それ何?って人はググってくださいね)。温度分布を均一にすることで、温度変化を減らすのが目的と言えます。

具体的には、熱源(モータ)の位置はこの辺だという位置決めをして、他に熱が発生するものを対称的になるべく置くといったやり方でしょうか。

重量魂の重心点をなるべく中心に置くのもポイントと言えます。

 

 

5. 温度制御

 

…室温【エアコン】やオイル【オイルコントローラ】によって温度を制御することが多いですね。最近ではシュミレーションでも可能なので、実際の温度センサによる計測も含めて比較してみるのもいいでしょう。

 

以上になりますが、単純にファンを設置して熱源を冷やす方法だけで解決できるものではないということは念頭に入れておいたほうがいいですね。

スポンサードサーチ

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です