産業事例|機械工業|金属切削工作機械
IE S012リバイタリゼーション（摩擦面再生処理）処理サイクル · 2012年7月～2013年11月
一連の3件の試験報告書
工作機械16K20・TV-320・3B151：主軸の精度向上、駆動装置の消費電力低減
主軸の振れとすきまが減少し、駆動装置の消費電力が低下し、工作物の真円度が向上した。0.02–0.05 mm — 主軸の半径方向の振れ、0.04～0.1 → 0.02～0.05 mm; 0.05–0.1 mm — 変速機の歯車の一定弦歯厚; 7–13 % — 負荷時の駆動装置の消費電力、1.05～3.46 → 0.95～3.0 kW; 2–6× — 試験用工作物の楕円度、0.006～0.018 → 0.003 mm (2012–2013)。
製品XADOリバイタリザント（摩擦面再生剤）各部を分解せずに処理、工作機械は工場での稼働を継続
試験対象金属切削工作機械、5台普通旋盤16K20（CNC）・IZh 1I611PF-1・TV-320 · 円筒研削盤3B151（資産番号16000・16004）
文書の種類2012年の総括報告書
および2013年の技術報告書2件
および2013年の技術報告書2件
5台の工作機械に共通した結果
↓0.02–0.05mm
主軸の半径方向の振れ、0.04～0.1 → 0.02～0.05 mm
↑0.05–0.1mm
変速機の歯車の一定弦歯厚
↓7–13%
負荷時の駆動装置の消費電力、1.05～3.46 → 0.95～3.0 kW
↓2–6×
試験用工作物の楕円度、0.006～0.018 → 0.003 mm
| 工作機械 | 運転時間 | 測定項目 | 報告書の日付 |
|---|---|---|---|
| 16K20（CNC）、資産番号10411 | 836 h | 主軸の振れ・すきま、駆動装置の消費電力、振動、歯厚 | 2012/11/22 |
| IZh 1I611PF-1、資産番号10366 | 198 h | 主軸の振れ・すきま、駆動装置の消費電力、振動、楕円度、歯厚 | 2012/11/22 |
| TV-320、資産番号10707 | 154 h | 主軸の振れ、駆動装置の消費電力、振動 | 2012/11/22 |
| 3B151、資産番号16000、第16工場 | 512 h | 各相の消費電力・電流、10箇所の振動、工作物の楕円度 | 2013/11/11 |
| 3B151、資産番号16004、第16工場 | 495 h | 各相の消費電力・電流、10箇所の振動、工作物の楕円度 | 2013/11/11 |
主軸部の幾何精度（普通旋盤）
| 工作機械 | パラメータ | 処理前 | 処理後 |
|---|---|---|---|
| 16K20（CNC）、資産番号10411 | 主軸端取付け部の半径方向の振れ | 0.04 mm | 0.02 mm |
| 16K20（CNC）、資産番号10411 | 主軸端取付け部の軸方向の振れ | 0.03 mm | 0.02 mm |
| 16K20（CNC）、資産番号10411 | 主軸のアキシアルすきま | 0.06 mm | 0.04 mm |
| 16K20（CNC）、資産番号10411 | 主軸のラジアル内部すきま | 0.03 mm | 0.02 mm |
| TV-320、資産番号10707 | 主軸前部軸受の半径方向の振れ | 0.1 mm | 0.05 mm |
| IZh 1I611PF-1、資産番号10366 | 主軸端取付け部の軸方向の振れ | 0.01 mm | 0.007 mm |
| IZh 1I611PF-1、資産番号10366 | 主軸のアキシアルすきま | 0.04 mm | 0.03 mm |
16K20およびIZh 1I611PF-1では、主軸変速装置の歯車の歯厚が0.05～0.1 mm増加し、バックラッシが減少した。
駆動装置の消費電力（全5台）
| 工作機械 | 測定時の運転条件 | 処理前 | 処理後 |
|---|---|---|---|
| 16K20（CNC）、資産番号10411 | 無負荷運転、1,000 min⁻¹ | 2.7 kW | 2.3 kW |
| 16K20（CNC）、資産番号10411 | 切削、一定条件 | 3.46 kW | 3.0 kW |
| IZh 1I611PF-1、資産番号10366 | 無負荷運転、2,000 min⁻¹ | 1.3 kW | 1.05 kW |
| IZh 1I611PF-1、資産番号10366 | 切削、一定条件 | 1.28 kW | 1.18 kW |
| TV-320、資産番号10707 | 無負荷運転、2,000 min⁻¹ | 0.91 kW | 0.8 kW |
| TV-320、資産番号10707 | 切削、一定条件 | 1.05 kW | 0.95 kW |
| 3B151、資産番号16000 | 研削、250 min⁻¹、切込み0.25 mm、各相 | 2.2～2.68 kW | 2.0～2.5 kW |
| 3B151、資産番号16004 | 研削、250 min⁻¹、切込み0.25 mm、各相 | 2.3～3.13 kW | 2.12～2.9 kW |
3B151では、クランプメータATK220により各相で測定した。報告書の結論によれば、負荷時電流は8.1および9.6%低下した。
試験用工作物の加工精度
| 工作機械 | 測定項目 | 処理前 | 処理後 |
|---|---|---|---|
| 3B151、資産番号16000 | 研削後の工作物の楕円度 | 0.018 mm | 0.003 mm |
| 3B151、資産番号16004 | 研削後の工作物の楕円度 | 0.014 mm | 0.003 mm |
| IZh 1I611PF-1、資産番号10366 | 旋削後の工作物の楕円度 | 0.006 mm | 0.003 mm |
| 16K20（CNC）、資産番号10411 | ピストン工作物の端面の平面度 | 0.07 mm | 0.04 mm |
工作物は旋盤では旋削、3B151では研削したものであり、処理前の楕円度は桁が異なる。比較できるのは変化の方向と倍率である。
ベッドおよび主軸台の振動
| 工作機械 | 測定内容 | 低減率 |
|---|---|---|
| 16K20（CNC）、資産番号10411 | ベッドおよび主軸台の測定点の平均値 | 22.9% |
| IZh 1I611PF-1、資産番号10366 | ベッドおよび主軸台の測定点の平均値 | 63% |
| TV-320、資産番号10707 | ベッドおよび主軸台の測定点の平均値 | 39.2% |
| 3B151、資産番号16000 | 振動速度（10箇所）、0.384～0.593 → 0.196～0.330 mm/s | 43～56% |
| 3B151、資産番号16004 | 振動速度（10箇所）、0.452～0.911 → 0.200～0.628 mm/s | 31～59% |
3B151では、振動計SENDIG 911により、といし台およびベッドの10箇所で3種類の量を測定した。表には振動速度を示す。
事業所の試験委員会の結論
国営企業「ハルキウ機械製造工場『フェド』」の報告書には、次のとおり記録されている。16K20については「工作機械の主軸の精度に関するパラメータはすべて少なくとも33%改善し（このうち主軸の半径方向の振れは2分の1に減少）、仕様に適合した」、TV-320については「主軸前部軸受のラジアル内部すきまは2分の1に減少し、メーカー仕様値の許容範囲内にある」。3B151についても結論は同じである。「試験用工作物の楕円度の減少および工作機械の振動パラメータの低下は、金属セラミック皮膜の形成により軸受のラジアルすきまが減少したことを示している」。主軸変速装置の処理により歯車の歯厚は0.05～0.1 mm増加し、バックラッシが減少した。IZh 1I611PF-1は仕上げ加工のみに使用され、処理前からメーカー仕様値の範囲内にあったため、変化はほかの工作機械より小さかった。皮膜は摩耗のある箇所で成長するからである。通常運転を1年間続けた後、事業所は別の報告書により、達成したパラメータが維持されていることを確認した。
現行の相当製品
- 減速機用ゲル状リバイタリザント減速機・変速機・歯車装置
- 圧縮機・軸受用ゲル状リバイタリザント圧縮機・軸受・主軸
同種の部位の処理方法:
この結果について:
試験成績書の制約事項: 本結果は、国営企業「ハルキウ機械製造工場『フェド』」の機械加工工場における上記機種の金属切削工作機械に関するものである。他の設備や異なる運転条件では、測定値が異なる場合がある。署名・押印のある2012年の総括報告書および2013年の技術報告書の原本は全文を公開しており、ダウンロードできる。