モーターフランジとは

モーターフランジとは何ですか?B5、B14、NEMA C 面マウントの完全なエンジニアリング ガイド

クイックアンサー:

モーターフランジは、ドライブエンドに機械加工されたディスク状の取り付け面で、個別のベースやアライメントなしでポンプやギアボックスに直接同軸ボルトで固定できます。ピッチ円径(PCD)に穴をセンタリングして取り付けるための精密栓(パイロット/レジスター)を備えています。標準装備 IEC 60034‑7 IMコードを介してフランジマウントを定義します。 IM B5 (大きなフランジ、貫通穴 = FF)と IM B14 (小さなフランジ、ねじ穴 = FT)。寸法は IEC 60072 に従います。北米の同等品は NEMA C‑フェイス (ねじ込み) と D‑フランジ (通過) あたり NEMA MG 1. 間違ったフランジ タイプの選択は、最も一般的なモーターの注文エラーです。

目次

1. モーターフランジとは何ですか?(定義)
2. フランジマウントの仕組み: ステップバイステップ
3. モーター フランジの種類の比較 (IEC 60034-7)
4. IEC フランジと NEMA フランジ (グローバル ソーシング)
5. FFおよびFTフランジの指定の説明
6. モーター フランジ エンジニアリング データ: 公差、荷重、式
7. フランジマウントモーターに最適なアプリケーション
8. 適切なモーター フランジの選択方法: ステップバイステップ
9. モーターフランジに関するよくあるエンジニアリング上の間違い
10. モーターフランジトラブルシューティング表
11. フランジマウントモーターに Greensky を選ぶ理由
12. 関連読書
13. 参考文献
14. よくある質問

モーターフランジとは何ですか?(定義)

あ モーターフランジ は、モーターの駆動端 (DE) にある平らな機械加工されたリングまたはプレートで、従来の取り付け脚に取って代わる、または補完します。ベースの上に置く代わりに、フランジに取り付けられたモーターが固定されています 対面 被駆動機器に。フランジとそのスピゴットはベアリングハウジングと同じ操作で機械加工されるため、モーターシャフトは相手穴と自動的に同心状になるため、フィールドアライメントは必要ありません。

すべてのモーター フランジは 3 つの機能から構築されており、それらを理解することが正しい部品を指定するための鍵です。

1。栓(パイロット/レジスター/ラベット)

この スピゴット は、シャフトに同心円状に機械加工された短い円筒形のショルダーです。ギアボックスまたはポンプハウジングの対応するくぼみにスロットが挿入され、ボルトはクランプのみで実際のセンタリング作業を行います。IECはこれをスピゴットまたはパイロットと呼び、NEMAはそれを ラベット またはレジスタ (ディメンション AKのシャフトへの同心度は、下で厳密に公差されています。 IEC 60072-1です。

2。取り付け穴とピッチ円径(PCD)

ボルト穴は ピッチ円径(PCD)は、ボルト円径 (BCD) または NEMA とも呼ばれます。 AJさん. 穴は クリアランス(スルー)ホール — ボルトをフランジに通してタップ付き機械ハウジング (IEC FFの / NEMA Dフランジ) — または タップ穴(ねじ穴) — 機械側からモーター面にボルトをねじ込みます (IEC FTの / NEMA C面)を呼び出します。

3。フランジの外径と厚さ

これらは、エンベロープと負荷経路を設定します。大きなFF/B5フランジでは、外径は モーター本体よりも大きい小型のFT / B14フランジでは、通常、本体と同等かそれより小さいです。フランジは、モーターの片持ち式の重量とトルクの反応を完全に運ぶ必要があるため、その厚さは外観ではなく構造的な寸法です。

フランジマウントの仕組み: ステップバイステップ

1. スピゴットはハウジングボアに入ります。 機械加工されたパイロット直径は、ギアボックス、ポンプアダプター、またはブラケットの嵌合凹部に密接に (多くの場合 h7/H8) スリップフィットします。これにより、モーターが放射状に配置され、シャフト軸が駆動シャフト軸と強制的に一致します。
2. 顔は平らに座ります。 機械加工されたフランジ面は機械面に直角に接触し、軸方向の位置と直角度(取り付け面に対するシャフトの垂直度)を設定します。
3. カップリングが係合します。 シャフトはスピゴットによって事前に位置合わせされているため、リジッドまたはショートフレキシブルカップリング、またはギアボックスへの直接スプライン/キー入力は、ダイヤルインジケーターのアライメントなしで結合できます。
4. ボルトはクランプします。 PCDのボルトは、モーターに抵抗するクランプ荷重を発生させるためにトルクをかけられますの重量と反力トルク。緩いはめあいによる摩擦ではなく、クランプ力により、ジョイントを剛性に保ちます。 F = T / (K・d)ここで、T はボルト トルク、d ボルト径、K はナット係数 (乾式鋼の場合は ~0.2)。
5. フランジを介して荷重が移動します。 重量と振動はモーターからフランジリングを通って機械構造に流れ込むため、フランジの同心度と剛性はベアリングの寿命と振動に直接影響します。

その結果、コンパクトで自動調心式で床面積のないドライブが実現しました。まさにそのため、密結合ポンプ、減速機、OEM マシンでは、フランクマウント モーターの代わりにフランジ モーターが圧倒的に使用されています。

モーター フランジの種類の比較 (IEC 60034-7)

IEC 60034-7 は、各取り付け配置に IM(国際マウント)コード. 以下の 4 つのフランジ関連コードは、ほぼすべての産業用フランジ モーターをカバーしています。最も重要で、最も混乱している区別は、 B5 と B14 の比較: B5 にはクリアランス穴 (ボルトがフランジを通過) があり、B14 にはタップ穴 (フランジへのボルトねじ山) があります。

垂直バージョン (シャフトダウン = V1、シャフトアップ = V3/V18) は同じフランジを使用しますが、スラスト定格ベアリングが必要で、屋外ではレインキャノピーが必要です。フットマウントの比較については、ガイドを参照してください ACモーターとDCモーターです。

IEC フランジと NEMA フランジ (グローバル ソーシング)

北米の機器は、IMコードの代わりにNEMA MG 1の用語を使用しています。機能的にはきれいにマッピングされますが、寸法とフレーム番号が異なるため、IEC B5モーターは ない アダプターなしでNEMA Dフランジハウジングにボルトで固定します。

FFおよびFTフランジの指定の説明

IEC 60072-1 では、フランジの名前は、そのタイプ文字と ピッチ円の直径(ミリメートル単位). だから FF265 は、265 mm PCDを備えたスルーホール(FF)フランジを意味します。 FT115 は、115 mm PCD を備えたタップ (FT) フランジを意味します。この表は、一般的な IEC フレーム サイズと標準フランジを組み合わせたものです。

スピゴットの直径「N」は、ハウジングのボアが一致する必要があるパイロットレジスタです。値はIEC 60072-1に従っており、嵌合部品を加工する前に、必ず特定のメーカーのデータシートと照合してください。

モーター フランジ エンジニアリング データ: 公差、荷重、式

フランジはシンプルに見えますが、その性能は厳しい幾何学的公差と実際の機械的荷重経路によって決定されます。これらの数値を正しく取得することが、振動のないドライブとベアリングの早期故障を区別するものです。

同心度と振れ公差 (IEC 60072-1)

IEC 60072-1は、栓と面の2つの公差グレードを定義しています。 ノーマル (N) そして リデュース (R) 精密アプリケーション用。スピゴットはシャフトに同心円状で、取り付け面はシャフトに垂直でなければなりませんが、次の制限 (合計インジケーター読み取り値、TIR) の範囲内で。

これらを超えると、シャフトはドリブンボアに対して偏心し、回転ごとに1回のラジアル力を注入し、ベアリングL10の寿命を短縮し、振動を上昇させます。

フランジマウントドライブの主な配合

• ボルトクランプ荷重: F = T /(K・d) — トルク T からのクランプ力 F、ボルト径 d、ナット係数 K (≈0.20 乾燥、≈0.15 潤滑)。トルク不足のフランジボルトは、振動下でジョイントをフレットして緩めます。
• フランジの反力トルク: T = P × 9550 / n (N・m)、電力 P は kW、速度 n は rpm です。これは、フランジ ボルト パターンが起動時と失速時に反応しなければならないトルクです。
• 反力トルクによるボルトせん断: エフ_ボルト = 2T / (n_b ・PCD) – ボルトあたりの接線荷重 (N_b ピッチ円の直径のボルト。より大きなPCD=より低いボルトごとの荷重。
• フランジのカンチレバー曲げ: M = W・L_CGの — 重心距離 L で作用するモーター重量 W_CGの フランジ面から。大型モーターが B35 単独よりも B5 (フット + フランジ) を好む理由です。
• ベアリングL10の寿命: L10h = (10⁶ / 60n) · (C/P)³ ボールベアリングの場合 – フランジの嵌合不良による位置ずれは、等価荷重 P を上昇させ、立方体で寿命を短縮します ( SKFベアリング計算機)を呼び出します。

作業例

FF265 フランジ上の 7.5 kW、1,450 rpm B5 モーター (PCD 265 mm、4 ボルト): 反力トルク T = 7.5 × 9550 / 1450 ≈ 49 N・m. ボルトあたりの接線方向荷重 エフ_ボルト = 2 × 49 / (4 × 0.265) ≈ 92 N — 小さいため、ボルトのサイズはせん断ではなくクランプ/振動によって決定されます。これはその理由を裏付けています 正しい予圧トルクはボルト数よりも重要です ほとんどのフランジモーターで。

材料と一般的な熱制限

フランジは、鋳鉄 (高剛性)、アルミニウム (軽量 OEM フレーム)、または製造/ステンレス鋼 (ウォッシュダウン) です。絶縁クラスは、フランジが駆動機械に伝達する表面熱を制御します。 クラス B 130 °C、クラス F 155 °C、クラス H 180 °C あたり IEC 60034-1 — プラスチック製のポンプアダプターがホットモーターフランジに遭遇する場合に関連します。

フランジマウントモーターに最適なアプリケーション

適切なモーター フランジの選択方法: ステップバイステップ

1. 規格を確認します。 IEC(メートル法、IMコード)またはNEMA(インチ、C / D面)?これは、設定ではなく、既存のマシンによって設定されます。
2. 嵌合ハウジングを読んでください。 くぼみの穴 (これはモーターの栓 Ø N / AK と等しくなければなりません) とボルト サークル (PCD / AJ) を測定します。これらの 2 つの数字は、フランジを定義します。
3. 穴のタイプを特定します。 ボルトは通過しますか を通じて タップ付きハウジング(B5 / Dフランジ、FF)またはねじ山へのフランジ に モーターフェース (B14 / C フェース、FT)?これは #1 の間違いです — 写真またはネジゲージで確認してください。
4. フレームとシャフトを一致させます。 フランジPCDはフレームサイズに関連付けられています。また、シャフトの直径、長さ、およびキーを確認して、カップリングがフィットするようにします。
5. 荷重方向を確認します。 重いモーター、振動、またはオーバーハング負荷?フランジボルトだけを信頼するのではなく、B35(フット+フランジ)にステップアップします。
6. 公差グレードを指定します。 精密スピンドルまたは高速ポンプは、ノーマル(N)ではなく、低速(R)の同心度グレードを保証します。
7. 材料とエンクロージャを選択します。 工業用剛性用の鋳鉄、洗浄用のステンレス、軽量OEM用のアルミニウム。次に、IP/エンクロージャ定格を選択します。

モーターフランジに関するよくあるエンジニアリング上の間違い

• B5とB14を混乱させています。 見た目は似ていますが、B5 にはクリアランス穴があり、B14 にはタップ穴があります。B5 として注文された B14 はボルトで固定されません。これは、最も頻繁に発生するフランジの注文エラーです。
• PCDは一致しますが、スピゴットは無視されます。 2 つのフランジはボルト円を共有してもパイロット直径が異なるため、モーターが勝ったtセンター。常にスピゴットØN(AK)に一致します。 そして PCD(AJ)。
• IECとNEMAの混合 IEC B5 フランジは NEMA D フランジ ハウジングには適合しません。メートル/インチの寸法は異なります。アダプタ プレートを使用するか、正しい規格に従って注文してください。
• むき出しの B5 フランジに過負荷をかけます。 重い荷重やオーバーハング荷重にフランジのみの取り付けを使用すると、フランジ ボルトに過度のストレスがかかり、取り付け面が曲がります。B35 まで移動します。
• ボルトのトルク不足。 クランプ負荷が不十分な場合、振動下で関節がフレットしたり、緩んだり、シフトしたりします。F = T/(K・d) を使用した仕様へのトルク。
• 垂直マウントを強制します。 スラスト定格ベアリング (および屋外のレイン キャノピー) なしで水平 B5 モーターのシャフトを下に回すと、ベアリングの早期故障につながります。
• スピゴット/フェースにペイントやバリが入っています。 汚染により、フラット面の接触と同心円状の嵌合が破損し、フランジが除去するはずだった位置ずれが再び発生します。

モーターフランジトラブルシューティング表

フランジマウントモーターに Greensky を選ぶ理由

2011以降、 グリーンスカイパワー 設計した BLDCモーター、 ブラシ付きDCモーター、ステッピングモーター、および ギアボックス 50以上のOEM顧客向けに正しく機械加工されたフランジを備えています。取り付けインターフェースが最初から正しい必要がある場合は、当社のエンジニアがフランジ(スピゴット、PCD、公差グレード、および標準)をお客様と一緒に仕様付けします。

• 両方の標準: IEC B5/B14/B35およびNEMA C面/Dフランジ、およびカスタムパイロット直径。
• 精密加工: スピゴットの同心度と面の垂直度は、IEC 60072-1のグレードに保持されます。
• 統合ドライブ: モーター + ギアボックスは、適合したフランジ アセンブリとして提供されます — アダプターの推測はありません。
• 100% テスト: すべてのユニットが実行テスト済み。振れと振動が検証済みです。
• 規格への準拠: IEC 60034 / NEMA MG 1の実践に準拠して設計されています。ISO、CE認証済み。
• OEM / ODMサポート: 北米およびヨーロッパのUnited Motion, Inc.による完全なエンジニアリング支援。

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関連読書

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参考文献

1. IEC 60034-7、 回転電気機械 — 構造の種類、取り付け配置、端子箱の位置の分類(IMコード). https://webstore.iec.ch/publication/2765
2. IEC 60072-1、 回転電気機械の寸法と出力シリーズ — フレーム番号 56 から 400 およびフランジ番号 55 から 1080. https://webstore.iec.ch/publication/351
3. IEC 60034-1、 回転電気機械 — 定格と性能. https://webstore.iec.ch/publication/60034-1
4. NEMA MG 1、 モーターと発電機 (C面、Dフランジ、AJ/AK寸法)。https://www.nema.org/standards/view/motors-and-generators
5. NEMA MG 1-2009 (全文、law.resource.org)。https://law.resource.org/pub/us/cfr/ibr/005/nema.mg-1.2009.pdf
6. ABB、 低電圧モーター — 取り付け配置と IM コード (技術ガイド)。https://new.abb.com/motors-generators/iec-low-voltage-motors
7. シーメンス、 SIMOTICS汎用モーター — 構造/取り付けの種類. https://www.siemens.com/global/en/products/drives/electric-motors.html
8. SKF、 ベアリング定格寿命(L10)と取り付け/アライメントガイダンス. https://www.skf.com/group/support/engineering-tools/bearing-calculator
9. IEEE規格112、 多相誘導電動機および発電機の試験手順. https://standards.ieee.org/ieee/112/4703/
10. 米国エネルギー省、 モーターシステム – 省エネプログラム (10 CFR パート 431). https://www.energy.gov/eere/motors

よくある質問