機械というものは基本的に電気モーターで動きます。
モーターは速度が一定ですが、設備としてはモーターとは別の速度で運転したいということが普通です。
そこで変速という考えが出てきます。
化学プラント設備のような場合、モーターの速度よりも低い速度で運転することが普通なので、減速に限って議論することが多いです。
減速という機能を実現するためには、減速機とベルトという2つの装置が一般的です。
化学プラント設備での減速機とベルトの違いについて説明します。
減速機
化学プラントで減速機を使う場面はかなりあります。
大きな減速機を得たい
減速機を使う最大のメリットは、減速比にあります。
減速比は減速前後の速度比のことで、値が小さいほど低い速度に落とすことができるという意味です。
ベルトでも変速は可能ですが、小さな減速比（低い速度）を得ようとすると複数のベルトを組み合わせる必要があります。
減速機の場合は、比較的小さなサイズで小さな減速比（低い速度）を得ることが可能。
化学プラントの装置のように、故障を最小化するためには部品を最小化する必要があり、この点で減速機が有利に働く場面があります。
減速比をその場で変えたい
特殊な場合ですが、減速機だとその場で減速比を変えることが可能です。
バイエルサイクロ減速機と呼ばれるタイプです。
ベルトの場合だとプーリーを変えることになって運転停止が必要ですが、バイエルサイクロ減速機はその手間が発生しない分有利です。
もっとも、自動化が進んだプラントなら、バイエルサイクロ減速機ではなくインバータを使うので、減速比はもっと簡単に変えられるようになっています。
予測しにくいトラブルを回避したい
減速機もベルトも使っていくうちに故障はしますが、その原因は減速機の方が分かりやすいです。
減速機の方が構造は複雑ですが、パッケージ化された装置なので設備の負荷に純粋に左右されるだけ。
一方で、ベルトの場合は密閉化されていないので、周囲のガス・粉体・雨風の影響を受けます。
何か問題が起きたときに減速機なら「たまたま」で済ませられても、ベルトなら要因をいくつも考えないといけません（たまたまで済ませられる場合もありますが）。
ベルト
化学プラントでベルトを使う場合は、実はあまり多くはありません。
メンテナンス費を抑えたい
ベルトを使う場合、メンテナンス費を抑えることが期待できます。
減速機のメンテナンスは意外とやることが多いです。
- 減速機の分解整備は技能が必要
- 現場から取り外さないと整備ができない
- 減速機は部品点数が多い
- 減速機は運転中に潤滑油の管理をしないといけない
ベルトでも大なり小なりメンテナンスは必要ですが、全体の費用としては減速機よりも低いです。
もちろん購入費も低いですね。
設置スペースを最小化したい
ベルトだと設置スペースを最小化しやすくなります。
減速機だと設置方向が限定化されてしまい、設備が長くなってしまいがち。
ベルトだと設置方向を変えることができるので、縦・横・高さ方向に位置を変えて、全体をコンパクトに抑えることができます。
設置スペースが狭い工場であればあるほど、このメリットは大きくなります。（私も実感しています。）
安全を気にしないといけない
ベルトの場合、安全対策を取らないといけません。
- 挟まれ巻き込まれのカバーが必要
- 静電気着火を抑えないといけない
ベルトの健全性確認のために、たわみ測定をしますが、挟まれ巻き込まれの温床となります。
化学プラントの場合、静電気着火のリスクもあります。
便利なベルトですが、問題になることも多いのでベルトを嫌う会社や工場もあると思います。
参考
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最後に
減速機とベルトは装置の速度を変えるために一般的な装置です。
化学プラントので減速機とベルトの両方を使います。減速機は減速比が大きいことがポイントで、ベルトはメンテナンス費の削減や設置スペースの最小化に繋がります。
プラントの思想と関連する重要な部品ですね。
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