機械設備の軸と穴の関係を示す「はめあい」の基本と化学設備 すきまばめ・しまりばめ・中間ばめ

はめあい保全

はめあいの基本について解説します。

はめあいは機械設計、特に機械部品設計において非常に重要な概念です。

はめあいは、穴と軸を収める関係性を指します。

特に動機器では軸を回転させるために大事な考え方です。

はめあいはすきまばめ・しまりばめ・中間ばめと3つに分かれます。

こちらの外部サイトも参考になります。

ベアリングコラム 初心者講座 「はめあい」 | Koyo(ジェイテクト)
「ベアリングコラム 初心者講座 「はめあい」」のページです。ベアリングコラムを連載しています。

すきまばめ

「すきまばめ」は穴の方が軸よりも大きい関係の「はめあい」です。

  

イメージとしては以下のとおり。

しまりばめ

穴の方が軸よりも大きいので、そのまま挿入すると「すきま」が発生します。

これはすべり軸受に使います。

すべり軸受はバッチ系化学工場ではほとんど使わないので、「すきまばめ」もほとんど使いません。

しまりばめ

「しまりばめ」「すきまばめ」の逆です。

  

イメージとしては以下のとおり。

すきまはめ

穴の方が軸よりも小さいので、通常はそのまま軸を挿入することはできません。

穴側の方を温めて伸ばしてあげることで、穴を大きくします。

その瞬間に軸を挿入して穴側常温に戻します

穴はもともと軸よりも小さかったので常温に戻したら穴が軸を締め付ける形になります。

このイメージが「しまりばめ」です。

「しまりばめ」は強力な力で締め付ける方法で、鉄道車両の車輪などに使います。

熱応力と同じ発想です。

ここまで強力な力で締め付けるニーズは、バッチ系化学工場ではほとんどありません。

遠心分離機などの高速回転や特殊な高圧反応器などの、高速・高温の環境で使用する程度です。

これらの設備は寿命を上げるためにもSUS304ではなくSUS316Lを選びます。

中間ばめ

「中間ばめ」「すきまばめ」「しまりばめ」の中間です。

穴の軸の関係が隙間ができる時もあれば締め代ができる場合もあります。

これは厳密には穴や軸の寸法許容差で定めます。

専門的には「はめあいの表記」がJISで定められています。

多くの「はめあい」がこの「中間ばめ」です。

化学工場でもベアリングに多用します。

穴と軸の寸法関係が非常に小さく、10μm~100μmという髪の毛1本の太さにも満たないでレベルです。

機械製作の仕上げを厳密に行っているため、取り扱いは注意が必要です。

工場現場で何気なく見えるベアリングでも、精密に仕上げているということが分かれば、化学工場の機械エンジニアとしては一歩進展します。

化学工場のオーナーエンジニアが、中間ばめの寸法を細かく意識することはほとんどありません。

設計者が図面で確認するわけでもなければ、保全者も自分では何もせずにメンテナンス会社が適切に修理や施工をしてくれるでしょう。

それでもはめあいの概念自体は知っておいた方が良いです。

最後に

すきまばめやしまりばめについて紹介しました。

すきまばめは穴>軸の関係で、バッチ系化学工場では使いません。

しまりばめは穴<軸の関係で、バッチ系化学工場では使いません。

中間ばめは、すきまばめとしまりばめの中間で、ベアリングなどに多く使います。

この記事が皆さんのお役に立てれば嬉しいです。

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