原題は『Shafting, Pulleys, Belting and Rope Transmission』、著者は Hubert E. Collins です。
例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに深謝いたします。
図版は省略しました。
索引が無い場合、それは私が省いたか、最初から無いかのどちらかです。
以下、本篇です。(ノー・チェックです)
*** プロジェクト グーテンベルク 電子書籍 シャフト、プーリー、ベルト、ロープ伝達の開始 ***
シャフト、プーリー、ベルト、ロープ伝動装置
パワーハンドブック
エンジニアとエンジニアを目指す人にとって最高のライブラリです。
この本もその一つです。どれも良い本で、値段も手頃です。
1冊あたり1.00ドル(後払い)。(英語価格は4/6後払いです。)
別売りまたはセット販売
オーガスタス・H・ギル教授
マサチューセッツ工科大学
エンジンルームの化学
ヒューバート・E・コリンズ著
ボイラー ノックとキンク
シャフトガバナー パンプス
建設工事 シャフト、プーリー、
パイプと配管 ベルト
FEマシューズ著
冷蔵。(準備中)
ヒル出版会社
505 パールストリート、ニューヨーク
6 BOUVERIE STREET, LONDON, EC
パワーハンドブック
シャフト、プーリー、ベルト
、
ロープ伝動
コンパイルおよび執筆
による
ヒューバート・E・コリンズ
発行者
マグロウヒル・ブック・カンパニー
ニューヨーク
書籍部門の後継者
マグロウ出版会社 ヒル出版社
書籍の出版社
電気の世界 エンジニアリング・アンド・マイニング・ジャーナル
エンジニアリングレコード パワーとエンジニア
電気鉄道ジャーナル アメリカン・マシニスト
著作権1908年、ヒル出版社
無断転載を禁じます
ヒル出版社、ニューヨーク、米国
[ページ v]
導入
このハンドブックは、シャフト、プーリー、ベルトの日常的な取り扱いについて、読者に実践的な助言を提供することを目的としています。これらはプラントの運転において密接に関係していますが、多くのオペレーターがこれら3つを軽視していることは、ほぼ周知の事実です。
これらのページを熟読することで、読者は最も一般的な例やさまざまなトラブルにおいて最善の対応策を決定できるようになります。また、すべての記事には、発生する可能性のある同様のケースに対する提案が記載されています。
例えば、現在ではほとんどの専門家が認めている防腐剤としてのベルトドレッシングの必要性については、第11章で詳しく取り上げられており、最もよく知られている4種類のドレッシングの有効性を調べるために、利害関係のない第三者によって行われた試験の結果が示されています。この結果は、すべてのベルト使用者にとって重要です。
本書の一部は、今日ではかつてないほど広く利用されているロープ伝動にも割かれており、ロープの選定と手入れに関する専門家からのアドバイスも掲載されています。ロープの継ぎ目とその作り方についても、多くの技術者にとって有益な情報となるでしょう。
著者は、Power誌の記事に使用した様々な寄稿者に感謝の意を表したい。[ページvi] 本書の執筆者、および一部の特別寄稿者の方々に感謝申し上げます。これらの寄稿者の方々の論文は、一部抜粋したものです。また、スプライシングに関するセクションを執筆いただいた「機械工学と機械工場実務」の著者であるスタンレー・H・ムーア氏にも感謝申し上げます。
ヒューバート・E・コリンズ。
ニューヨーク、 1908年11月。
[ページ vii]
コンテンツ
章。 ページ
私 シャフトのヒント 1
II シャフトのヒント 21
3 シャフトのヒント 32
IV ラインシャフトの調整 49
V シャフトのレベリングおよびライニング装置 54
6 実用的な問題点 61
7章 滑車を緩める実用的な方法 65
8章 革ベルトの継ぎ合わせ 72
9 革ベルトのお手入れと管理 89
X ベルトの使用と乱用 99
XI 4種類のベルトドレッシングの比較テスト 102
12 ベルトクリープ 106
13 ロープドライブ 108
14 ロープ伝送における新しい方式 115
15 伝動ロープの注文方法 122
16 ベルトと滑車チャート 129
17 スプライシングロープ 135
18世紀 ワイヤーロープ伝動 143
[1ページ目]
私
シャフトのヒント[1]
他のすべてのことと同様に、シャフトの取り付け、保守、修理には正しい方法と間違った方法があります。間違った方法の欠陥は、些細な不便を引き起こすものから絶対的な危険を引き起こすものまで多岐にわたりますが、正しい方法は、知識や識別力の欠如のために、ほとんど評価されないことが多すぎます。
[1]Chas. Herrman による Power への寄稿。
よくあるケースですが、シャフトの端部に小口径のピローブロックやウォールボックスハンガーを使用するためにジャーナルが取り付けられている場合、ジャーナル部の長さはハンガーベアリングの長さの2倍にカラーの長さを加えた長さにする必要があります。これにより、ハンガーはウォールボックスから容易にスライドして取り外すことができ、清掃や修理のためにベアリングにアクセスする前に、このシャフト部分を切り離して取り外す必要がなくなります。
このような場合、シャフトの底から床までの距離よりも約 1/4 ~ 1/2 インチ長い厚板またはボードA (図 1) を使用すると、ハンガーからシャフトの重量を解放し、シャフト自身の重量とシャフトが運んでいる滑車によってシャフトが跳ね上がるのを防ぐことができます。
滑車を設置する必要が生じた場合[2ページ目] ハブの半分をジャーナル部分に取り付け、残りの半分をジャーナル部分に取り付ける場合、図 1 の断面図に示すように、分割ブッシングを使用することで簡単に行うことができます。
図1.
小型ベアリングを使用し、シャフトを軸受けしてカラーとして機能させるという手法が広く用いられています。この方法は、「うまくやろう」という発想で行った場合、その目的を著しく達成できないと言わざるを得ません。また、必要に迫られて(カラーが不十分な場合)、シャフトに過大な負荷がかかり、深刻なトラブルにつながる可能性があります。
圧縮カップリングで保持されている両シャフトの両端を、カップリングに密着させてセンターポンチなどでマークすることをお勧めします。また、カップリングハブの両端には、シャフトのポンチマークの真向かいに、かつその近くにポンチマークを付けておくことをお勧めします。これらのマークは、カップリング内でのシャフトの端面または円周方向の滑りを、いつでも一目で確認できます。プーリーの滑りの検出にも同じ方法を使用できます。
新しいシャフトラインを設置する場合、シャフトを移動させた後、各ハンガーの足の位置をそれぞれの木材に明確にマークする必要があります。[3ページ] ハンガーを正しい位置に戻すことで、木材の収縮や強い歪みによってハンガーがずれた場合でも、簡単に正しい位置に戻すことができます。この方法は古いラインにも有効ですが、ハンガーの位置をマークする前に、シャフトを実際に試して完全に正しい位置に戻す必要があります。
垂直方向の調整ができないハンガーは、沈下しやすい古い建物では使用しないでください。そのため、シャフトが外れて水平が保てなくなることがほとんどです。
フランジ付きボルトカップリング(図1)では、ボルトのいかなる部分もフランジから突出してはなりません。また、ベルトがカップリングのすぐ近くを通る場合は、露出したカップリングフランジ、ボルトヘッド、ナットを覆うために割木カラーを使用する必要があります。ベルトがメインラインに巻き込まれ、カウンターシャフトが外れてしまうという事例は、これまでにも数え切れないほど発生しています。
可能な限り、シャフトラインの端と壁の間には8~10インチの隙間を空けてください。こうすることで、シャフトを取り外し、両側のシャフトを互いに押し広げるだけで、しっかりとした滑車や新しいカップリングを簡単に取り付けることができます。どちらのシャフトも取り外す必要はありません。10インチは許容される滑車の全範囲を示すものではありません。滑車のハブの長さが10インチを超えない限り、滑車の面(滑車の直径が大きいほど容易に)をシャフト間に差し込むことができます。
図2は、ベアリングの配置を誤った例です。あるケースでは、このベアリングが過熱していました。対策としては、古いボックスを再度バビットするか、新しいものに交換する必要があります。
[4ページ]
両方の滑車は固定されており、キー(ヘッドレスキー)は固定されるようにしっかりと打ち込まれていた。両方の滑車の縁は壁にほぼ接触しており、滑車の軸上の円周位置は(aのアームがキーB 1と一直線上にあり、 bのアームがキーa 1と一直線上にあるため)、サイドオフセットキーによる始動ドリフト以外を使用することは不可能であった。
図2.
壁から最も遠いbを、滑車が鍵から外れることを期待して、壁に向かってそりで押して緩めようとした。後になって分かったことだが、鍵は最初に押し込んだ際に油を塗っていなかったため、ひどく錆び付いていた。滑車はそりで動いたものの、滑車のハブにしっかりと固定された鍵はそのままだった。
結局、私たちのうちの一人が滑車bに入り、キャップcを外し、即席のオフセットの長い始動ドリフトD をb 2の位置でB 1に押し当て、もう一人がハンドスレッジをaの位置で振り回すことになった。キーの進入側は、本来であればヤスリで面取りされていたはずの(E参照)のに、私たちの始動ドリフトによってバリができてしまった。そのため、始動後、私たちは[5ページ]b にキーの端b 2をやすりで削って、取り出せる形にします。
ソリッド プーリーbは、分割プーリーに置き換えられました。
図3に示すように、従動主軸Bのリム摩擦クラッチと、エンジンに接続された駆動主軸Aの駆動プーリの配置により、B軸が使用されているかどうか、つまりクラッチが噛み合っているかどうかに関係なく、 A軸が動いている限りベルトCは作動します。
図3.
主軸ベルトは高所に設置されるため、使用頻度が高いほど摩耗が早くなります。クラッチをシャフトBからAに、プーリーDをAからBに交換することで、シャフトBが使用されていない間はベルトCが停止状態になります。しかし、これらのシャフトがそれぞれ別の部屋や別の階(ベルトが壁や床、天井を貫通している場合)にある場合、ベルトが摩耗しているにもかかわらず、クラッチは直接シャフトBに設置する必要があります。[6ページ] 被駆動軸(B)と連動して、緊急時に電力を遮断する手段を提供します。
図4、5、6は、非常に危険な、現在広く行われている頭上床駆動方式を示しています。駆動軸Aと従動軸Bは、極端に緩んだベルトで連結されています。従動軸に動きを与えたいときは、ベルト締め具Cを緩めてベルトの接触を確保します。
図4、図5、図6。
この締め付けシステムは、危険だとよく言われます。なぜなら、これを採用している工場は限られているからです。従業員の中には、このシステムを覚えておくべき正当な理由を持っている人がいます。クラッチのように、動力制御が確実で瞬時に簡単に行えるシステムとは異なり、締め付けシステムは、緊急時のように手で操作することができません。
駆動プーリが駆動プーリと同等かそれ以上(直径で)の場合、ベルトが特別な先行アイドラーを備えていない限り、上下方向の駆動以外では、ベルトが常に接触し、その結果、駆動軸が予期せず始動する傾向があります。締め付け装置が完全にオフになっている場合、[7ページ] ただし、この事実にもかかわらず、ベルトは熱、重量、またはベルトの故障により、いつでも短時間粘着して動力を伝達し続ける可能性があります。
これらの締め付け具は通常かなり重く、実際、緊急事態に慌てて締め付け具に取り組んだときに、慣れていない人が想像するよりもはるかに重く、トラブルが発生します。
締め付け具(図5)Aは、 A 1のスロットaに示すように、2本のネジ棒Bによって固定され、 Bのネジ山に沿って作動するリングナットCによって調整・締め付けられます。図4のCも不適切な配置です。図6が最も優れています。
クラッチに関しては、シャフトが動いている間は締め付ける際に細心の注意を払う必要があります。少しでも締めすぎると、クラッチが始動したり、試運転のためにロックされた状態(クラッチの構造による)で、主動力源が遮断されるまで解放されずに動き続ける可能性があります。スプリングシャフトにクラッチが接触する危険性は、これ以上のものはありません。
重負荷のかかるシャフトは、センタードライブ方式の方がエンドドライブ方式よりもはるかに有利に作動します。エンドドライブ方式で過負荷となることが多いものは、センタードライブ方式では全負荷に相当します。例として、多くの事例の一つを挙げましょう。エンドドライブ方式のメインシャフトは過負荷状態にあり、ある週に芯出しと水平調整を行っても、翌週にはどちらか、あるいは両方に問題が見つかることがありました。シャフトの稼働状態から生じる絶え間ない調整にうんざりした所有者は、最後通告を受けました。より重いラインの[8ページ] 確実に機能するシャフト、またはセンタードライブを試すことですが、このケースの極度の深刻さのため、機能するかどうかはわかりません。
図7.
図8.
最も安価なセンタードライブが採用された。図7のプーリーAは、セットスクリューとキーで固定された一体型のプーリーであったため、シャフトの端から取り外された。分割されたタイトクランプ式のプーリーB(図8)は、シャフトの長さの中央に設置された。ガスエンジンは新しいドライブに合わせて移動され、ハンガーCの補強とシャフトのバネ防止のために ハンガーC 1が設置された。これらの変更後、シャフトに問題は発生しなくなったため、期待通り、以前はポイント1に集中していたねじり応力がポイント2とポイント3に分散されたことは明らかである。
図9に示すように、メインシャフトがエンジンとカウンターシャフトにベルトで連結されている場合、プーリーA 1はメインシャフトとカウンターシャフトの荷重をすべて受けます。図10に示す配置では、ポイント1がAの荷重を受け、ポイント2が Bの荷重を受けており、こちらの方がより適切な配置です。
[9ページ]
図9——図10。
機械が建物の柱や木材の支柱の近くに設置されている場合、図 11 に示すように、ベルト シフター デバイスを柱の上に取り付けるのが一般的です。機械が突然停止してもほとんど損傷はありませんが、予期しない始動は修復不可能な損傷を引き起こす可能性があり、機械を操作する人の手足や生命を危険にさらすことさえあります。
図11.
[10ページ]
通行人がシフトレバーに接触して機械を始動させてしまう可能性を避けるため、カウンターシャフトの締付プーリーと緩めプーリーは、Aが露出しているとき、つまりコラムから離れたときに、Aが誤ってシフトして機械が停止するように配置する必要があります。図12はこの点を明確に示しています。
図12.
この配置は、カラー( A)を節約するためによく使用されます。特にベアリングがスプリットベアリングの場合、ルーズプーリーとベアリングの間からオイルが漏れ出します。ルーズプーリーは、ベルトがタイトプーリーに接触しているときに完全に自由になるのではなく、シャフトのエンドプレイに比例して、タイトプーリーとベアリングの間の緩衝材として機能します。最終的に、タイトプーリーはハンガーに近接することで得られる支持力(負荷がかかっているときにはタイトプーリーにとって有利に働く)を失います。
軽作業用カウンターのシャフトは、カラーセットスクリュー用の穴や平らな部分で不必要に傷をつけてはいけません。また、カップ型や尖ったセットスクリュー(シャフトを傷つける)も使用してはいけません。カラーを締め付ける際に、セットスクリューの正反対の面をハンマーで強く叩くと、カラーの緩みがすべてなくなり、特別な手段を講じなくてもしっかりと固定されます。[11ページ] カラーを緩めるときに同じ手段を用いると、スロット付きセットスクリューに対してはドライバーはほとんど役に立ちません。
ボルトの頭を木材に沈め、木材がどこかにぴったりと収まるようにする必要がある場合、可能であれば、穴をボルトの頭にぴったり合うように直角に切ることで、ボルトが将来回転するのを防ぐことができます。しかし、ワッシャーを使用しなければならない場合、ボルトが回転するのを防ぐ唯一の確実で実際的な方法は、釘 (図のように) をAに、釘の頭がBに面するまで打ち込み、次にボルトの頭をcの方向に曲げることです。ボルトが 3 の方向に回転しようとすると、釘の先端 (木材を押さえている) がそれを防ぐことがわかります。4 の方向に回転しようとすると、釘の頭が木材に押し付けられ、ボルトの頭を捉えます。
図13.
エンジン、ダイナモ、モーターなどの大型ベルトの巻き取り作業は、通常、工場が停止している夜間、日曜日、または祝日に行われます。このような時間帯は電力が供給されません。また、ベルトの継ぎ目部分(開通、短縮、削り取り、再接着、ハンマー打ちなど)が、滑車の表面に接触していたり、梁の間や穴の中に落ちていたりすると、作業がうまく完了する可能性は極めて低くなります。
大きなベルトの継ぎ目部分は明確に[12ページ] 恒久的で容易に認識できる方法でマーキングします(リベット、またはベルトのすべての接合部がリベットで固定されている場合は、リベットの配置を工夫するなど)。このマーキングにより、ミスの可能性を最小限に抑え、ベルトメーカーが巻き取り作業を行う上で最も適切な位置にベルトスプライスを配置できるようになります。
ベルトのワイヤーレースでは、あらゆる努力と注意を払ったにもかかわらず、図14に示すようにベルトの端(A、B)がずれてしまうことが非常に多く、最高の仕上がりが損なわれてしまいます。図15に示すように、2本の小さなワイヤーを1、2、3、4に通して固定し、ベルトを適切な位置に固定することで、レースをより簡単に完成させ、端の突出を防ぐことができます。レースが進み、ワイヤーc、 dを取り外す必要が生じても、既に取り付けられているレースがベルトを元の位置に保ちます。
図14——図15。
特定の条件下では、ワイヤーレースは一定時間から1日程度稼働します。高価な機械では、時間こそがお金となるため、レースの突然の切れによる時間のロスを避けるため、定期的にレースを交換することをお勧めします。
シャフトがフル回転している状態では、リムフリクションクラッチやその他のタイプのクラッチにベルトを装着しないでください。ベルトは装着時に、独特の癖があります。[13ページ] プーリーの反対側に飛び出す危険性があります。もしベルトが間違った側に飛び出してクラッチ機構に引っかかった場合、「何かが起こる」という諺にあるように、大抵の場合、事態は悪化します。スピードを落とすのは得策です。
ラバの故障により暴走したラバベルト(25 馬力程度またはそれよりかなり高い出力を伝達)は、短期間で十分なトラブルを引き起こし、熟練した技術者でも長期間修理に出すことが困難になる可能性があります。
図16.
プーリーシャフトの保持構造や調整機構がどのようなものであっても、ベルトの重量、張力、伝達される動力によるすべての歪みは、主に図16のA、A1点に集中します。そして、遅かれ早かれ、ピン、セットスクリュー、ボルトが破損し、ベルトがひどく裂けたり、裂けたりします。[14ページ] 何かがずれていたり、折り重なって床に落ちたりして、電源が切れるまで周囲に物がぶつかることがよくあります。
解決策は明白です。A、A’を補強するために 、B、B’を支持軸cのc 1、c 2 の箇所で固定します。ヨークx は 、この目的を達成するための信頼性が高く実用的な手段です。ナットb で固定されたストラップa がヨークを支持軸cにしっかりと固定し、滑車軸の端部B、B’は、ナットbによる調整によってcから任意の距離でヨークのU字部w’に保持されます。
図17.
ハンガーベアリングの端部がひどく摩耗していました(図17)。ブリッジAを取り外せばキャップは取り外せました が、シャフトがハンガースライドに挟まれていたため、ボトムの取り外しが困難でした。シャフトを取り外し、バビット加工による再調整を行う必要がありました。
新聞社なのでお金は問題ではありませんでした。ただし、時間制限は 3 時間、または手を出さないこと。[15ページ] こんなに短い時間で、30 インチのエンジン ベルトを開いて干渉するシャフトの長さを取り外すことは不可能でした。そのため、作業は次のように行われました。シャフトは、ラインB Cに沿った下方向のたわみとエンジンの引っ張りに対してAの木材で補強され、 B Dに沿った引っ張りに対しては木材配置Xで補強されました。木材yの点y 1 とy 2は、 1 と 2 で垂直に支えられ、木材 z はy 3でyとシャフトの間に 4 で挟まれ、ラインB Dに沿ったステーの役割を果たしました。ナットとワッシャーa、aを取り外し、ボルトをブラケットから押し戻しました。ロープの端をbでシャフトに投げ、滑車を通過させてブラケットとハンガーに結び付け、一体となった状態でシャフトの端から滑らせて床に下ろしました。ベアリングは洗浄され、バビットが再装着され、削り取られ、すべてが元に戻され、取り外されたままで、シャフトは予定通り 30 分ほどで正常に動作しました。
木材配置X
シャフトを削ったり、平らにヤスリで削ったり、止めネジを取り付けたり、滑車を移動したりするときにシャフトの回転を防止したい場合は、ベアリング キャップとシャフトの上部の間に、ボール紙、柔らかい木材、または数枚重ねた紙の細い帯を挿入し 、キャップを締め付けます。
パッキンは1 / 16~3 / 16インチの厚さで、[16ページ] ベアリングと同じ長さのシャフトは、狭くなければなりません。そうでなければ、図18(正しい方法を示しています)からわかるように、キャップに幅広のストリップを使用すると、シャフトがくさび状になり、キャップを無理やり押し込んだ際に安全性が損なわれます。ポイント3ではパッキングは問題ありませんが、ポイント1と2では、シャフト径がキャップの内径にぴったり収まるだけの十分なスペースがあり、余裕はありません。
図18.
わずかな締め付けでも十分な保持力が得られるため、締め付け過ぎは避けてください。また、図19の断面図に示すように、任意の平面部またはキー溝をモンキーレンチで固定することで、シャフトの回転を防止したり、必要に応じて回転させたりすることもできます。
シャフトが破損する原因は、過負荷によるねじり歪み、またはバネ不足によるものなどがあります。[17ページ] 適切なシャフト長さ間隔でのハンガーサポート、不完全な位置合わせやレベルによる歪み、または欠陥。
シャフトの別の部分から取り出した分割プーリーを破損部分に挟み込み、いわば圧縮カップリングに変換することで、即座の応急修理が可能です。プーリーハブが長いほど、固定力は向上します。また、セットスクリューの位置を合わせる(つまり、シャフトにセットスクリューを差し込むための約1/8インチの穴を開ける)ことも非常に役立ちます。
図19.
シャフトが破損したときに、シャフト自体とシャフト上にあるプーリーが突然落下して跳ね上がっていない場合は、破損の原因を修正した後、通常のキーレス圧縮カップリングを使用して恒久的な修理を行うことができます。
バネがかかっている場合は、巻き上げ時に新しい長さを最も安く入手できます。また、過負荷が問題の根本原因である場合は、シャフトを重くするか、負荷を大幅に軽減する以外に再発を防ぐ方法はありません。
図20Aは、ベルトの重量を利用して余分な接触を確保する駆動方法を示しています。Bでは、この重量によって接触が失われています。Bは通常の接触の損失だけでなく、 Aが提供する余分な接触の損失でもあることを念頭に置くと、適切な種類のベルト駆動がいかに電力節約要因として重要であるかが容易に理解できます。[18ページ] ドライブとは、特にダイナモ、モーター、ファン、ブロワーなどの高速の小プーリー機械で使用されるものです。
図20.
多くの電気会社では、ダイナモやモーター(特に軽量・小型のもの)の一部を2本のV字型レール(図21)に取り付けています(モーターまたはダイナモのベース底面には、この目的のためにV溝が切られています)。機械の重量とネジAによって、機械は所定の位置に保持されます。機械がこれらのレールに正しく取り付けられていれば、ネジAと駆動装置の関係において、ネジは機械の重量を補強して固定するだけでなく、機械をしっかりと保持することで、より確実な調整が可能になります。
図21.
[19ページ]
図22は、機械が正しく取り付けられている状態を示しています。ベルトの張力と引張力により、機械のコーナーBがシャフトCに向かって引き寄せられる傾向があり、この引張力に抵抗するためにネジB 1が配置されています。この抵抗と線Dに沿った引張力により、Eは持ち上がり、E 1 方向に回転する傾向があります。しかし、ネジE 2はこれらの両方の傾向を克服する位置にあります。ネジが両方とも前方にある場合、機械の背面が上方に傾くのを防ぐのは機械の重量だけです。ネジをFとGに配置することの不合理さは、たとえそれが軽率に行われたとしても、説明するまでもありません。
図22.
モーターやダイナモに新しいベルトを取り付ける際、ベルトの伸びをできるだけ抑えようとするあまり、駆動側と従動側の両方にベルトクランプが使用され、不必要な負担がかかることがよくあります。緩くエンドレス加工されたベルトはすぐに巻き取る必要が生じます。また、紐で結んだだけの場合、エンドレス加工の作業時に、元のベルトの長さが足りないため、継ぎ目部分を追加してベルトを一周させる必要があり、継ぎ目部分も含めたベルトの長さが足りなくなってしまいます。
[20ページ]
適切な手順は次のとおりです。モーターをレールまたはスライド上に置き、駆動軸または機械に最も近い位置から5インチ(約13cm)離してワイヤーレースで固定します(ワイヤーレースはエンドレスベルトに次ぐ2番目に効果的な方法です)。数日間運転させ、ベルトが伸びるにつれてモーターを駆動軸から離します。ベルトの伸びが完全になくなったら、モーターを駆動軸にできるだけ近づけます。
5 インチの前進動作により 10 インチのベルトが張られ、良好な接合には十分です。さらに、機械は、モーターを単に押し戻すだけで、おそらくベルトの寿命の間、ベルトを締めることができる位置になります。
[21ページ]
II
シャフトのヒント[2]
プラントのボルト、止めネジ、滑車、ベアリング、シャフト、クラッチなどは、効率性において最も重要な要素であるにもかかわらず、その状態が絶対に注意を必要とする段階に達するまで、無視されることが非常に多いのです。
[2]Chas. Herrman による Power への寄稿。
多くの場合、適切な注意が払われないのは、ほとんど克服不可能で、非常に落胆させるような周囲の困難が原因です。また、一見取るに足らない無視から生じる損害を適切に認識していないことが原因となることもあります。こうした困難のいくつかをいかに克服するかが、本章の目的です。
図23は、回転ボルトの例を示しています。ボルトの頭部はアクセスできず、バリや錆のためにナットと共に回転するボルトは、ナットの締め付けも緩めもできません。Cのように、木材に1~3本の適度な大きさの釘を打ち込み、ボルトに密着させるか、あるいはボルトと接するように押し込むことで、ナットを回している間、木材を固定するのに十分です。鉄製の梁や梁などでは、釘打ち方法が不可能なため、ナットとボルトの下端に弓のこで簡単に溝Eを切ることができます。[22ページ] ナットをレンチで回しながら、ボルトをドライバーで固定することができます。
非常に強力なドライバーを使用する必要がある場合は、弓のこフレームに2枚の刃を同時に使用することで、必要な幅の溝を作ることができます。ボルトの先端がナットから突き出ており、ナットを締め付けたい場合は、スティルソンレンチがしばしば使用されますが、これは賢明ではありません。スティルソンレンチはボルトの下側のねじ山を損傷しやすく、突き出ている端部を切断しない限り、ボルトの緩みを防ぐことができます。
図23.
軸の位置合わせとレベルは保持力に依存するため、ボルト、ラグボルト、セットスクリューは締め付けるときは、想像ではなく実際に締め付ける必要があります。
レンチ、特にスクリューレンチを正しく使用して、上腕二頭筋だけでなく全身の力を最大限に活用するには、次のようになります。肩を締める対象物と同じ高さに置き、レンチのジョーをしっかりと締めます。[23ページ] 左手でレンチのジョーを、右手でレンチのハンドルを握り、両腕をまっすぐに伸ばして緊張させます。腰から上半身を右に振り、両脚の力で振りの力を上方に伝えます。同時に、左手でレンチのジョーを握り、スイングの中心となるレンチのジョーをしっかりと握り、体を安定させます。このように半回転を数回繰り返すと、比較的簡単に非常に強い締め付けができます。
スプリットプーリーを締め付ける際には、オープンエンドのボルトレンチと小型のハンマーを用いてボルトをハンマーで叩き締める方法がしばしば用いられます。ナットを締め付ける際にボルトの頭を軽く叩けば、極端な場合を除き、軽く叩く必要さえなくなります。
スプリットプーリーは、セットスクリューよりもしっかりとした締め付けによって確実に固定されます。また、しっかりと固定するためには、セットスクリューをシャフトに打ち込む必要があり、これがシャフトを傷め、場合によっては著しく弱体化させることにも留意する必要があります。スプリットプーリーは、ソリッドプーリーと同様に、過度の負荷によって動作が停止することがあります。セットスクリューを使用すると、そのような場合にシャフトに深刻な損傷が生じますが、クランプで固定すれば、わずかな傷が付く程度で済みます。
しっかりと締め付けるために紙、ボール紙、布やすり、またはブリキで梱包する必要がある場合は、滑車の両半分に同じ厚さの梱包をするように注意してください。そうしないと、走行中に滑車が揺れたり飛び跳ねたりするようになります。
砂利布は、そのざらざらした性質から、滑車の役割が果たせない梱包には適しています。[24ページ] 軽い作業です。非常に重い作業の場合は、ヤスリはざらざらしていますが、適していません。材質上、ブリキや鉄板を使用する必要があります。
以下は、エメリークロスを使用することを前提として、スプリットプーリーをしっかりと締め付けるための最も実用的な方法です。
使用するエメリークロスの厚さ、そして1回か複数回の折り目をつけるかは、軸径とプーリー内径をノギスで測定するか、プーリーを手で仮締めすることで容易に判断できます。しかし、どちらの場合も、使用するパッキングの圧縮力を十分に考慮する必要があります。パッキングが薄すぎるとプーリーの締め付け力が弱くなり、厚すぎるとボルトを引き上げる際にラグが破損する恐れがあります。
適切な厚さのエメリークロスを決定したら、図24に示すように、滑車をシャフトに取り付けます。シャフトと接触しない下半分CのスペースAに、エメリー面をハブに、滑らかな面をシャフトに向け、エメリーシートを置きます。エメリーシートの幅はシャフトの円周の半分より少し短く、ハブの両側に約0.5インチから1インチ突き出す長さにしてください。
次に、プーリーをシャフト上で回転させ、半分の位置を反転させます(図25)。Cが上、 Bが下になります。エメリークロスがハブの半分にきちんと収まっていることを確認してください。滑らかな面がシャフトに面するようにします。プーリーのハブから突き出ている部分が、この位置を合わせるのに役立ちます。
[25ページ]
ハーフハブB(スペースD)に、同じ大きさのエメリークロスを挿入します。滑らかな面をハブに、エメリー面をシャフトに向けます。ボルトを引き上げてプーリーを所定の位置に固定します。ただし、図25のポイント1と2にあるハーフハブまたはラグの間にエメリークロスが入らないように注意してください。エメリークロスが入ると、ハブまたはラグが正しく噛み合うのが難しくなります。エメリークロスの幅をシャフトの円周の半分未満にすることで、この効果が得られます。
図24.
油穴や給油口が詰まったり、全くの怠慢や無意識の怠慢によって、緩んだプーリーが潤滑されずに回転し、切れたり、熱を持ったり、最終的には熱膨張によって固着したりすることがしばしばあります。その場合、カウンターシャフトを取り外す必要があります。[26ページ] 下げて、緩んだプーリーを無理やり外し、シャフトをやすりで磨いてから元の位置に戻します。
図25.
以下の方法は、取り外しと元に戻す手間を省き、固着したプーリーを緩める簡単な方法を提供し、いわば、シャフトをやすりで削って磨く旋盤を即席に作ります。
図26.
図26において、Aは固着した緩んだプーリーです。[27ページ] 主軸から滑車A、Bにつながるベルトと、駆動滑車Cから従動機械につながるベルトの両方を外します。図 27 に示すように、滑車Aのa側にある鉄の棒を滑車のアームの上、シャフトの下に結び付けるか、誰かに持ってもらい、滑車が一方向にしか回転しないようにします (図 27 を参照)。次に、十分な長さの別の棒を使用して、 bの位置にある締まった滑車Bの滑車のアームの下とシャフトの上を掴みます。これにより、緩い滑車Aにある棒の抵抗に逆らって作業できるようになります。
図27.
十分なてこ作用があれば、このような説得は最悪のケースでも緩めることができます。バーを外し、 Bを十分に右に移動させて、 AがBの元の位置に戻れるようにします。Bを新しい位置にセットスクリューで固定し、紐で固定します。[28ページ]A のアームをBのアームの 1 つに接続します。メインシャフトベルトをAにかぶせると、シャフトにねじ込まれたBとAのコード接続部を介してシャフトが回転し、以前 Aが占めていた部分をやすりで磨くことができることは明らかです。カウンターシャフトがハンガーベアリングD 1から横滑りするのを防ぐには、誰かにEのハンガーベアリングD 2に何かを当ててもらうか、 Fのカウンターシャフトとハンガー D 1にワイヤーまたはコードで固定して、回転を妨げずに横滑りを防止します。
ヤスリがけ、研磨、オイルホールまたはオイラーの清掃、そして将来的な潤滑不良に対する適切な予防措置を講じることで、すべてが最良の状態になります。緩いプーリーがベアリングから最も離れた位置に配置され、タイトプーリーとカラーによって固定されている状態が理想的です。タイトプーリーはベアリングに近いため、追加のサポートにより荷重を伝達しやすくなるだけでなく、発生する小さな修理も大幅に簡素化されます。
図28.
図28は、ベアリングの切断と加熱とは別に、通常のねじりひずみに加えて、破断ひずみが増加することを示しています。ねじりひずみは、破断ひずみの増加に正比例して増加し、それに対して、軸受けの線外または水平方向のねじりひずみが増加すると、破断ひずみは増加します。[29ページ] シャフトが主題です。説明のために曲げは誇張して表現されています。
この場合、片方のハンガーベアリングが線からずれているか水平でないために、シャフトは深刻な破断応力にさらされます。シャフトが線からずれていて水平でない状態は、たとえ両方の点が同じであれば、当初予想されるほど事態を悪化させることはありません。
確かに、シャフトのねじり強度は最も弱い部分とほぼ等しいため、理論上は3箇所の弱点が多少あっても何ら影響はありません。しかし実際には、これらの箇所ではベアリングに過度の負担と摩耗が生じます。そのため、相当量の動力を伝達する滑車がABの長さのどこかに配置されている場合、常にその影響が目立ってしまうことになります。
たった 8 分の 1 か 4 分の 1 ですが、その一部がシャフト破壊の物語を語ってくれるのです。
以下は、すでに設置されているシャフトラインの位置とレベルをテストする簡単な方法です。
図29.
図29のように、線Cを軸の正反対に引きます。軸端中心GとFから等距離に置き、保持端Aと保持端Fを除いて、全長にわたって接触しないようにします。[30ページ] B . 線Cは直線であり、軸端中心GおよびFから等距離に設定されているため、軸の中心線全体を線CからGおよびFと同じ距離に設定すれば、軸が完全に一直線になることは自明です。
すでに設置されているシャフトのラインを水平にする場合は、レベルと忍耐力を使用することで、正しく水平にすることができます。
レベルをAにすると、最初のハンガーを上げる可能性と真ん中のハンガーを下げる可能性は同じくらいあります。フェンスの頂上まで登らざるを得ない場合でも、飛び込む前によく確認してください。水平でないシャフトの長さを見つけたら、行動を起こす前に隣接する2つの長さを試してみてください。そうすれば、より賢明な行動が取れるでしょう。
非常に長いシャフトラインの場合、レベルとラインが互いにチェックとガイドとして機能する以下の方法が非常に有効です。ラインを、水平調整するシャフトの真上、またはより都合の良い場合は真下まで伸ばします。レベルを使って、水平になるシャフトの長さを見つけ、ラインをその長さと正確に平行に調整します。これで、保持端以外は接触せず、レベルシャフトの長さと平行になるため、ラインは安全な高さレベルガイドとなり、レベル自体は完成した作業の精度を確認するために使用できます。
ライニングにおいては、水平用であろうと直線用であろうと、軸線がその全長にわたって同じ直径の軸で構成されていない限り、必然的に軸の円周から線まで測定されるが、常に[31ページ] 計算は軸中心に基づいて行ってください。図29の図を見れば、この点は明らかです。
様々な状況下でのラインの端部の固定方法は、個々の工夫に委ねられます。ただし、シャフトの調整によって、端部のシャフト中心を基準としたラインの元の位置が影響を受けないように配置してください。
カップリングクラッチ、すなわち2本のシャフトを任意に1本に連結するクラッチは、それぞれのシャフトが互いにずれている場合、あるいは水平になっていない場合、完全にまたは部分的に故障します。このような状態は、緊急時に動力を遮断できないことに伴う危険を伴い、許容されるべきではありません。
原則として、クラッチは、その解放力を損なわない範囲で、可能な限り強く握るように設定することが最も推奨されます。クラッチの握りが弱いと、滑りによる過度の摩耗が生じやすくなりますが、強く制御されたクラッチは滑りによる摩耗を完全に防ぎます。
[32ページ]
3
シャフトのヒント[3]
エンジニア、機械工、そして一般整備士は、シャフトの加工作業に携わる機会を頻繁に求められます。以下の内容は、読者の皆様にとって目新しいものでも、示唆に富むものでもありません。しかし、一部は皆様にとって、そしてもしかしたら全ては一部の方にとって、役立つかもしれません。
[3]Chas. Herrman による Power への寄稿。
ベルトをシャフトの平行線上に配置されたプーリー上で正しく走行させるには、シャフトが完全に正確に平行でなければならないことは周知の事実です。たとえ1/16インチのわずかなずれでも、ベルトの走行不良によって、本来完璧な状態であったはずの作業に悪影響を及ぼしてしまうことがよくあります。
図30.
図30は、カウンターシャフトの両端の中心が測定可能な位置にある場合、駆動軸との平行度に関してカウンターシャフトを位置合わせする方法を示しています。Aはカウンターシャフト、Bはメインシャフト、 Cは適切な長さで厚さ約1.5インチの棒です。[33ページ] 幅D には、 20 ペニー程度の重い釘をCの端Eから十分離れたところに打ち込み、 CがシャフトBの上部にぴったりと置けるようにします 。
測定棒をメインシャフトに当て、釘をシャフトに接触させたままにします。F端がカウンターシャフトの端に接触した際に、棒 がメインシャフトに対して直角になるようにします。次に、棒にカウンターシャフトの端の中心の正確な位置aを印します。カウンターシャフトのもう一方の端にも同じ印を付けます。両方の印が同じ位置であれば、カウンターは平行です。そうでない場合は、2つの印の間隔から、カウンターがどれだけ、どの方向にずれているかがわかります。
片方の端を少し内側または外側に動かすだけで済む場合もあれば、また、正しい位置に戻すために、片方の端を一方方向に完全に動かし、もう片方の端を反対方向に全部または一部動かす必要がある場合もあります。いずれにせよ、再測定を行って調整の正確さを確認するまでは、決して満足しないでください。
釘はCにしっかりと打ち込まれ、位置が簡単に変わらないようにする必要があります。また、できれば斜めに打ち込む必要があります (図 30 に示すように)。斜めに打ち込むと、棒がシャフトに接触した状態を保つのに役立ちます。
エンドセンターが利用できない場合、またはセンターの反対側のメインシャフト上にクリアスペースがない場合は、通常、図 31 に示す方法を使用できます。
Cを両シャフトの上に置き、駆動シャフトBに直角にします。DをBに押し付けた状態で、図のように棒Cに四角形を置きます(棒の先端がロッドの上部に完全に接触し、舌状部が下方に伸びます)。[34ページ]Cに沿ってAの方向に スライドさせ、舌状部の側面がAの反対側のシャフトに接触するまでスライドさせます。次に、スティックダウンした舌状部に線を引きます。カウンターシャフトの反対側でも同様に線を引くと、2つの線が平行調整ガイドになります。
図31.
図 32 に示すように、カウンター シャフトまたはライン シャフトがメインまたはジャック駆動シャフトの最端から駆動され、もう一方の端が駆動シャフトの届かないところまで伸びていることがよくあります。
図32.
方法1も方法2も、ここでは線形問題を解くのに適用できないことは明らかである。[35ページ] 駆動プーリBと従動プーリAが両方とも所定の位置にある場合、次の方法が有効です。
ロープの一端を滑車Bの縁(B 1 )に固定するか、誰かに保持してもらいます。そして、ロープを滑車Aの縁( A 2 )まで引き寄せます。次に、ロープの緩んだ端(A 2 )を滑車Aの方へ引き寄せ 、滑車Bの縁(B 2 )にちょうど接触するまで引きます。ロープが接触した時(そして、接触した時点で初めて測定は無効になります)、滑車AのA 1とA 2 はロープ にちょうど接触しているか、(図32のように滑車Bと滑車Aの面幅が同じでない場合は)等距離にある必要があります。
このようにライニングされた 2 つのハンガーで支えられた単一のシャフトの長さは、必ず平行になります。ただし、このように調整されたシャフト ラインが、2 つ以上のハンガーで支えられた 2 つ以上のカップリング結合された長さで構成されている場合は、滑車Aのシャフトの支持部分、その直接の支持ハンガー 1 と 2 の間にある部分のみが確実にライニングされ、残りの部分は多少平行になっている場合があります。
完璧な仕上がりのためには、シャフトの長さ 1 と 2 と平行に、調整したシャフトの全長に沿って張る弦を固定し、シャフトの残りの長さをそれに合わせます。
通過する滑車がない場合、または、時々起こることですが、滑車 Bのぐらつき(動作中) から、不正確な穴あけやブッシング、またはバネ付きシャフトの長さ上にあるために、滑車 B のリム ラインがシャフト ラインに対して直角ではないことがわかる場合は、図 33 に示す方法を使用できます。
方法 1 および 2 で使用した釘の代わりに、長さが約 8 ~ 12 インチで、幅がシャフトBの直径の半分よりかなり大きい板を使用します。[36ページ] この板xを測定棒cに適切な角度で釘付けにすることで、 bのように端aから軸Bに十分に届き、 a†²のようにb′からAに十分 に届きます。 板x をその全長にわたって 1 と 2 の両方で軸Bに完全に接触させておくことで、棒Cの角度位置はどちらの場合も同じになり、(図31のように定規を使用することで) A をBと平行にすることができます。
図33.
ここで引用した平行調整のすべての例では、調整するシャフトと調整されるシャフトの両方が、結果の精度を確保するために、調整を開始する前に適切に水平調整されていることを前提としています。
上記の方法は、既に軸組が設置されている場合に適用されます。ただし、作業を開始する前に新たに軸組を設置する場合は、軸組の位置を決定した後、作業の基準となる駆動軸と平行な線を天井に引く必要があります。 天井に、設置予定の軸組の中心線となる点Aをマークしてください(図34)。
[37ページ]
測定棒を駆動軸に直角に当て、釘を軸に当てます。定規を台座の下に置き、舌状部を測定棒の側面に当てます。舌状部の先端が天井の印Aに接するようにします。次に、舌状部Aに沿って棒に線を引きます。測定棒を駆動軸に沿って動かし、計画されている軸線のもう一方の端の位置まで移動させます。舌状部Aを棒の印に沿わせ、棒を駆動軸に直角に当て、天井に切断点を印します。これらの点の間に線を引くか、紐を張ると、正確な平行線が得られます。
図34.
支持木材Bが干渉するため、定規を使用する必要がありましたが、天井に障害物がなければ、棒を適切な長さに切断するか、釘の位置を調整して、棒の先端Cを目印として使用できます。
駆動軸上にプーリが適切に配置されている場合は、図35に示す方法が有効です。
誰かにロープの片方の端を1で押さえてもらい、もう一方の端を天井に置き、ロープが2の滑車の縁にちょうど触れる位置まで持っていきます。その天井の点(3とします)に印を付けます。同様に、4と5もそれぞれ後ろの点に印を付けます。[38ページ] 2で接触する精度をより確実にするために、毎回線を取り外して調整してください。3から5への直線が4を切る場合、3、4、5の線は駆動軸に対して直角になり、これに直角の線は軸と平行になります。
図35.
下げ振り法は非常によく知られており、よく知られていない場合でも、さまざまな用途で簡単に考え出すことができるため、これについて触れるのは無意味だと考えています。
ドロップ ハンガーのストリンガーまたは支持材の厚さは、ハンガー ドロップの約 5 分の 1 と同じである必要があります。
ストリンガーがハンガーと交差してシャフトと交差する場合、ハンガーベースの両脚は同じストリンガーにボルトで固定されます。このストリンガーの幅は、ハンガーベースの最も広い部分の幅の1.25倍から1.5倍にする必要があります。ハンガーはストリンガーにしっかりとボルトで固定されているため、この余分な幅は実質的にハンガーベースの幅を拡張したものとなり、シャフトの端部の動きをより良くサポートします。
ストリンガーがシャフトに沿ってハンガーと交差するところでは、ハンガーベースの2つの脚はそれぞれ別の木材に固定されており、これらは[39ページ] 幅は、ハンガーの脚 1 本分の長さに、ハンガーを支えるボルトのスロットで調整できる量 (調整できる場合) の 2 倍を加えた値に等しくなければなりません。ハンガーの調整を計算する際は、ボルトの直径も考慮に入れる必要があります。また、カウンターシャフトを最大限に調整するには、ボルトがスロットの中央に配置されていなければならないことを覚えておいてください。つまり、13 / 16 × 1 1/2 インチのスロットに 3/4 インチのボルトが必要な場合は 3/4 インチの遊びができ、この遊びでボルトがスロットの中央にある場合、どちらの方向にも 3/8 インチの調整が可能になります。この余分な幅を追加しないと、ハンガーを横方向に調整すると、ハンガーの脚の一部がストリンガーで支えられなくなってしまいます。このような作業は見栄えが悪くなり、多くの場合、作業性も悪くなります。図 36 の 2 つの図で、上記の点が明らかになります。
図36.
ハンガーの調整ができないカウンターシャフトの弦では、どんなに注意しても、このようなことがよく起こります。[40ページ] 配置時に、1 / 8インチから1/4インチほど平行からずれてしまうことがあります。このような場合に非常によく見られる、そして同時に非常に危険な方法は、ハンガーフットに穴を開けたりドリルで穴を開けたりして取り付けた大きなサイズの支持ボルトの代わりに、より小さな直径の支持ボルトを使用し、その遊びを調整に利用することです。
このように取り付けられたシャフトが、これほど頻繁に落下しないのは、ハンガー製造業者の先見の明によるところが大きい。彼らは、支持ボルトの直径を、受ける張力と荷重を考慮して計算する際に、過負荷に対する十分な安全余裕を確保するよう細心の注意を払っている。そのため、交換したボルトは、通常の作業条件下では安全限界内にぎりぎり収まるようになっている。
ハンガーが容易に受け入れることができる最大サイズのボルトを常に使用し、位置合わせの目的で、以下のいずれかの遅いがより安全な方法を使用する必要があります。
ストリンガーのハンガー支持ボルト穴を大きく再加工し、その遊びを調整に利用します。ただし、使用するボルトの直径の1.25倍以上に再加工することは推奨されません。また、ストリンガーの上部に使用するワッシャーの直径は、再加工した穴の直径の少なくとも2倍に等しくする必要があります。このような状況では、使用するワッシャーの厚さが適切なものである必要があることは言うまでもありません。
再掘削法が使用できない場合、例えばハンガーがラグスクリュー、ラグボルト、支持鉄桁に直接ねじ込まれたボルトで支えられている場合など、[41ページ] など、図37に示すように、ハンガーベースの片方の足を詰めることでハンガーの調整を確実に行うことができることがわかります。
図37.
ハンガーの脚BとストリンガーAの間にあるパッキング(必然的にくさび形)は、ハンガーの底部を前方に傾けます。くさびの大きさによって調整量が決まります。脚Cのくさび形の空間D も、 Cの先端 cに過度の負担がかからないようにパッキングする必要があります。ここで、カウンターシャフトのもう一方の支持ハンガー(No. 2)の脚c を、No. 1 ハンガーの脚Bと同様に均等にパッキングすると、シャフトは一方の端が前方に、もう一方の端が後方に押し出され、一直線になります。2 つのハンガーの反対側の脚の間に調整くさびパッキングを均等に分割することで、限られたパッキングで過度の損傷を与えることなく大幅な調整が可能になり、さらに、シャフトの残りのレベルが保証されます。[42ページ]1 つのハンガーだけが詰め込まれた場合には、このような事態は発生しません。
調整後、ハンガーがシャフトに対して直角に交差するように調整してください。そうすることで、ハンガーベアリングがシャフトと一直線になり、シャフトを拘束することがなくなります。ハンガーは常に上下に垂直に垂れ下がっているか、垂直に立っていることを確認してください。ベアリングが水平方向に自動調整されるような旋回構造になっていない場合、ベアリングの一端に過度の摩擦が生じ、残りの部分は接触しなくなります。ベアリングは全方向自動調整式であるため、ハンガーのラインとシャフトのラインが垂直に交差していることは、見た目の美しさを保つ上で依然として非常に望ましいことです。
支持木材が板張りされている天井や、桁や梁がレンガや漆喰で覆われて見えなくなっている現代の耐火構造物にカウンターシャフトを設置する前に、桁を支える桁の位置を確実に特定する必要があります。
慣れない手つきで木造の天井をザルのように、レンガ造りの天井を廃墟のようにしてしまうのは、これらの原因を正確に特定しようと真剣に努力しているからです。キッチンや家屋を壊滅させないためには、以下のレシピを試してみてください。
前述の方法のいずれかで配置された図38の線ABが、提案するカウンターシャフトの中心線であると仮定します。ハンガーのベース長、横方向調整、および個々の脚の長さは、4¾インチ幅のストリンガーを5¼インチ間隔、または14¾インチ外側に配置することを必要とします(スケッチ参照)。駆動される機械の床位置、またはメインシャフトの駆動点は、カウンターシャフトを基準として配置されます。[43ページ]支持ハンガーの 1 つがCまたはそのすぐ近くまで来るようにシャフトを構成し、カウンターシャフトの長さによってもう 1 つのハンガーがDまたはそのすぐ近くまで来るようにする。
次に、点CDと点 AB の間、中心線ABを基準に、ストリンガーを配置する位置を決めます。梁の探査をストリンガースペースEとFに限定することで、カウンターシャフトが設置された時点で、天井の切断部分はすべて見えなくなることは自明です。
図38.
通常、必要な支持梁は、シャフトの長さCD の範囲内にすべて収まるわけではありません。そのような場合は、 EまたはFのように、 ABと同じ平行線に沿ってCDから外側へ切断を続け、目的の梁に当たるまで進みます。梁 1 と 2 の位置を特定したら、測定によりそれらの間隔が 5 フィートであることがわかります。梁は通常均一な間隔で配置されているため、4 フィート 6 インチから開始できます(5 フィートではなく 4 フィート 6 インチから開始することで、梁 3 と 4 を飛ばさないようにできます)。[44ページ] 1 から外側に向かって梁 3 の位置までカットし、桁に覆われないようにカットします。
建物の梁がシャフトと平行に走る場所では、図 39 に示すように、カウンターの中心線ABをマークし、次にカウンターシャフトの長さ、駆動機械の床位置、またはメインシャフトの駆動点によって決まる、ストリンガーCDが占めるスペースをマークし、中心線 ABから始めて、目的の梁 1 と 2 まで各方向に外側にカットします。
図39.
天井梁の位置が判明する前に配置された中心線が支持梁の近くまたは真下に位置する場合、可能であればカウンターを梁間の中央位置まで後退または前進させることが一般的に推奨されます。
建物内に既に軸組が設置されている場合、どの階であっても、梁の位置に関する貴重な測定値は、目視で容易に推測できるものから得ることができます。設置済みの軸組がない場合でも、壁、柱、主桁は、天井梁が計画されている軸組線に対して交差または平行に走っていることを常に明確に示します。
[45ページ]
板張り天井の木材の位置を特定する一般的な方法としては、支柱とビット、または釘が挙げられます。錐が使えない場合、あるいは他の2つの方法を好む場合は、梁間スペース(図38)EまたはFにある天井板の溝と舌状部の間にノミ(冷間ノミまたは木材)を押し込んだり、打ち込んだりして、コンパスソーを挿入できる程度に板を離します。12インチのノコギリの先端で(溝と舌状部に沿って、これが最も目立たない程度に)少し切るだけで、梁の位置を特定できます。梁の間隔は通常、8、12、16、20、24、30インチです。
梁の位置を決めるときは、必ずコンパスのこぎりの先を木材の幅全体に動かしてください。そうすれば、釘で打ち付けた部分によって梁の厚さを間違えて見積もることがありません。
図40………..図41.
図40と図41はこの点とその目的を明確に示している。図40では鋸がAで停止していることから、 ABが木材の厚さであると自然に推論できる。図41のように木材を滑らせると、鋸の先端がaに突き刺さり、確実な検出装置として機能する。この予防措置は木材の両側(BとA)で行うべきであり、ラグをねじ込む際には、[46ページ] 彼らは木材の中心で安全にそして真実に家に帰ることができます。
ラグスクリューの穴あけ作業中に、ビットが釘に当たり、それ以上進めないように見えることがよくあります。そのような場合は、ビットを取り外し、ラグスクリューを最後まで押し上げ、ビットが当たった箇所からさらに3~4回転上まで力を入れて回します。ラグスクリューを取り外し、ビットを交換すると、釘が押しのけられ、作業がスムーズに進むことがわかります。
図42.
フック ボルト (図 42)、または海の向こうの親戚が呼ぶところの「エルボ ボルト」は、あらゆる反対の主張にもかかわらず、簡単かつ安全で経済的なストリンガー ファスナーまたは吊り下げ装置です。
図43と44は、フックボルトの非常によくある2つの誤用例を示しています。1つ(図43)では、ボルト本体が梁のフランジにぴったりと密着し、フック全体が梁のフランジにしっかりと固定されているにもかかわらず、この「偶然」のような誤用によって、ボルトを支えるカウンターシャフトが手足や生命を脅かすものになっています。[47ページ] もう一つの例(図44)では、ボルトはフランジにぴったりと密着しているものの、フックは見えず、フックが梁のウェブに対して直角に取り付けられているかどうかを確認する手段がないため、設置時に適切に設置されていても、木材の収縮、振動、またはナットを締め付ける際のボルトのわずかな回転などにより、フックが梁のフランジにしっかりと固定されなくなる、あるいは完全に固定されなくなる危険な要因が生じます。
図43.
図44.
図43は、それ自体が解決策を示唆しています。図44に関しては、フックボルトのナット端に、同じ方向に走るドライバースロット(弓のこで作ったもの)を設けます。[48ページ] フック(図45)は常にフックの位置を示す役割を果たし、ドライバーとレンチを組み合わせて使用できるため、締め付け時にボルトが回転するのを防ぐのに使用できます。
図45…………図46.
2 つ以上のフック ボルトが同じ梁フランジ上に近接して配置されている場合、図 46 に示すように、梁フランジとフックの間にプレート (できればフックを固定するピンが適切な間隔で配置されている錬鉄製) を配置することができます。その利点は明らかであり、フック ボルトの代わりに、中央にボルト穴がある小さな正方形の錬鉄製プレートを使用することも同様に明らかです。
金物および資材の取引で販売されているさまざまなスタイルのビーム クランプには、すべてに良い点があり、そのコストのC は大きく見えるかもしれませんが、全体として見ると、その価値のWほど強調されているわけではありません。
[49ページ]
IV
ラインシャフトの調整
この説明では、直径が1/2インチずつ大きくなる現代的なシャフトが使用され、すべてのプーリーとベルトが所定の位置に取り付けられていると仮定します。3 15/16インチから2 7/16インチまでのサイズで構成されたラインを例に挙げます。つまり、ラインには3 15/16インチ、3 7/16インチ、2 15/16インチ、2 7/16インチの4つのサイズが含まれます。
まず、下げ振りについて考えてみましょう。添付のスケッチ(図47)は、下げ振りの好例です。
球の直径は1.5インチで、先細りの軸の大きい方の端は直径1.5インチで、下端は短い距離だけ平行に加工されています。直径1インチと2インチの薄い鋼板製の円盤は、軸の1.5インチ部分に押し込むとぴったりとフィットするように穴が開けられており、引き抜くまでその位置に留まります。これらの円盤は真直に加工されています。この下げ振りと円盤の組み合わせにより、1本のラインで5種類のサイズに対応できます。これほど多くのサイズに対応できるラインは他にほとんどありません。
下げ振りの準備ができたので、ラインを張ります。図48に示すように、1×1.5×12インチ程度の木片を釘で打ち付け、水平に設置します。木片と壁、またはシャフトの端と一直線になる設置場所との間に隙間を作るためです。この木片の上部は、[50ページ] 一番大きな滑車をよけるくらい低く、一番背の高い人の帽子をよけるくらいの高さが必要です。大きな滑車のスポークの間を通れるのが便利かもしれません。
図47.
ストレッチャーの位置が決まったら、ラインのおおよその位置を確認し、その下30センチほどの位置に垂直に釘を打ち、巻きやすいようにもう1本釘を打ちます。この方法の利点は、ラインが伸びるにつれて簡単に調整できることです。[51ページ] ロープは単にストレッチャーを通過するだけで、どちらの方向の動きにも自由に反応します。そして、最終調整が行われ、最終的な伸張の準備ができたら、片方の手でロープを釘に挟むだけで済み、もう一方の手でロープがずれる心配なく、自由にロープをほどいたり、伸ばしたり、巻き戻したりできます。
図48.
吊り金具の上で調整されたラインを、今度はセットしていきます。まず2 7/16インチの端から始め、下げ振りを軸に通し、その端に、おもりの中心点とラインを合わせます。それから、ラインのもう一方の端、つまり3 15/16インチの端まで移動し、おもりの玉の端がちょうどラインに触れるようにセットします。次に2 7/16インチの端 に戻り、必要な調整を行ってもラインが変化していないことを確認します。これが確認できたら、ラインを最後に伸ばし、両端が正しいかどうかを確認します。これで中心線ができました(ただし、 中心ではなく端がラインの中心になります)。[52ページ] 必要に応じて、邪魔される心配なく数日間立てておくことができるシャフトが使用されています。
何かを動かす前に、まずはライン全体を点検するのが最善です。まず2 7/16インチ端の最初のハンガーから始めて 、下げ振りをシャフトに投げ、その下の床にチョークで「大丈夫か、どちらかに曲がる傾向があるか」、そしてその程度を記録します。次に次のハンガーに移り、これを最後まで繰り返します。状況を少し調べれば、必要な知識に基づいて不具合を修正できるため、結果的に最小限の時間で、最小限の手間で修正できます。
ここで、ラインを検査するために2 7/16インチの端から始めると仮定します。2 7/16インチをテストしている限り、ライン上のボブの中心点を使用します。
2 15/16インチの部分( 1/2 インチ大きい)に達すると、ステムの直径の半分を使用し、その端がちょうど線に触れるようにします。
2 7/16インチより1インチ大きい3 7/16インチの部分では、1インチのディスクを使用し、ステムに滑り込ませ、端がラインにちょうど触れればOKです。
3 15/16インチは2 7/16インチより 1½ インチ大きいため、振り子のボールがラインに軽く接触しているときにちょうど良いサイズになります。
2 インチ ディスクは次のサイズに適しており、状況に合わせて他のディスクやボブ本体の改造が行われる可能性があります。
線をまっすぐにしたら、次は水平調整です。滑車が近すぎて水平器を希望の位置に置けない場合もあるので、[53ページ] 図49に示すように、軽量の鉄製フレームを用意し、吊り下げ部材は床に立った状態で水準器の読み取りが容易に行えるよう十分な長さにしてください。フレームをシャフトに吊り下げ、水準器を下の直定規に置きます。このようにしてシャフトに沿って移動し、適切な位置にフレームを配置します。フレームの片方の端が、直径の異なるシャフト、鍵、鍵受けなど、読み取りを歪めるようなものに接触しないように注意してください。
図49.
水準器、特に調整式水準器を片方向だけで試すのはやめましょう。必ず逆さにしてやり直してください。最初にずれていると、最終的に屋根を突き抜けたり地下室に落ちたりする可能性があります。水準器を逆さにして使う習慣を身につけ、作業を進めるにつれて自分の仕事ぶりを確かめましょう。
[54ページ]
V
シャフトのレベリングおよび
ライニング装置
この章で説明する最初の装置は、故 Chas. A. Bauer 氏によって設計されたもので、非常に完成度の高い装置です。
エンジニア用のトランシットとレベルを用いて軸のライニングと水平調整を行ったことがある人にとって、通常用いられるより粗雑な方法に対するこの方法の利点は言うまでもありません。この方法は、はるかに迅速かつ経済的に作業できるだけでなく、作業精度が向上することで、摩擦や動力損失の低減、摩耗の軽減といったメリットが継続的に得られます。
図50.
ここで示す装置(図50)は、図に示すように、上部にフックがあり、これを軸に通します。このフックの直線部分には、2つのスライド式のジョーが付いており、軸がちょうどその間を通過するように設置されています。このフックの表面に、ジョーの設定を容易にする市販の6インチ鋼製定規が取り付けられています。もちろん、フックまたは水準器の管状部分が軸の真下に垂直に中心に位置するように設置されています。外径約1インチで美しく漆塗りされた外側の管の中には、別の管があり、さらにその内側に3つ目の管があります。[55ページ]
[56ページ]これらは望遠鏡のスライドのように 配置され、クランプが備え付けられているため、シャフトからターゲットまでの長さ、つまり距離は4フィートから約10フィートまで任意に設定できます。3つ目のチューブ、つまり内側のチューブの下端には、ターゲットが取り付けられる回転ヘッドがあり、この部分にローレットナットが取り付けられているため、ターゲットの照準点をトランシットまたは水平照準線の正確な高さに調整できます。
ターゲットは直径5.5インチの真鍮板で、表面には市販の2つ目の鋼製定規を差し込むための窪みが加工されています。この定規は垂直に配置されており、ターゲット上に引かれた線を基準に垂直方向に移動して任意の位置に固定できます。この目盛りの中央には非常に小さな穴があり、手持ちのフラッシュランプの光を照射して照準点を定めることができます。目盛りの右側にあるターゲットを貫通するスロットには、一枚の白い布が張られており、十分な光が透過するため、望遠鏡の視野内でターゲットを見つけるのに役立ちます。
ターゲット上の定規に垂直調整機能を設ける目的は、時々起こるように、同じライン上のある軸径から別の軸径に移るときに、スケールを直径の差の半分だけ上下に移動させ、照準点を一定の高さに保つことができるようにすることです。
図51.
ターゲットはロッドから簡単に取り外すことができ、小さな基準台(図51)の上に置くことができます。基準台の底部には、シャフトを貫通するV字型の穴があります。基準台は管状で、直径約1/8インチのワイヤーを調整して、必要な高さに固定することができます。[57ページ]
[58ページ] 図のようにターゲットをワイヤーにかぶせることで(ターゲットの背面図)、床面に近いシャフトのラインを水平に調整できます。また、ターゲットを外すと、V字型ワイヤーとワイヤーが一種の長さゲージまたはノギスのような役割を果たし、シャフトの側面に張られたラインまたはワイヤーとシャフトを平行にすることができます。この目的のために、2種類の長さのワイヤーが用意されています。
写真の下げ振りは装置の一部であり、非常に優れた製品です。新しい特徴として、大きな部分が円形ではなく六角形になっているため、板や足場の上に置いても、すぐに転がって床に落ちることなく、そのままの状態で安定します。装置全体は、その目的に非常によく合致した設計であると考えています。
シャフトの水平出しツール
図52に示す器具は、シャフトの水平出しに適しています。複数のサイズのシャフト、あるいは工場で一般的に使用されているすべてのサイズのシャフトに対応できるように製作できます。
機器をシャフトの任意の部分に置き、付属の水準器で水平に調整すると、下げ振りは常にシャフトの中心から正確に同じ距離に垂れ下がります。この場合、下げ振りから中心までの距離は6インチです。
長いシャフトラインの水平出しに使用する便利な装置は次のようにして作ることができます。
図52.
図53……図54
完成した材料を 2 枚取り、図 53 のように固定し、図 54 のAとBに示すように切り取ります。開口部Aは、部品をシャフトの上に掛けられるように作られ、開口部Bは木製の直定規を差し込むために作られます。
[59ページ]
[60ページ]
1.25インチの素材で直定規を作ります。端が平行であること、幅は図55の開口部Bの幅よりわずかに狭く、長さは使い勝手に応じて6フィートまたは8フィートにしてください。図55のように、水平器と併用し、吊り下げピースが常に同じサイズのシャフトに取り付けられていることを確認してください。
図55.
[61ページ]
6
実用的な問題点[4]
図56.
ある工場のモーターの一つに取り付けられたプーリーが緩んでシャフトに沿ってモーターベアリングの方へ移動し、問題を起こしていました。プーリーが緩むたびに、止めネジを緩め、プーリーを元の位置に戻して、止めネジを締め直し、モーターを始動させました。数回の試行錯誤の後、この方法ではプーリーがシャフトに沿って移動するのを妨げないことが分かりました。この問題を解決するために、プーリーを適切な位置に置き、ハブに近いシャフトの周りに線を引きました。線を引いた後、プーリーを取り外し、図56のBに示すように、線に沿ってシャフトをバリ取りしました。次に、プーリーを元に戻し、バリ取りした線の近くまで押し込みました。 [62ページ]止めネジを締めると、プーリーは本来の位置からずれる傾向もなく回転します。Aの線で示されている止めネジの位置は不適切であり、最悪のタイミングで大きな問題を引き起こす可能性があることがわかります。
[4]Wm. Kavanagh による Power への寄稿。
つい最近、別の直径の滑車のためのスペースを作るために、鋳鉄製の滑車をカウンターシャフトに沿って動かさなければなりませんでした。滑車がシャフトに取り付けられていた時間は短かったので、動かすのにほとんど作業はかからないだろうと考えられました。重い棒をハブに当て、スレッジハンマーで棒を叩きました。 1時間半の重労働の後も、滑車は1インチ以上動きませんでした (16インチ動かす必要がありました)。そこで、ブンゼンバーナーをホースでガス管に接続し、ハブの下に置くことが提案されました。 この計画はすぐに採用されました。 バーナーをハブの下に置き、ガスに点火してハブを加熱しました。 約25分後、棒からの打撃で滑車を動かすのに十分であることがわかりました。 滑車は20分以内に16インチ動きました。
図57.
可動滑車には非常に便利なボルトとナットの組み合わせがあります。図57は、ボルトとナットの組み合わせを示しています。[63ページ] パイプを取り付けます。ボルトの頭をもう一方のハブに当てた状態で、片方の滑車のナットとハブの間の距離に合わせてパイプを切断します。ナットをボルトに可能な限りねじ込みます。次に、ナットにワッシャーを当て、適切な長さのパイプを切断します。もちろん、パイプはボルトにフィットする十分な直径が必要です。ナットをねじ込むと、ハブ間に大きな圧力がかかり、滑車が動く可能性が高くなります。
図58.
メインシャフトまたはカウンターシャフトからソリッドプーリーを取り外す際、プーリーを取り外すためにハンガーを外さなければならない場合があります。最良の方法は、図58に示すように、端にフックを付けた長いボルトをいくつか作り、フックをシャフトに通し、ネジ山の付いた端をストリンガーの穴に通します。図のようにナットを締めると、シャフトが[64ページ] 残りの滑車は所定の位置に保持されるため、滑車の使用は不要になり、シャフトを元の位置に戻す労力も不要になります。この機構は、重い円錐滑車を降ろしたり交換したりする必要がある場合に特に役立ちます。パイプねじを使用すれば、シャフトとストリンガーの間に生じる可能性のあるほぼあらゆる長さの条件に対応できることがわかります。
[65ページ]
7章
プーリーを緩める実用的な方法
何らかの理由でシャフトからソリッドプーリーを取り外す場合、スポークやハブにスレッジハンマーを使用するのは得策ではありません。プーリーに鋳鉄が使用されていると、繰り返しの衝撃で破損したり割れたりする可能性が高くなります。
図59.
図59は、滑車を取り外す簡単な方法の一つを示しています。二つの壁の間にこの配置が可能な場所が見つかったら、図のようにシャフトを滑車に押し込みます。シャフトを押し込むにつれて、より長いパイプに交換してください。
大きな滑車が7インチのシャフトに引っかかってしまい、どうしても取り外す必要があったケースでは、図60に示すように、シャフトを(大型の弓鋸で)滑車のハブの近くまで切断し、軸に平行に5/8インチの穴を2つ開けました。これらの穴は、滑車のハブから1/16インチ以内になるように90度間隔で開けられました。ハブの貫通部は14インチで、これらの穴の深さは8インチでしたが、それでもシャフトが緩んでしまい、滑車を梁の上に置いたときに[66ページ]
[67ページ] シャフトがぶら下がっていたので、シャフトの端に大型ハンマーを当ててすぐに押し出しました。
図61は、ラムを使用するプーリー取り外しの別の方法を示しています。ラムは古いシャフトの一部です。プーリーハブへの損傷を防ぎ、またその力を最大限に発揮させるために、ラムは取り外し方向と一直線になるように使用する必要があります。図61に示す方法は、その説明を一読いただければ一目瞭然です。
図60.
頑強滑車を取り外すもう一つの優れた方法は図62に示されています。ボルトW、Wは長いネジ山を持ち、ナットA、A を引き上げることによって作業を行います。この方法は、図のように軸の端まで届き、使用できる場合にのみ使用できます。この方法を使用する際には、注意が必要です。 [68ページ]
[69ページ]
[70ページ]ボルトW、Wを引き上げるとき、一度に少しずつ引っ張ることで、2 つのボルトの間で張力が均等に分散されます。
図61.
図62.
滑車が極端に固い場合は、ボルトに負担がかかっているときに、Xの部分をそりで叩いて滑車を補助することができます。
シャフト端近くにあるモーターおよび発電機のプーリーを取り外すための優れた装置を図 63 に示します。アームZ、Zはハブまたはアームを固定するように調整可能で、残りの作業はシャフト中心に適用されたネジで行います。
手を傷つけずにプーリーをシャフトから外すには、図 64 に示すように、各プーリーの縁にモンキーレンチを使用します。シャフト上の 1 つのプーリーをホールドバック用に選択できます。1 つのモンキーレンチでシャフトが回転しないように保持し、もう 1 つのモンキーレンチで取り外す予定のプーリーをシャフトの周りで回転させます。
[71ページ]
図63.
図64.
[72ページ]
8章
革ベルトの継ぎ合わせ[5]
まず第一に、様々な作業に用いる工具についてです。これらは通常、使用者の好みに合わせて多少変更することができますが、添付の図面に示されているスタイルや種類は、基本的にそれほど改良の余地がありません。
[5]ウォルター・E・ディクソン(ME)によるPowerへの寄稿
図65……図66.
図65と66は、重ベルト用のスプライスオープナーを示しています。これは1/2インチの工具鋼で作られており、先端は約2インチ幅に広がり、十分に焼き入れされています。その後、鋭利な刃先になるまで研磨され、その後、油砥石で刃先を削って切れなくなるまで鈍らせます。適切な刃先を得るには試行錯誤が必要です。これは、まさに完璧な刃先を得るのが非常に難しい工具の一つです。このスプリッターの作り方は、このような単純な工具に手間をかけすぎるように思えるかもしれませんが、その理由は次のとおりです。36インチのベルトを開通させる際に、古いスプライスオープナーを普通のヤスリのようにハンドルに打ち込んだところ、ハンドルが割れてしまいました。鋭利な刃先はハンドルを突き抜け、最終的に止まったときには、作業者の手のひらに約2インチも入り込んでいました。1/2インチの六角鋼を6インチ削り、[73ページ]
[74ページ] それを丸めるのに十分な大きさにした後、直径 1 1/4 インチ、厚さ 1 インチの真鍮製ワッシャーを削り出し、穴をあけて鋼板に打ち込み、肩まで打ち込みました。ワッシャーは古いベルトの切れ端から切り出し、両面にたっぷりと接着剤を塗って取り付けました。持ち手が満たされたら、厚さ 1/2 インチの鋼製ワッシャーを革製ワッシャーにしっかりとねじ込み、よく乾燥させてから全体をスケッチで示したサイズに削り落としました。このツールを 2 つ作成し、1 つは 18 インチまでのベルト用、もう 1 つは 40 インチのベルトに届くものにしました。図 67 に示すツールは、先端がきれいに丸められた普通の大型ドライバーで、大きなツールで時々破れてしまう細い先端を持ち上げるのに使用します。
図67.
図68.
図68は、図65のものとほぼ同じように作られたハンドルを示しています。ただし、図65で言及されている真鍮のワッシャーは、直径1インチの大きい方の端から1/2インチの位置から、3/4インチまで削り出されています。革製のワッシャーを小さい方の端にかぶせて、いっぱいになるまで押し込みます。次に、小さい方の端にワッシャーをねじ込み、全体を図のように回転させます。[75ページ] スケッチに示されています。真鍮製のセンターの大きい方の端に3/8インチのタップ穴を開け、そこにねじ山付きの工具を取り付けます。これらの工具は、図に示すように、スクレーパー付きの3/8インチ工具鋼で作られています。これらのスクレーパーは、図69に示すスクレーパーでは除去できないほど硬くて厚い接着剤を除去する場合にのみ使用します。
図69……図69a ……図69b .
図69、69a、69bは、革切り道具と呼ぶに値しない唯一の道具の図を示しています。これは18ゲージ程度の薄い鋼鉄でできていますが、古い手鋸でも固定できる最高のスクレーパーになります。大きさは約4インチ四方、あるいはそれより少し小さく、硬い木の柄(通常は硬いメープル材)に固定します。柄に約2.5インチほど鋸で切り込みを入れ、刃を差し込みます。鋸で切った部分は鋼鉄よりもわずかに薄くなる程度にしてください。使用中にスクレーパーが緩んでしまった場合は、紙を刃の裏側に折り込み、刃と一緒に柄に押し込むと、通常はしっかりと固定されます。
これは、初心者が他のどの道具よりも適切な状態を保つのに苦労する道具です。図70は、刃がどのように機能するかを誇張して示しています。[76ページ] きちんと仕上げたらこうなるはずです。かなりフックされているはずです。
図70.
図 71 は、スクレーパーを旋盤で研いだ後に研磨するための小さな鋼を示しており、完全に滑らかでなければなりません。
図71.
図72.
図72は、スクレーパーの刃を削るための道具を示しています。約30cm(12インチ)の大きな三角ヤスリの刃先を丁寧に削り落とし、きれいに磨き上げ、図に示すステープルで清潔なベルト用革に固定します。
[77ページ]
図73.
図73は、スクレーパーの刃先を旋盤で研ぐ方法を示しています。刃を柄にしっかりと取り付けた後、図69に示すように刃先を丸く研ぎます。次に、約3/8インチの長く鋭いテーパーを付けて研ぎ、通常の斧と同じように両側から研ぎます。滑らかに研いだ刃先ができたら、油砥石か水砥石に載せて、できるだけ細かい刃先を付けます。次に、滑らかな革片を当てて、手が削れる程度まで研ぎます。「正しく旋盤で研ぐ」ことができれば、この工具は様々な作業をこなしてくれます。図73に示す方法は、正しく実行すれば、きっと効果を発揮します。覚えておくべきことは、スクレーパーを旋盤で研ぐ際、刃先が滑らかなヤスリに当たってはいけないということです。最初の位置は正しくは示されていません。最初の数回はハンドルをヤスリに当て、その後は徐々にハンドルを上げて刃を左右に動かし続けます(図74参照)。ヤスリを横切るたびに刃が革の上で滑るようにします。これは角を適切な形に保つためです。もう一つ覚えておくべきことは、刃をヤスリに当てる際は、刃に力を入れることです。力を入れすぎてはいけません。唯一注意すべきことは、刃を上げすぎないことです。[78ページ] ハンドルを速く回すと、刃が鋭く切れなくなります。普通の刃であれば、やすりで約50回回すだけで切れます。刃先は少なくとも1/16インチ(約3.3cm)の長さがあり、図73に示すように、しっかりと鉤状に仕上げる必要があります。
図74.
このようなスクレーパーを 6 個ほど手元に置いておくと便利です。スクレーパーが鈍くなりすぎて革を切れなくなったら、接着剤に使用します。鋭すぎない良質のスクレーパー 1 つがあれば、36 インチのベルトの両端に付いた接着剤を 5 ~ 10 分で取り除くことができます。刃先が少し鈍くなってきたら、刃の両側に小さな鋼を使用します。最初にリップを使って鋼を濡らすと、はるかに良い刃先になります。ベルトの接合を初めて行う初心者のために言っておきますが、接着剤を塗布してよく擦り込んでから 45 分以内にクランプを外して最大荷重をかけることができないような接着剤は使用しないでください。ここに示した時間は、油分がまったく付いていないきれいなベルトにのみ適用され、接着剤が乾かない古い油浸しの革には適用されません。
図75は、ベルトの作業を迅速かつ確実に行うために必要な道具を示しています。これらの道具のほとんどは、迅速かつ確実に行う必要があります。このような道具と鋭利なスクレーパー6本があれば、36インチのベルトの継ぎ目を切断できます。[79ページ] エンジン停止後4時間以内に再始動する必要があります。これには、クランプの取り付けや取り外しなどにかかる時間も含まれます。
図75.
プラットフォームの上部 76d はベルトの底部と同じ高さにあり、図 75 と 76 に示されているフック 76b によって所定の位置に保持されます。これらのフックは、取り付けられているプラットフォームの外側に突き出ている 2 x 4 インチのピースの上を滑ります。このピースは 3/4 の鉄で作られ、長すぎないものでなければなりません。そうでないと、2 x 4 の木材にフックを取り付けたときに困難が生じる可能性があります。
図76.
ロッドは、可能な限り長い接合部に対応し、作業スペースを十分に確保できる長さが必要です。ロッドとロッドの間隔は約2.5フィート(約70cm)必要です。[80ページ] 糸の内側の端と糸の出ている端は 3 フィートの長さにします。これによりロッドの長さは 8 フィート 6 インチになりますが、長すぎるということはありません。たとえば、接合部から接着剤を取り除く際に、最後の端がクランプに非常に近いと、清掃が非常に困難になり、ベルトを短くした後に革を取り付けるのも困難になります。ヘッド エンドの接合部とは、最初にプーリーに載る接合部のことです。図 77 と 78 の矢印でこれを明確にできます。矢印はベルトが走る方向を示しています。したがって、最初にプーリーに載る革片の端がヘッド エンド (または最初の端) であり、最後にプーリーを離れる端が最後の端です。スケッチに示されている 2 つのベルトを逆にすると、先端はそれに触れるものすべてによって上向きになります。一方、その方向に走ると、先端に触れるものすべてが先端を擦り落とす傾向があります。
図77.
図78.
図75に示すベルトが、このベルトのように下側ではなく上側に「第一端」の開口部を持っていたと仮定します(下側のクランプ間のベルトの左端を参照)。クランプが開口部の近くにあると、作業がいかに困難になるか容易に想像できます。十分なスペースが必要です。[81ページ] クランプ間に十分なスペースを確保し、スプライサーが最後の端(必ずフォーク状の端)を掴めるようにします。図75の左側にあるクランプの上に完全に通し、クランプの外側にあるベルトの部分の上に置き、その下に予備のスプライシングボードを滑り込ませます。2本のベルトとスプライシングボードを、8インチの手締めネジ(ベルトスプライサーには少なくとも6~8本は付属しています)でしっかりと固定します。その後、スプライシングボードを清掃し、もう一方の端に合うように形を整えます。時折、クランプに通してフィットするかどうかを確認してください。
図79.
プーリーにベルトを接合する際の適切な手順は次のとおりです。ベルトを開く場所を決め、必ず最も修理が必要な箇所から開きます。以前の接合箇所には一切注意を払わず、修理が本当に必要だと確信できる箇所から分解します。まず、開くと決めた箇所をできるだけ便利な場所に置き、次に[82ページ] クランプを所定の位置に取り付けます。もし、希望するほど強く引っ張る必要があると確信している場合は、湿らせた布でクランプの内側を湿らせ、上部と下部の両方のクランプに粉末樹脂を振りかけます。「最初の端」のクランプを最初に取り付けます。ここは常に最も清掃と取り付けが簡単な部分です。どれくらいの量を取り除く必要があるか、または可能な限りそれに近い量にするには、ベルト上でその量を測り、「最初の端」から約25cmプラスした距離にクランプを取り付けます。この25cmの余裕があれば、接着剤を拭き取るのに十分なスペースがあり、また、ベルトを適切な長さに短くすることができます。新しいスカーフを作るのが簡単であるため、ベルトを短くする作業はすべて「最初の端」で行う必要があるからです。
「最後の端」から短くしようとする場合、図78を参考にすれば、どれほどの作業量になるか容易に想像がつくでしょう。スカーフを作るには細い端が2つあり、しかも外側の端になります。一方、「最初の端」から短くする場合は、細い端が1つだけで、しかもそれがベルトの内側になります。
最初のクランプは、クランプの中心マークがベルトの中心と一致するようにしっかりと締め付けます。荷物を載せた際にクランプが滑った場合、ベルトの中央で滑る可能性が高く、端では全く滑らない可能性があります。この状態で接着すると、中央が長すぎるため、重い荷物を載せた際に外側の端が緩んでしまう可能性が高くなります。最初のクランプを所定の位置に取り付け、締め付けたら、2つ目のクランプを取り付けます。ボルトは緩めておきます。こうすることで、クランプが簡単に滑るようになります。次に、ベルトロッドを「完全に」締め付けます。[83ページ] 両端に「ナット」を締め付け、クランプを締めます。ロッドを締め付けて荷重の大部分を支えられるようにし、図65と66に示す大きなスプリッターを使って接合部を開きます。作業を開始する場所は図75のXXの間です。この傾斜した点は約4インチの長さで、接合部の両端を開いてから中央部分に触れます。
図78のOから工具を挿入し、Aに向かって徐々に作業を進めます。先端がベルトを横切ってAまで上がったら、 Cまで開いていきます。このようにしてスプライスの両端を開いたら、中央部を開きます。分離工具が容易に通過できる薄い素材がないため、作業は容易です。ベルトが完全に分離したら、ベルトが適切な張力になるまでロッドを締め付け、フック(76b、図75)をベルトロッドに掛けます。ベルトの両端をクランプに戻し、スプライスボードを所定の位置に置きます。スプライスボードが所定の位置に収まったら、ベルトの両端をボードに戻し、スカーフを取り付けます。これを行うには、まず定規を使って2つの細い先端を完全に直角にし、その間に「最初の端」の先端を置きます。これは図77に非常に明確に示されており、影付きの端が最後の端です。もちろん、図77のCの「最初の端」の部分は、ベルトが適切に固定される前に切断する必要があります。この端の切断量は、クランプ間の距離を短くした分だけになります。適切な長さに切断したら、定規を使ってベルトに印を付けます。細い方の端を長さの基準とします。そして、ベルトを動かさずに、[84ページ] ベルトの端に印を付け、下の細い部分がどこにあったかを示します。「最後の端」を左側のクランプにかぶせて邪魔にならないようにし、「最初の端」の上端をスカーフで覆い、スカーフの長さが約4インチになるようにします。スカーフの始点であるベルトに穴を開けないように注意しながら、XからX までの傾斜面が完璧になるようにします。この傾斜面全体が真っ直ぐになるようにします。4インチの短いスカーフが完成したら、「最初の端」の内側の接着剤を拭き取り、「最後の端」に入るところまで重ねます。次に、右側のクランプの上に持ってきて裏返し、その下にスカーフボードを置き、図 75 のTで示されているスカーフを作ります。次に、「最後の端」のラップから接着剤をすべて取り除き、図 69 または 69b に示されているような鋭いスクレーパーを取り、前に四角くしたポイントの下にガラス片を置き、ナイフの刃のようにスカーフで削ります。
細い先端が適切に接合されたら、接合部全体を接合板に戻し、接着時と同じようにして、必要に応じて調整を行います。十分に薄く仕上げないと、滑車を通過する際にハンマーのような音が鳴ってしまうので、細心の注意を払ってください。スクレーパーで細い先端を接合する際は、スクレーパーが十分に鋭利であることを確認してください。そうでないと、先端まで到達した際に先端が裂けてしまいます。また、切断を容易にするために、刃に引き寄せる動きを加えてください。初心者には、カミソリ刃の工具を使っているのにガラス片で接合するのは少し不自然に見えるかもしれませんが、決してそうではありません。刃を端で十分に保持すれば、[85ページ] 上部に十分な圧力をかければ、エッジがガラスに接触する危険はありません。エッジは直角の位置を超えて曲げられるか、またはフック状になり、ガラスに接触するのはヒール部分だけです。約12×18インチの良質な板ガラスがあれば、どんな幅のベルトにも十分な大きさですが、もっと小さい板でも問題ありません。76dの板にスカーフィングを施そうとしないでください。スカーフィングを施そうとすると、スクレーパーによって穴だらけになり、どんな用途にも使えなくなってしまいます。
この板は、接着時にうまくこすりつけるために、滑らかに保っておく必要があります。接着面を固めるためにハンマーで叩かないでください。それだけ無駄な作業になるだけで、全く役に立ちません。2 x 6 x 8 インチの滑らかな木片を用意し、接着剤を塗布したらすぐに、強く素早くこすってください。一度に 6 インチ以上の長さを接着しないでください。太いブラシを使用してください。高価なペイント ブラシが最適です。通常の接着剤ブラシは、接着剤をまったくつけない唯一のものなので、約 3 インチのブラシが適しています。接着剤はできる限り熱くしておきます。接着剤が加熱されている間、ブラシを常にポットに入れておきます。また、三角やすりのような、より太い丈夫な棒を接着剤の中に入れておきます。これは、接着剤が冷えすぎないようにしながら、ブラシについた接着剤をできるだけ削り取るために使用します。ポットからブラシを取り出すときは、素早く作業してください。ブラシについた接着剤をできる限り取り除き、残りをベルトに一気に塗りつけます。ベルトを2、3回素早く撫で、接合部を押さえて、念入りにこすります。最初のブラシで接着剤を拭き取ったら、[86ページ] ブラシをベルトの両端に置き、ブラシの先端をベルトの両端に置きます。ブラシの先端をベルトの両端に置き、接着剤がベルトの両端に塗られるようにします。ブラシをベルトの両端の間に差し込んでブラシの先端をベルトの両端に置き、ブラシの先端をベルトの両端に置きます。ブラシの先端をベルトの両端に置き、ブラシの先端をベルトの両端に置きます。ブラシの先端をベルトの両端に置き、ブラシの先端をベルトの両端に置きます。ブラシの先端をベルトの両端に置き、ブラシの先端をベルトの両端に置きます。ブラシの先端をブラシの先端 …ブラシの先端に置きます。ブラシの先端をブラシの先端に置き、ブラシの先端をブラシの先端に置きます。ブラシ
接着剤に水が含まれていると、素早い作業はできません。ただし、接着剤が古く、何度も加熱されている場合は別です。その場合は、水で薄める必要があります。適切な粘度は、非常に濃いシリンダーオイル程度です。薄すぎると、適切な時間で乾燥せず、接合部を擦った後に接着剤が開いてポケットができ、ポケット内の空気が接合部全体に隙間を作ってしまいます。重要な作業では、各塗布ベルトの間にしっかりと密着し、擦り付けた後に強く引っ張っても接着剤が開かないような接着剤は使用しないでください。接合部の乾燥に必要な時間に関するすべての記述において、[87ページ] ベルトは完全に清潔で乾燥しており、油分が一切含まれていない状態であるとみなされます。
ベルト修理工の仕事の中で最も面倒なのは、油に浸したベルトの接合と修理です。油と接着剤の作用は正反対であることは周知の事実です。油は接着を防ぎ、接着剤は機会があれば接着します。そのため、まずは油を完全に除去する必要があります。接合の効率は、油をどれだけうまく除去できるかに正比例します。そのためには、塗装工が古い塗料を焼き払うのに使うような、大型のガソリン式トーチを用意してください。慣れていない場合は、十分に注意してください。いずれにせよ、いざというときのために乾いた砂の入ったバケツを用意しておいてください。火に砂を投げ込めば、火は消えます。もちろん、砂を適切な場所に投げ込めればの話ですが。
トーチは、細い部分を除いて継ぎ目がすべて完了した後に使用します。仕上げると炎で焼けてしまうので、オイルがなくなるまで厚めに残しておきます。その後、前述のように仕上げます。スカーフが完成し、古い接着剤が除去されたら、炎 (トーチが正常に機能していれば、ほとんど目に見えない青色になります) を革に直接向け、継ぎ目の表面全体に動かし、革が完全に熱くなるまでその炎を当てます。炎を特定の一点に向けて、革のオイルが沸騰しないようにします。そうすると、ベルトが焦げてしまいます。革が熱くなり、手で持てなくなるまで、炎をベルトの表面全体に動かし続けます。図に示すスクレーパーの 1 つを使用します。[88ページ] 69と69b(69bが推奨)は、熱によってオイルが上昇するにつれて削り取ります。スクレーパーの刃先を上に向け、一回一回オイルを拭き取ります。トーチの直後からスクレーピング作業を続け、オイルがほとんど出なくなり革が茶色くなり始めるまで、決して革を冷まさないでください。革を加熱してオイルを表面に浮かび上がらせることで、オイルを吸収させたベルトに接着剤をオイルを取り除かずに貼り付けたときと同じ効果が得られます。接着剤に含まれる熱によって、塗布した表面付近のオイルがすべて浮き上がり、結果として革に付着しなくなります。
十分に浸した 36 インチのベルトから油を除去するには、2 人の作業員が、必要な工具や器具をすべて揃えて少なくとも 6 時間の懸命な作業を行う必要があります。つまり、接着する必要があるほど十分に油を除去する必要があります。
ホイールピットに水が溜まりそうなオーバーフローの場合は、濡れそうなベルトすべてにシリンダーオイルを注ぎ、24時間以上覆う場合はプーリーから取り外し、ガソリンで洗うと、問題なく乾燥していることが分かります。
20 時間ごとに少なくとも 2 回、すべてのベルトに清潔な廃棄物を当てて、きれいに拭いてください。
[89ページ]
9
革ベルトのお手入れと管理[6]
高圧ボイラーおよびそれに関連する蒸気管路の直接的な保守・管理を除けば、多数の間接接続された機械が使用される発電所、照明工場、製粉所、工場において、革ベルトやロープ駆動装置ほど極めて重要な機器は他にありません。本章では、前者について、そしてその選定、保守、管理について論じます。
[6]ウォルター・E・ディクソン著『Power』に寄稿。ME
まず最初にすべきことは革ベルトの選択です。すべてのメーカーが良いベルトを作っていること、ベルト製造に特別な秘密はないこと、そして最高の品質を得るためには構造上のあらゆる細部を最大限活用しなければならないことを考えると、すべての技術者とベルト使用者は入手可能なすべての情報を入手する必要があります。なぜなら、良質な革の割合はそれほど高くなく、購入された革はすべて何らかの形でベルトの在庫となり、誰かがベルトの優れた基準に達していない製品を購入しなければならないことを忘れてはならないからです。お金を払うなら、誰も最高のもの以外を求めないのは明らかです。[90ページ] 最善を尽くすことは当然であり、また、劣悪な製品を作っていると言う製造業者はいないことも明らかです。したがって、私たちは目に見えるものから品質を判断しなければなりません。そして、すでに作られた革を判断する場合、この命題は非常に難しいものになります。
品質を判断する上で残された主要な要素は二つあります。それは、ラップを構成するピースと、それらが切り取られた原皮との関係です。18インチから36インチのベルトでは、ラップは原皮の中心から切り取られるべきです。いわゆる「センターストック」です。もちろんすべてのベルトは「センターストック」であるべきですが、非常に細い、あるいは1枚の原皮ではラップを作るのに十分な幅がないほど幅が広いベルトでは、必ずしも正確に中心から切り取られるわけではない細いストックが多く含まれてしまいます。次に注意すべき点は、焼き印が深すぎて革の寿命を縮め、使用後に破れてしまうことです。次に、ラップの長さにも注意が必要です。ラップの長さが長すぎると、首にまで達してしまうでしょう。平均的な原皮から切り取っても、最高級品以外は何も残らないのは、せいぜい54インチか56インチです。通常、ラップが「センターストック」かどうかは、バックボーンの両側に走るマークで判断できます。通常、これらのマークはベルトの他の部分よりも少し濃い色をしています。これらのマークや筋はベルトの中央にあるはずです。ネックレザーの主な欠点は、過度に伸びやすいことです。そのため、二重プライベルトでは、片側の先端が反対側のラップの中央に来るため、ネックレザーは反対側の部分に過度の負荷をかけてしまいます。次に注意すべき点があります。[91ページ] これらの穴は通常、非常に注意深く検査しない限り発見されないほどきれいに塞がれていることが分かります。
次に重要なのは、良質な防水加工が施されたベルトを購入することです。防水加工が施されたベルトを購入するということは、乾燥したオークタンベルトに見られるような粗悪な革が使われている可能性が高く、また、防水加工が施されたベルトの接着力は乾燥したベルトと同等ではない可能性があります。しかし、防水加工が施されたベルトが防水加工されていないベルトよりも優れている点は、まず第一に「革を全く傷めない方法で仕上げられている」という点です。そして、実際にベルトに充填する材料はエンジンオイルと水です。この組み合わせは、どんなベルトでもダメにし、6ヶ月も経たないうちに接着剤による修理が不可能な状態になってしまいます。なぜなら、機械油と水分は接着剤にとって全く無縁であり、今後も決して無縁だからです。良質なベルトがダメになる原因は、他のどの原因よりも、エンジンオイルに浸されて先端が緩み、その後引き抜かれることによるものが圧倒的に多いのです。もちろん、湿った車輪ピットと地下室、そして長く湿ったトンネルを通って、一流の機械設計者がプーリーにできるだけ近づけて設置できる2つの大きな箱を備えた主駆動プーリーまで伸びる主エンジンベルトに、一滴の油も水もかからないようにすることはできるかもしれない。しかし、それはありそうにない。
エンジンベルトのトラブルでよくある原因の一つは、ベルトが床下を走行しており、湿気が多いことです。するとオイルが[92ページ] 一般的な大型コーリスエンジンのテーブルは、ダッシュポットやロッカーアームシャフトの周囲からオイルが漏れ、偏心オイルカップからオイルが漏れてホイールに入り込み、リムを伝ってベルトに達します。ベルトが満たされていない場合、ほんの数滴のオイルでも大きなシミになります。エンジンが24時間フル稼働していない場合、つまりエンジンを停止している間は、油漏れが発生しているバルブステムから数滴の水が床を通り抜けてベルトに落ち、ベルトの傾斜した内側を伝って最終的にフライホイールに達します。フライホイールはその冠面の助けを借りて、この水を溜め込むための素晴らしいポケットを作り、そこから水を吸い上げます。その結果、接着剤が緩み、ベルトが外れることがあります。このポケットの底に点があれば、接着剤は滑る程度には柔らかくなりますが、開かない可能性があり、開いた場合よりもはるかに悪い状況になります。なぜなら、ベルトが継ぎ目の肩から半インチほど滑り落ち、エンジンが始動すると車輪の下を走り抜けて停止してしまう可能性があるからです。そうなると、近い将来、その特定の場所、つまりベルトの面全体で破断することになります。その理由は、点滑りによってベルトの内側半分の荷重がすべて取り除かれ、ベルトの内側が長くなりすぎて、すべての荷重が外側にかかるためです。外側は、内側が再び機能するのに十分な伸びをするまで、すべての仕事を担い続けます。今週、あるいは今月、あなたは荷物を二重ベルトではなく、単ベルトで引っ張ってきました。[93ページ] しばらくすると、ベルトのラップの先端と平行に、ベルトを横切るように、はっきりとした亀裂がはっきりと現れているのが見つかるでしょう。さて、あなたは当然、ベルトを売った男を呼び寄せて修理を依頼するでしょう。もし彼が賢明で、自分の仕事を理解しているなら、亀裂の真下に、本来あるべき位置から外れている箇所があることをただ示すだけで済むでしょう。そこで、あなたがすべきことは、ベルトは使用するたびに検査されており、彼が言及した箇所はすべて「走行」中に緩んでいることに気づいたこと、走行中に数滴の水がかかったくらいではベルトがバラバラになることはあり得ないことは誰もが知っていること、もし水ならなぜベルト全体がバラバラにならないのか、などと彼に言い聞かせることです。そして最後に、あなたの部下にはベルトにクランプを取り付けて、緩んだ箇所を一つ一つ正しい位置に戻す時間などない、と言い放ち、彼を完全に打ちのめしましょう。もしそうしたら、特に今回の件では、他にする時間はないだろうし、彼の部下がベルトを正しく作っていれば、いずれにせよ接着剤はくっついていたはずだ。
新しいベルトをもらったり、古いベルトを修理してもらったりしたら、私のアドバイスに従って、フライホイールを偏心オイル カップの上部より上、少なくとも 12 インチのところに収め、良質で重いスズか亜鉛を用意して、ベルトの上、床の下にしっかりとした屋根を付けてください。
まず、直径1.5インチのパイプから棟木を取り付けます。車輪の正面から主従滑車の方向へ、両端を強力な鉄製のクランプでしっかりと固定します。次に、はんだ付けします。[94ページ] スズ板の各端に 1/2 インチのパイプを取り付け、その両側に細いパイプを取り付けて、スズ板を棟木の上にかぶせます。通常、ベルトはシリンダーの先まで伸びますが、メインの従動プーリーまでの経路でレンガで塞いだ通路を通る場合は、1/2 インチのパイプ 2 本をどちらかの壁に固定し、棟木を外側のパイプより約 6 インチ高くします。そうすれば、床から流れ込む油や水の一滴一滴が屋根に落ち、壁を伝って坑道の底まで運ばれ、ベルトに触れる機会がなくなります。
多数のベルトが使用される大規模発電所の運用において最も困難なことの一つは、ベルトを徹底的に清潔に保ち、湿気や機械油、特に機械油を遮断することです。すべての機械設計者が直面する非常に困難な問題の一つは、ボックスからの油漏れの防止です。同一種類・同一設計の発電機を6台も備えた複数の発電所では、稼働のたびに少なくとも4台から油漏れが発生しました。残りの発電機は通常の漏れではなく、いずれも最新の油漏れ防止装置を備えていました。
図80.
さて、ベルトの組み立てに移りましょう。ここでは、エンジニアや購入者が関心を持つ点についてのみ触れていきます。まず、ベルトが静かに走行するように、ラップの厚さが均一であることを確認します。そして、床に広げた際に完全に真っ直ぐでなければなりません。もしベルトに長く優美な曲線がある場合は注意が必要です。ベルトが伸びきるまでは、滑車上を真っ直ぐ走行しないからです。 [95ページ]ベルトをまっすぐに伸ばすと、端の 1 つが床やその他の障害物に接触して損傷する可能性があります。次に、ベルトに使用されている革の長さに注目してください。52 インチ以上見えてはならず、見えていない部分によって 4 インチが隠れていることになります。次に、接合部が適切に折られていることを確認します。たとえば、ベルトの片側にある革片の中心を見つけ、反対側を見て、接合部が中心のマークの真下にあるかどうかを確認します。必ずそうする必要があります。ここに、革ベルトの構造で最も重要なことが含まれているからです。ラップがすべて同じ長さで、すべての接合部が正しく折られているベルトは、接着剤に全体に同じ負荷をかけます。これが、最良の結果を得るために必要なことです。図 80 を参照してください。これは、幅 36 インチで二重プライのベルトです。さて、このベルトに9360ポンドの牽引力があり、A点からB点までの長さが26インチ、各ポイントの長さが4インチだと仮定します。接着接合部の平方インチ数は、26インチ+4インチ+4インチ×36インチとなります。これは1224平方インチです。ベルトにかかる総牽引力を1224で割ると、接着接合部の1平方インチあたりの荷重となり、この場合は7.65になります。[96ページ]ポンド。図 80 で距離AB を26 インチと 想定する代わりに 、下のジョイントが上のジョイントとずれていると、状況は大きく異なります。寸法が図 81 に示されているとおりで、観察が行われる 1 か月以内に測定された新しいベルトの場合と同じだと想定すると、次のようになります。ジョイントAB は今では 10 インチだけであり、10 インチ + 4 インチ + 4 インチ × 36 インチで 648 平方インチとなり、ジョイントの鉛は 14.44 ポンドになります。ベルトの寿命、さらにはベルトの周りのすべてのものの寿命にとって、上部ジョイントと下部ジョイントを適切に破断することがいかに重要であるかが容易にわかります。もちろんベルト職人は、自分の接着剤は革自体と同じくらい強力だと言いますが、ベルトを油や水にさらさない限り、彼の言うことはほぼ正しいです。しかし、ベルトに油が詰まると、接着剤は腐って革よりもはるかに早く強度が失われます。
図81.
良質なベルトは、滑車上でまっすぐ走行し、滑車にしっかりと固定するために、側面に支柱など必要ありません。滑車が一直線に並び、ベルトがまっすぐであれば、ベルトはまっすぐ走行します。すべてのベルトは滑車上で完全にまっすぐ走行するように作られるべきです。まず第一に、ベルト管理者にとって、それが地域的な宣伝効果をもたらすからです。[97ページ] 第二に、ベルトが真っ直ぐに動いていない場合、万が一滑ったとしても、数分のうちに床に落ちたり、シャフトに巻き付いたりしてしまいます。重い荷物を運ぶベルトの手入れでもう一つ非常に重要なことは、ポイントのいずれかが緩みすぎて、クランプを取り付けないと元の位置に戻らなくなった場合は、必ずクランプを取り付けることです。ポイントを元の位置に戻すことで、ベルト全体を引き続き使用できます。一方、ベルトをそのまま接着して片側を完全に切断してしまうと、ベルトは使用できなくなります。
ベルトの掃除方法
革ベルトをきれいにする最良の方法として、以下をご紹介します。一見単純な方法のように思えますが、安全かつ効果的です。多くの人がこの方法で、ほとんど、あるいは全く使用できなくなっていた古くて汚れたベルトを修復した実績があります。
ベルトを緩く巻き、ナフサで覆えるタンクに端を下にして置きます。半樽でも容器としては適していますが、密閉できる容器の方が蒸発による損失を防ぐことができます。ベルトが完全に覆われる量のナフサを入れ、10~12時間そのままにしておきます。その後、ベルトを裏返し、反対側の端に立てます。ベルト表面が垂直になっているため、汚れは洗い流される際に容器の底に沈み、ナフサはすべての部品に届きます。
ベルトをさらに10~12時間、あるいは十分にきれいになるまでナフサに浸けた後、ベルトを持ち上げ、ナフサをタンクに戻します。その後、ベルトを平らに置き、ほぼ完全に乾くまで伸ばしたり振ったりします。[98ページ] 乾燥してください。ナフサは革やベルト中央のセメントには影響しませんが、端の接合部が開いてしまう可能性があります。その場合は、古いセメントを削り取り、端を再接着してください。ベルト担当者ならやり方を知っています。ベルトはある程度硬くなりますので、プーリーに取り付ける前に、信頼できるベルトドレッシングで処理してください。
[99ページ]
X
ベルトの使用と乱用[7]
ベルトほど、一般の蒸気技術者や蒸気利用者にとって理解の浅い機器はありません。これは、年間販売されるベルトの量を見れば一目瞭然です。20年間も使い続けているベルトがある一方で、その4分の1も持たないベルトが何百本も見つかるのです。なぜでしょうか?必ずしも購入者が無償で何かを得ようとしたからというわけではありませんが、そうした場合、原則として、何かと引き換えに何も得られないのです。
[7]Wm. H. McBarnes が Power に寄稿しました。
平均的なベルトは粗悪品であり、平均的な買い手はしばらく使用しないとそれに気付きません。ベルトの販売業者を、あなたから金を奪おうとしている男だと考えて値切り、5 ~ 40 パーセントの値引きをさせたとしたら、販売業者は抗議し、ある程度の説明の後、何らかの折り合いをつけるでしょう。あなたの賢明な判断で何か得たでしょうか? まあ、ほとんどないでしょう。ベルトの販売業者や製造業者は、他のほとんどの資材販売業者と同様に、一級品だけを手に入れることを目指していますが、二級品、三級品、さらには四級品も作られており、支払った金額に見合った品質のものが手に入ります。第二に、ベルトは適切な手入れがされていないため、すぐに摩耗します。[100ページ] ベルトが緩みすぎた後、すぐに使用するのは良くありません。滑ってしまい、ベルトの保持力が完全に失われてしまうからです。ベルトを緩めてはいけないもう一つの理由は、技師やベルト作業員が作業時間を節約するために、ベルトを引っ張るためにドレッシングを塗ったり、さらに悪いことに樹脂を塗ったりしてしまうからです。レックスの言葉を借りれば、「ベルトに樹脂を塗る奴は愚か者か悪党だ」ということです。なぜなら、長期間使用すれば必ずベルトがダメになってしまうからです。
緊急時には、予期せぬ物質がベルトに入り込んでしまった場合など、運転停止を避けるため、いわゆるドレッシング剤を使用する必要があるかもしれません。経験から、技術者は窮地から抜け出すためにどんな極端な手段も講じることを知っています。状況によっては、ベルトを必要以上に回し続ける必要がある場合もありますが、これは決して許されるべきではありません。ベルトがきつく締めすぎるのも同様に良くありません。ベルトの寿命が短くなり、ボックスが熱くなり、シャフトに傷が付きます。時間をかけてベルトを適切に接合できる人は20人に一人もいません。通常は急いで行われます。ベルトは話せないことを理解した上で、何とかしてベルトをつなぎとめようとします。しかし、ベルトは話します。ベルトがプーリーから外れないように、板が釘付けにされたり、縁が仮止めされたりしているのをどれほどよく見かけることでしょう。これらはすべて、ベルト販売業者にとっては都合の良いことです。
これはエンジニアやベルト製造業者の責任だけではありません。ベルトは不均一に作られていることが多く、どんなに丁寧に扱ってもすぐに変形してしまいます。普段はプーリーに負担がかからずスムーズに動いていたベルトが、突然滑りやすくなることもあります。[101ページ] ベルトが従動プーリの片側か他側にずれていることがあります。これは 2 つの原因のいずれかによって発生します。1 つはベルトが緩みすぎているか、もう 1 つは潤滑不足のために負荷が増加しているか、その他の原因です。いずれの場合でも、無理に力を加えようとするとベルトが外れてしまいます。解決策としては、ベルトを巻き取るか、ジャーナルに十分に油を差すか、余分な負荷を取り除くか、あるいはこれらすべてを組み合わせることです。それでも、少し余分な作業を行ってベルトを張り詰めると、余分な張力を維持できる限り、ベルトは正常に動作し、余分な仕事をこなせるようになります。その後、従動軸が駆動軸と一直線上になくなると、ベルトが従動プーリの片側にずれて、ややこしく見える場合があります。このような場合、ベルトはプーリの高い側ではなく、低い側にずれます。もう 1 つの特異な兆候: 2 つの軸が平行で、プーリに高い場所がある場合、ベルトは高い場所に移動します。しかし、シャフトがずれている場合、つまり平行でなく、プーリーの面が真っ直ぐでない場合、ベルトは下側、つまり駆動軸に近い側に流れてしまいます。解決策としては、シャフトの向きを合わせることです。
この章の目的は、ベルトがどのように作られるかを説明することではなく、ベルトを使用する人々に、最良の結果を得るためには、すべての良質な使用人と同様に、ベルトも適切に手入れする必要があり、エンジンや高価な機械と同様に、すべての責任は 1 人の作業員が負うべきであるということを印象づけることです。
[102ページ]
XI
4種類のベルトドレッシングの比較テスト[8]
1905年1月、T・ファーマー・ジュニアと筆者は、4種類のベルト用化粧料と防腐剤の作業効率を比較する試験を行いました。試験は、コーネル大学シブリー校の標準ベルト試験機で実施しました。この試験機の詳細な説明は、ASME翻訳第12巻705~707ページに掲載されています。この試験機は、ベルトを実際の運転条件下で試験しますが、今回使用したベルトは平均よりもやや良好な状態でした。4本のベルトは、新品の4インチ幅アレクサンダーNo.1オークタンニングシングルプライで、長さは30フィートでした。油や汚れが付かないよう、細心の注意を払いました。ベルトはまず製造元から受け取った状態で試験を行い、その後、各ベルトに化粧料のいずれか1種類を塗布して再度試験を行いました。
[8]William Evans による Power への寄稿。
ドレッシングは、1番と2番と呼ばれる2つの半固形物、3番の固形物、そして4番のニートフットオイルでした。最初の3つは商標登録されているため、名前を付けるのは適切ではないと考えられましたが、ベルトドレッシングの作用に詳しい人なら、その独特の曲線から1番を容易に見分けられるでしょう。[103ページ] ドレッシングについては、指示に注意深く従いましたが、No.2とNo.3については指示を上回りました。ベルトは5時間運転され、その間に2~3回ドレッシングが塗布されました。その後、ベルトは温かい場所に置かれ、塗布されたドレッシングが吸収されました。このようにして少なくとも48時間「浸漬」された後、ベルトは再び3時間運転され、さらに1回ドレッシングが塗布されました。No.3は粘着性のあるドレッシングであったため、この予防措置は実際には必要なかったことが容易にわかります。No.4のニーツフットオイルは、ベルトにオイルが入りすぎることを懸念したため、最後の運転では塗布しませんでした。このオイルはエンジニアがベルトのドレッシングに広く使用しているため、最良の結果を得るために特別な注意が払われました。
図82.
図82は、ニートフットオイルを使用した試験結果をグラフで示しています。この曲線は、ベルト幅1インチあたりの初期張力と、ベルト幅1インチあたりの馬力の関係を示しています。処理済みベルトで馬力が低下した理由の一つは、スリップが[104ページ] 大幅に増加しました。少しでも力が伝達される最低の張力、幅 1 インチあたり約 15 ポンドでは、滑りは 25 パーセントまで上昇しました。
図83.
図83は4種類のドレッシングの比較値を示しており、ベルトに伝達される馬力のうち最も高い馬力を基準としています。ベルトが伝達する馬力をこの基準値で割り、その結果をパーセンテージで表したものが、伝達可能な馬力の割合として用いられました。この比較から、ドレッシングNo.1が常に、特に低張力において優れた性能を発揮していることがわかります。この図を見る際には、No.3が粘着性のあるドレッシングであることを覚えておくことが重要です。
試験時間が短かったため、ドレッシングがベルトの革に及ぼす最終的な影響を判断することはできませんでした。化学試験と各試験終了時のベルトの精密検査によって、その影響を概算することができました。化学分析の結果、[105ページ] どのドレッシングにもアンモニアやロジンなどは含まれておらず、No. 2 には微量の鉱酸が含まれていました。また、すべてのドレッシングにオレイン酸が含まれていました。No. 1 は 0.27 パーセント、No. 2 は 29.85 パーセント、No. 3 は 3.5 パーセント、No. 4 は 0.7 パーセントでした。
実地試験では、No.3の粘着性ドレッシングがベルトの表面を裂いて破れさせたこと以外は、悪影響は見られませんでした。初期張力が高いと、常にオイルをたっぷりと注油していたにもかかわらず、ジャーナルが過熱しました。初期張力が低い場合は、No.1ドレッシングで最大馬力を伝達しているときでも、発熱の傾向はありませんでした。後者の場合、2~3回の試験ごとにベアリングにオイルを注入しました(「試験」とは、1回の初期張力の測定をすべて行うことです)。一方、前者の場合は、各測定後、時には測定の合間にベアリングにオイルを注入しました。それでも、バビットが作動するほど熱くなるのではないかと懸念したためです。各試験の測定値は2~12個と変動しましたが、曲線を描くのには最大馬力を示した測定値のみを使用しました。試験中のベルト速度は毎分2,000フィートから2,500フィートの間で変化し、ほとんどの試験は約毎分2,200フィートで実施されました。
[106ページ]
12
ベルトクリープ
ベルトがプーリーからプーリーへ動力を伝達する際の最小スリップ量は、クリープの問題に帰着します。なぜなら、適切な張力であれば規則的なスリップが発生しないほど大きなベルトを作ることは可能だからです。しかし、両側の張力差とベルトの弾性があれば、クリープは必然的に発生します。「クリープとはどの程度の量で、どの程度考慮されるべきでしょうか?」と、ウースター工科大学のWm. W. Bird教授は、上記のタイトルの論文の中で問いかけています。
図84.
図84において、Aを駆動側、Bを従動側とし、T 1 をベルトの張り側の張力、T 2をたるみ側の張力とします。プーリーとベルトは図の方向に走行します。1インチのたるんだベルトがo点でプーリーBに伝わります。点pまたはその手前で、ベルトは張力の増加の影響を受け、1 + sインチまで伸びます。[107ページ] 糸は点 pから点 mまで移動し、張力を受けたまま滑車Aへと進みます 。点nに到達するか到達する前に、張力が低下するため、糸は 1 インチまで収縮し、サイクルが完了します。
負荷が軽い場合、ベルトは 点pまたはその付近でプーリーBより前方にクリープします。負荷が重い場合、クリープは点oに向かって進み、ベルトが滑ることがあります。これは、負荷が小さい場合でもベルトの張力が低すぎる場合に発生します。
この点は、ベルトが弾性ゴムでできていると想像すれば容易に理解できるだろう。バード教授は、クリープを計算する公式と、工科大学で行われた弾性係数測定の実験結果を示している。彼は、冒頭の疑問に対する答えとして、一般的な革ベルトを通常の条件下で運転する場合、クリープは1%を超えてはならないと結論付けている。これは時に「正当なスリップ」と呼ばれることもあるが、実際には動力損失であり、ベルト締め付け装置や特許取得済みのプーリーカバーでは回避できない。
プーリーの隣は滑らかな面、つまり仕上げ面とします。これは、粗い面が接触しているときよりも実際の接触面積が大きいため、摩擦による粘着力が大きくなるためです。さらに、滑らかな面は粗い面よりも引張強度が低いため、滑らかな面の摩耗は、反対側の摩耗よりもベルトの強度低下を少なくします。
[108ページ]
13
ロープドライブ[9]
ロープ駆動においてロープを滑車に適用するさまざまな方法、すなわち、複数または個別のロープ システム、移動する巻取装置上を走行する溝の 1 つからのロープを使用する連続ラップまたは単一ロープ システム、巻取装置がすべてのラップ上で直接動作する連続ラップまたは単一ロープ システムに関して、かなりの意見の相違があるようです。
[9]R. Hoyt 氏による Power への寄稿。
図85.
水平駆動の複数または別々のロープシステムでは、中心間の距離が十分に大きく、ロープの重量が必要な張力を与えるようにし、図85に示すように、下側にタイトまたは引っ張る部分があり、同じ直径のシーブを持つため、非常に満足のいくものとなるはずです。 [109ページ]ロープを直径の大きい新しいものに交換したり、一部のロープが他のロープよりも張っていても、駆動効率は変わりません。この場合、ロープが大きくなっても駆動滑車と従動滑車のロープのピッチ直径の比率は変わらないことがわかります。しかし、図 86 と 87 に示すように、一方の滑車がもう一方よりも大きい場合、摩耗したロープや小さいロープを新しいロープや大きいロープに交換したり、一部のロープが他のロープよりも大幅に張っていると、大きいロープやたるんだロープは小さいロープや張ったロープほど溝の奥まで入り込まないため、ロープに差動作用が生じます。[110ページ] その結果、駆動シーブと従動シーブ上のロープの比例ピッチ径が変わります。動作は、大きいシーブが駆動シーブであるか小さいシーブであるかによって異なります。駆動シーブが大きい場合、もちろん、たるんでいるロープまたは大きいロープが、張ったロープまたは小さいロープを組み合わせたものよりも弱いと仮定すると、引っ張る側の負担は少なくなります。しかし、駆動シーブが小さい場合は、新しいロープまたは大きいロープの引っ張り側の負担が大きくなります。駆動シーブが大きくても小さくても、大きいロープまたはたるんでいるロープは、小さいロープまたは張ったロープとは逆の動作に影響します。図 87 は、動作が図 86 とどのように逆転するかを示しています。
図86.
図87.
明確にするために、スケッチでは直径の違いを誇張して、異なるサイズのロープが生み出す速度を計算します。 A を通常とし、B は溝から 1 インチ外側にあるため、直径の差は 2 インチになります。C は溝に 1 インチ深くあるため、直径の差は 2 インチになります。 図 85 では、駆動側と従動側の通常の直径を 40 インチ、Bは 42 インチ、 Cは 38 インチとし、駆動側の速度を毎分 200 回転とします。A、B、Cのいずれの場合も、従動側の滑車は毎分 200 回転しますが、もちろん滑りは考慮しません。 図 86 で、ロープAの駆動側の通常の直径が 60 インチ、従動側の直径が 30 インチだとすると、駆動側の速度が毎分 200 回転の場合、従動側の滑車は毎分 400 回転になります。Bでは、駆動側が62インチ、従動側が32インチの直径で、従動側の滑車は毎分387.5回転の速度となる。Cでは、駆動側が58インチ、従動側が28インチで、[111ページ] 後者の速度は毎分414 2/7回転です。図 87 では、駆動側の通常の直径が 30 インチで従動側の直径が 60 インチであるため、駆動側の速度が毎分 200 回転の場合、従動側の速度は毎分 100 回転になります。B では、駆動側が 32 インチで従動側が 62 インチの場合、従動側の速度は毎分103 7/31回転になります。Cでは、駆動側が 28 インチで従動側が 58 インチなので、後者の速度は毎分96 16/29回転になります。このように、ロープが大きい場合と小さい場合でどのような影響があるかが 簡単にわかります。
図88.
たるんだロープの方がシーブへの巻き付きが多いため、より多くの力を伝達できると主張する人がいる一方で、タイトなロープの方が良いと主張する人もいます。すべてのロープがたるんだ状態で駆動すると、ロープが滑って問題が発生する場合、最初に試される解決策はロープを締めることです。しかし、図 87 のような状況であれば、一部のロープが他のロープよりも長くても特に問題はありません。実際、長いロープは短いロープほど速く一周しないため、むしろ良いかもしれません。その結果、スプライスの位置は絶えず変化します。ただし、すべてのロープにほぼ同じ引張力がかかるようにする、つまり図 88 のような状態にならないようにする方が自然に思えます。[112ページ] このシステムについて結論を述べると、ロープを締め直す手段が再接続以外にないこと、他の形式ほどさまざまな条件に適応していないこと、設置コストが最も安く、場合によっては非常に満足できる結果をもたらすことに留意する必要があります。
連続巻き付け方式では、溝の一つからロープが移動式テークアップを通過するため、テークアップはロープに不均一な張力を発生させる傾向があります。ロープを巻き取る際、または繰り出す際には、ロープは溝の周りを滑るか、あるいは最も張力の大きいストランドが溝の奥深くまで食い込み、張力の小さいストランドよりもピッチ径が小さくなり、ロープに差動作用が生じます。したがって、ロープを巻き取ったり繰り出したりするのは差動作用であり、テークアップはいわば自動調整式アイドラーとして機能していると考えられます。ロープが張ったり乾燥したりしてロープが締め付けられる場合、あるいは通常の運転時でさえ、最大の張力はテークアップの近くになりますが、駆動装置が湿気にさらされてロープが短くなると、テークアップが制御する溝の数に応じて、ロープはテークアップから最も離れた位置になります。したがって、大型駆動装置では、複数のテークアップを使用するのが最適です。
実験として、例えば2つのドラムに巻かれた平針金を巻取機に何度も巻き付け、さらにその上に巻いた場合、ドラムを近づけたり離したりすると、針金はドラムの周りを滑らなければならないことがわかるだろう。しかし、もちろん、溝にロープを張った場合は話は別だ。ロープはある程度は曲がる。また、溝の奥深くまで入り込む。[113ページ] 溝。このシステムは、移動巻き取り装置の追加費用がかかるため、前述の形式よりもコストがかかりますが、さまざまな状況に容易に適用でき、適切に設計および設置されていれば、一般的に非常に満足のいくものとなります。
全ての巻き付けに直接作用するテークアップ装置または締め付け装置を備えた連続巻き付けシステムは、他の2つの形式で挙げられたような問題点を実質的には備えておらず、動作が速いため、電源の突然の投入または切断時などにも適用できます。締め付け装置を自動化すれば、重り、重りとレバー、あるいはタックルブロックと重りなど、様々な方法で制御できます。また、電源の突然の投入または切断時に過度の作動を防ぐため、シリンダーとピストン、バルブを装備することもできます。通常、ロープに不均等な張力がかかることはほとんどありません。このシステムは、前述の形式と同様に、様々な状況に容易に適用できます。締め付け装置には巻き付け数と同じ数の溝が必要なため、他の2つの形式よりもコストがかかります。また、最後の巻き付けを最初の溝に戻すための巻き取り装置も必要であり、効率を最大限に高めるには、適切に設計・設置する必要があります。
どちらの連続巻き付け方式でも、太いロープの一部を使用すると、シーブの周りを速く回るため、太いロープのすぐ後ろでより大きな負担がかかります。アングル作業では、中央または1本のロープしか正確に整列できないため、溝の側面にあるロープに常に余分な摩耗が生じます。そのため、アングル駆動では中央を密集させることは推奨されません。中央が短く、シーブが広いほど、ロープの摩耗が大きくなるためです。[114ページ] 摩耗角度が大きいほど、摩耗角度は大きくなります。上記は、図に示されているような通常の単純な駆動装置に適用されることに注意してください。駆動装置が複雑な場合は、他の考慮が必要になる場合があります。
[115ページ]
14
ロープ伝送における新しい方式[10]
マニラロープを動力伝達に使用することは、もはや議論の余地がないほど一般的になりつつあり、他のいかなる動力伝達方法よりも多くの利点を備えているため、実際に存在するいくつかの反対意見は見過ごされてしまう。現代の慣習に従ってロープ駆動装置を設置すると、概して非常にうまく機能し、快適でスムーズな駆動が得られるため、明らかに備わっている多くの優れた特性によって、いかなる反対意見も沈黙させられる。しかし実際には、アメリカ式の連続式ロープ駆動装置設置方法には、いくつかの重大な欠点がある。
[10]Geo. F. Willis による Power への寄稿。
例えば30本のロープを駆動装置に取り付け、各ロープに他のロープと全く同じ張力がかかるように設置し、速度と荷重が変化する条件下でこれを実現できれば、30本のロープは適切な幅のベルトが荷重を運ぶのと全く同じように機能し、ベルトと同様に、駆動装置の幅全体にわたってロープの張力が全く同じになるのは明らかです。しかし、ロープ伝動の権威者によると、この理想的な条件を実現することは不可能だそうです。
[116ページ]
ロープ伝動に関する専門家は、12本のロープごとに1つのテークアップシーブを使用するのが望ましいと述べており、10本であればさらに良いとされています。最良の結果は、8本以下のロープに1つのテークアップシーブを使用することで得られています。しかし、いずれにしても差動駆動の弊害は依然として存在します。
実のところ、現在の慣行によれば、完璧な条件が存在できる唯一の駆動方法は、たった 1 本のロープを使用する駆動方法である。
ロープに荷重がかかると、溝内での滑りはほとんど発生しないため、使用されているロープ全体の張力は、ロープ自体の弾性により、最終的に均一になることは明らかです。しかし、荷重がロープ間で分散されるまで、ロープには不均一な張力が継続的にかかります。そして、ロープが変動する荷重を駆動するために使用される場合、この張力はロープの寿命を大幅に短縮させるに違いありません。
このため、多くのロープ伝動装置は不十分なものとなり、これらの駆動装置が 10 本以上のロープに対して 1 つの巻き取り滑車を使用するほど設計が悪いと、予想以上にコストがかかり、問題も発生しやすくなります。
30本のロープを使用し、巻取シーブを1つだけ備えたワンロープ駆動方式が知られています。これは長年にわたりトラブルと費用の要因となってきたため、複数のロープを使用する英国式のシステムに置き換えられました。このシステム固有の問題により、変更後の駆動方式は当初のものよりもさらに劣悪なものになっていました。今後は、ここに示すシステムに置き換えられる予定です。
図89.
図89は、 [117ページ]31本のロープ駆動装置。図示のロープの直径は1.5インチなので、メインの締め付け用滑車の直径は60インチ、つまり使用ロープの直径の40倍である。32本の溝を持つ滑車の上に、同じフレーム内に、図示のように外側の2本のロープ(この場合は直径86インチ)に届く適切な直径の1本の溝を持つ滑車が取り付けられている。詳細は、図90の端面図と図91の側面図に示されている。31本のロープの各ストランドに例えば250ポンドの作業張力がかかるとすると、総重量は15,500ポンドとなる。[118ページ] これら 2 つのアイドラー シーブの重量は、それらを保持するフレームも含めて次のようになります。
これらの滑車とフレームは、ロープのたるみ側に直接取り付けられており、ベルトに締め具が取り付けられているのと同じです。最初のロープは32溝の滑車を回り、1溝の滑車を上って再び複数溝の滑車の下に入り、そこで交差します。
図90.
この駆動装置に通されたロープは、10 分程度走行すると、すべてのストランドが他のすべてのストランドとまったく同じ張力になり、ロープが持続する限り、負荷と速度の変化にもかかわらずこの状態を維持することは明らかです。
初期費用は、建設費を含めても、必要な6つの[119ページ] あるいは、従来の慣例に従えば、シャフト、ボックス、レールなどを備えた単溝アイドラーを8つ用意する必要がある。占有スペースは明らかにはるかに小さくなる。
図91.
図92では、この文字の組み立てられた駆動装置は[120ページ] 図93は製材所で一般的に使用される逆駆動装置を示しており、ここで説明した2つの滑車は、望ましい張力を与えるために適切な重量で台車に取り付けられることが望ましい。
図92.
図93.
最近の設計では、約6フィートのピストンストロークを持つシリンダーに減圧弁が設けられており、蒸気圧が約40ポンドで一定に保たれます。シリンダーはミルフレームにボルトで固定され、ピストンロッドはタイトナーシーブを載せた台車に接続されています。シリンダーは、40ポンドの蒸気が供給された状態で適切な面積になります。[121ページ] ロープに適切な張力をかけるには、圧力をかける必要があります。装置には小型のスチームトラップが組み込まれています。これにより非常に弾力性のある張力が得られ、蒸気圧が40ポンド以上であれば、張力は一定に保たれます。ピストンの移動距離が6フィート(約1.8メートル)の場合、ロープの伸びを372フィート(約100メートル)も削減できることは明らかですが、これは全く考えられない量です。蒸気圧を下げた際にピストンとカーが過度に後退するのを防ぐため、ドッグ(緩衝装置)を設置することができます。
この方法は、任意の数のロープを使用したドライブに適用できることは明らかです。
[122ページ]
15
トランスミッションロープの注文方法[11]
おそらく、購買担当者やエンジニアが伝動用ロープの注文書を作成する際に使用する用語は、工場で必要とされる他のどの品目よりも、はるかに多様で誤った用語である。必要な種類のロープを正確に注文する方法を知っていれば、多くの工場で遅延や費用の発生を防ぐことができるだろう。伝動用ロープの製造業者は、非常に特異な文言の注文を頻繁に受けるため、すぐに出荷する勇気がなく、まず郵便、電信、電話に頼って本当に何が求められているのかを確認しなければならない。そしてもちろん、「物事の一般的な厳しさ」の法則に従い、こうした間違いは、1分1秒の遅延が莫大な金額の損失を意味するまさにその時、故障が発生した後に発生することが多い。
[11]FS Greene 氏による Power への寄稿。
この国には、伝動用ロープを専門とする索具メーカーが2社あり、そのロープの名称はロープ駆動装置のユーザーなら誰でもよく知っている。この2社に加えて、このグレードのロープをある程度製造している索具工場はおそらく3、4社あるだろう。この比較的小規模な供給元から[123ページ] 多種多様なブランドが生まれ、それらは改名され、詩的なものから古典的なものまで、様々な名前で市場に出回っています。こうした多くの名前のせいで、注文が遅れることがよくあります。工場でロープを繋ぐ作業員は、あるロープが何か派手な名前を持っていることを一度は耳にしたことがあるでしょう。おそらく、あるセールスマンが、このロープの性能について素晴らしい話を彼に聞かせたのでしょう。そのため、新しいロープが必要になると、繋ぎ手は事務所に行き、これこれのロープを何フィート注文してほしいと依頼します。購買担当者はこの名前を使って注文書を作成し、製造業者に送ります。製造業者はおそらくそのロープのことを聞いたこともなく、他のどの製造業者もそのブランドでロープを販売していないことを確かに知っています。注文が処理されるまでには、2通以上の手紙や電報を送受信しなければなりません。
メーカーが、彼らの知る限りでは存在しないブランド名を指定した注文を受けることはよくあることです。ある企業は最近、同じメールの中に「Fern」「Juno」「Elephant」といった伝動ロープの注文が見つかりました。しかし、そのようなブランドはこれまで市場に出回ったことはありませんでした。
よくある間違いの一つに、ロープに特定の色の糸を並べてしまうというものがあります。まるでその装飾に特別な効能があるかのように。しかし、これらの色の糸は単に染料の問題であり、おそらくそれらを省いた方がロープはより良く、より強くなるでしょう。
一方、ロープの潤滑については奇妙な表現が見られます。ロープは[124ページ] 潤滑剤は「獣脂入り」とするものと、「完全に乾いた」ロープや「水入り」ロープを求めるものがあります。伝動用ロープは、どのような用途に使用する場合でも必ず潤滑剤を塗布する必要があります。「乾いた」伝動用ロープや「水入り」ロープといったものは、その言葉が何を意味するにせよ、ユーザーにとってほとんど役に立ちません。各メーカーは独自の潤滑方法や配合を持っており、もしこれが石墨入りロープや黒鉛入りロープで、旧式の獣脂入りロープを求められた場合、在庫から直接注文に応えることはできません。
3ストランドまたは6ストランドのロープをご希望でない限り、ストランド数を指定する必要はありません。特にご指定がない限り、常に4ストランドの伝動用ロープが送付されます。また、ロープには常に芯が付属し、通常は潤滑剤が塗布されているため、芯についても何も言う必要はありません。5ストランドのロープをご注文いただくことがよくあります。これは非常に紛らわしいことです。5ストランドロープというものは存在しますが、実際に作られることはほとんどありません。5ストランドのロープをご注文いただくのは、多くの場合、芯を5番目のストランドと勘違いしていただくためです。
伝動ロープは通常、直径仕様に基づいて製造および販売されるため、必須ではありませんが、円周ではなく直径で注文することをお勧めします。
これまでで最も頻繁に受け取られた仕様は「芯付き長繊維4本撚りロープ」であり、これを記入することで購入者は必要な要件をすべて満たしたとみなす。現在のマニラ麻の価格は、低品質品では1ポンドあたり7セント、最高級品では1ポンドあたり12.5セントと幅がある。[125ページ] このようなロープの価格は、正直言って 1 ポンドあたり 11 セントから 17 セント程度でしょう。長繊維のマニラ麻を入手し、芯の周りに 4 本のストランドに撚り合わせるだけでは、適切な伝動ロープにはなりません。ロープはおそらく毎分 3,000 フィートから 5,000 フィートの速度で走行し、全長にわたって急速かつ一定の曲げを受ける必要があるため、繊維は長いだけでなく、ロープは柔らかくしなやかである必要があります。さらに、曲げ加工の際に繊維、ヤーン、ストランドが互いに滑るため、滑ったりこすれたりして生じる摩擦による摩耗を最小限に抑えるようにロープを潤滑する必要があります。この摩擦による摩耗は、一般に考えられているよりもはるかに大きな要因です。また、マニラ繊維の並外れた強度は、縦方向の引っ張りを受けた場合にのみ発揮されます。横方向では、細胞構造のため、繊維は比較的弱いです。したがって、伝動ロープの製造においては、横方向の応力に対するロープの脆弱性を最小限に抑えるため、糸とストランドの両方の撚り比率を最適な状態に維持するために細心の注意を払う必要があります。また、「長繊維」という用語も、購入者がロープに適切な材料を入手できることを保証しません。なぜなら、一般的な考えに反して、最長のマニラ繊維が必ずしも伝動ロープの製造に最適であるとは限らないからです。極端に長い品種の中には、粗くて脆いものもあります。伝動ロープに最適な繊維は、ゼブと呼ばれる特定の等級のマニラ麻(図94)で、色が薄く、手触りが絹のように滑らかで、非常に強く柔軟です。
図94.
図95.
図96.
添付の図95は、2種類の麻のクローズアップ図で、左側が [126ページ]
[127ページ]業界では「スーペリア2ds」として知られ、カットの右側の繊維は「ゼブ」です。図96は同じ2つの麻の「穂」をより遠くから見たもので、どちらの繊維も超えていることが分かります。[128ページ]長さはスーペリア2dsの方が長く、むしろゼブよりも長いと言えるでしょう。しかし、ゼブで作られた伝動ロープは、スーペリア2dsを使った場合よりも1ポンドあたり3.5~4セント高く、より長く、しかし粗い繊維で作られたロープ2本よりも長持ちします。
この章をここまで読んでくださった読者は、きっとこう自問自答していることでしょう。「最高級の駆動ロープが欲しいのですが、どう注文すればいいのでしょうか?」 最も安全な方法は、信頼できる製造業者や企業に手紙を書き、その企業の伝動ロープのフィート数を問い合わせることです。もし確信があれば、そのメーカーや企業名も伝え、もちろん直径も必ず明記してください。ロープの名称がわからない場合は、できるだけ簡潔に注文してください。例えば、「1000フィート、直径1.5インチの最高級マニラ伝動ロープ」のように。信頼できる企業であれば、適切な撚りと撚り合わせを施した、ゼブマニラ麻の4本撚りロープが届きます。
[129ページ]
16
ベルトとプーリーのチャート[12]
規則1. 滑車の速度。両方の滑車の直径と一方の滑車の速度が与えられている場合、もう一方の滑車の速度を求めるには、スケール上の指定された2つの直径(インチ単位)に間隔デバイダの点を置きます(図97)。次に、得られた間隔を維持したままデバイダを上げ、一方の点を指定された速度に置き、もう一方の点を速度Sの場合はその上、速度Lの場合はその下に置きます(SとLはそれぞれ小さい滑車と大きい滑車を意味します)。この点は必要な速度になります。
[12]AG Holman, MEによるPowerへの寄稿
例: 2 つの滑車の直径がそれぞれ 10 インチと 25 インチで、大きい方の滑車の速度が 1 分あたり 120 回転の場合、小さい方の滑車の速度はいくらでしょうか。
目盛りAの10と25に仕切りの点を置き、仕切りを持ち上げて、目盛りの1つを120に、もう1つをその上に置きます。もう1つの点は、Sの速度である300の上にあります。Sの速度が与えられていた場合、1つの点を300に、もう1つの点をその下に置いて、 Lの必要な速度である120の上に置きます。
注:この規則を適用する場合、速度がスケールAの範囲を超えた場合、結果は次のように読み取ることができる。 [130ページ]
[131ページ]空間をスケール B上の回転スケールまで移動し、同じ手順を繰り返します。
図97.
例:滑車の直径が12インチと36インチで、Lの速度が500の場合、Sの速度はいくらでしょうか?仕切りの点を12インチと36インチに置きます。仕切りを上げ、目盛りAの片方の点を500に置き、もう片方の点をその上に置いた場合、Sは目盛りの上限を超えてしまいます。そこで目盛りBに移動し、回転目盛りの下の点を500に置き、もう片方の点をその上に置きます。これが答えの1500になります。
規則2. 滑車の直径。 — 両方の滑車の速度と一方の滑車の直径が与えられている場合、もう一方の滑車の直径を求めるには、目盛りAまたは回転目盛りBの2つの速度に分度器の点を置きます。次に、分度器の一方の点を与えられた直径に置き、もう一方の点をその上に置けばLの直径が、下に置けばSの直径が求められます。このようにして示された数値が、必要な直径です。
例: 速度が 180 と 450、小さい方のプーリーの直径が 20 の場合、Lの直径はどのくらいにする必要がありますか?
目盛りAの180と450に仕切りの点を置きます。次に、1つの点を20(与えられた直径)に置きます。もう1つの点は、 Lの必要な直径である50に置きます。
どの問題でも、点が 2 つの目盛りの間にある場合、相対的な位置によって結果を厳密に判断できます。
このチャートのもう一つの、そしてより省力的な用途は、ベルト問題への応用です。実用力学において、適切な許容値ほど広く関心を集め、意見の相違が大きいテーマは他にないと一般的に認められています。[132ページ] 与えられた要件に応じてベルトサイズを選択する際に考慮すべき事項である。ベルトによって伝達される馬力の一般的な計算式は以下のとおりである。
HP = WS / C(HP = 馬力)
W = ベルトの幅(インチ)、S = ベルトの速度(フィート/分)、C = 定数。
この定数の適切な値、つまり、特定の条件下で 1 馬力を伝達するために幅 1 インチごとに毎分何フィート走行しなければならないかが、問題の点です。
チャートの線Aの右側には、この定数の異なる値を表す一連の線があります。一番下の線(4)はベルト速度が毎分400フィート、その上の線は500フィートを表します。これらの値のいくつかには、これらの定数に関連してよく推奨されるベルトの提案が示されています。例えば、2~6Sは、2~6インチのシングルレザーベルトには定数1100、6.5~10インチのシングルには定数1000、2~6インチのダブルには定数600を使用することを示しています。
これらの提案は、Geo. V. Cresson 社のカタログのアドバイスや Kent のハンドブックの推論と実質的に一致しています。
張力を増加させることで、これらの提案で許容される以上のパワーを伝達できる可能性がありますが、これには余分な注意が必要になり、ベアリングに過度の圧力がかかるという欠点が伴います。
馬力とベルト幅の表の使用は、次の規則によって説明されます。
[133ページ]
規則 3. ベルトの馬力。 — プーリの直径と速度、およびベルトの幅が与えられている場合に伝達できる馬力を調べるには、目盛りAのベルトの幅 (インチ) に仕切りの 1 つの点を置き、もう 1 つの点を線の一番下 (1) に置きます。次に、仕切りの下側の点を与えられた直径に置き、もう 1 つの点を上の目盛りに載せることで、このスペースをプーリの直径を表す高さに加えます。次に、上の点を動かさずに、もう 1 つの点が線Aの右側の目盛りの適切な定数に当たるまで仕切りを開閉します。次に、仕切りを上げてBまで直角に移動し、定数上にあった点を回転目盛りの与えられた速度に当てることで、最後に得たスペースを目盛りBに移します。所定の条件下で伝達できる馬力を示す、馬力目盛り上の仕切りのもう 1 つの点の位置に注目してください。
例:8インチの二重ベルトを40インチの滑車で毎分500フィートで走行させた場合、何馬力伝達できますか?仕切り板の片方の点を線Aの8(ベルト幅)に置き、もう片方の点を線Aの底に置きます。次に仕切り板を上げ、下の点を40(滑車の直径)に置き、もう片方の点を目盛りの上に置きます。仕切り板を閉じ、下の点が6.5回転から10回転の定数に達するまで続けます。この間隔を目盛りBまで広げ、下の点を回転目盛りの500に置きます。すると下の点は馬力目盛りの84に当たり、これが必要な馬力です。
規則4. ベルトの幅。必要な幅を見つけるには[134ページ] プーリーのサイズと速度、そして馬力が与えられた場合のベルト幅:目盛りBの馬力に仕切り板の1点を、もう1点を回転数に置きます。次に、仕切り板を上げて直角に動かし、回転数にあった点を定数に当てることで、この空間を目盛り Aに移します。次に、もう1点を動かさずに、定数にあった点を持ち上げ、仕切り板を開いたまま、この点が所定の直径に当たるまで移動させます。次に、仕切り板を持ち上げ、下の点を線の最下部(点1)まで移動させます。これで、上の点がベルトの必要な幅を示すようになります。
注記: ベルトの幅を求める際に、適切な定数がどれなのか疑問がある場合は、中間の値、たとえば 6 を仮定し、急いで「カット アンド トライ」することで、必要なベルトがどの分類に該当するかを調べることができます。
例: 40 インチのプーリーで 500 回転、100 馬力のベルトの幅はどのくらいですか?
目盛りBの分度器の先端を馬力目盛りの100に、もう1つの分度器の先端を回転目盛りの500に置きます。次に、その空間を目盛りAまで移動させ、下側の点を定数5に合わせます。次に、分度器を上側の点に置き、下側の点が直径40になるまで開きます。最後に、分度器を上げ、下側の点を線の下端に置きます。上側の点は9.5になり、答えは最も近い等幅10になります。
少し練習すればこれらのルールに慣れることができ、ベルトのルールでは 4 つの動作で 2 つの乗算と 1 つの除算が実行されることがわかります。
[135ページ]
17
スプライシングロープ
伝動ロープの接合は重要な事項です。接合の成功、ひいては駆動の成功は接合の長さに依存し、接合の長さはロープの直径に依存し、表(図 97a)に示されています。 [136ページ]スプライスの直径はロープの直径と同じでなければなりません。スプライスのストランド端部の固定は、摩耗したり飛び出したり、上層のストランドを過度に摩耗させたりしないようにしっかりと固定する必要があります。そして、スプライスの仕上がりは、可能な限り最高の状態で固定する必要があります。古いロープと新しいロープを接合する際は、新しいロープを完全に伸ばしておく必要があります。ロープの伸びと直径の違いにより、非常に困難な作業となるからです。
マニラ伝動ロープと滑車に関するデータ
接合部の長さ
(フィート)
あ B C D E F G H 私 J
1/2 .25 .12 1750 50 6 20 1060
5/8 .2906 .16 2730 80 6 24 970
3/4 .5625 .20 3950 112 6 8 27 760
7/8 .7656 .26 5400 153 6 8 32 650
1 1. .34 7000 200 7 10 14 36 570
1 1/8 1.2656 .43 8900 253 7 10 16 40 510
1 1/4 1.5625 .63 10,900 312 7 10 16 45 460
1 1/2 2.25 .77 15,700 450 8 12 18 54 380
1 3/4 3.0625 1.04 21,400 612 8 12 18 63 330
2 4. 1.36 2万8000 800 9 14 20 72 290
2 1/4 5.0625 1.73 35,400 1012 9 14 20 81 255
2 1/2 6.25 2.13 43,700 1250 10 16 22 90 230
図97a .
上記の表の凡例
あ ロープの直径(インチ)
B 直径の正方形
C 1フィートあたりのおおよその重量(ポンド)
D 破断強度(ポンド)
E 最大許容張力(ポンド)
F 3ストランド
G 4ストランド
H 6ストランド
私 シーブの最小直径(インチ)
J 毎分最大回転数
標準的なロープ接合の図と手順は、American Manufacturing Company の厚意により、同社の「Blue Book of Rope Transmission」から引用したものです。
現在使用されているスプライスには様々な種類がありますが、経験上最も効果的であることが証明されているのは、いわゆるイングリッシュ・トランスミッション・スプライスです。この説明にあたり、ここでは直径1¾インチの4ストランドロープを多重システムのシーブにスプライスしたものを例に挙げます。まずロープをシーブに巻き付け、タックルで引き伸ばしてピンと張ります。ロープの両端は6~7フィート(約1.8~2メートル)の距離で交差するようにし、交差地点は各ロープに撚糸で印を付けます。次にロープをシーブから外し、シャフトに載せてスプライスを行うのに十分なたるみを持たせます。
図98.
撚り糸 M、M’の後ろまで、撚り糸を2本ずつほどき、開いた4本の撚り糸を交差させる(図98)。芯は上側にまとめて引き出す。次に、マーキングを取り除いてから、 [137ページ]撚糸Mで、6と8の2本の撚り線を2フィートほど戻してAに戻し、1と3の撚り線も2本ずつ丁寧に元の位置に戻します。次に、5と7の撚り線を2本ずつAに戻し、2と4の撚り線を前と同じように元の位置に戻します。これでロープは [138ページ]図99に示されているように、ストランド6と8のペアは分離され、8はBに4フィート戻され、中心から6フィートの距離が保たれ、ストランド6は Aに残されます。ストランド1と3のペアは分離され、3は6の仲間としてAに残され、ストランド1はストランド8の代わりに慎重に配置され、点で出会うまで配置されます。[139ページ] B . 2-4と5-7の2組のストランドを分離し、同じ方法で撚り合わせます。このようにロープをまとめる際、元の撚りと撚り合わせを維持するよう細心の注意を払います。突き出ている芯は切断し、ロープに押し込んだ際に両端が合うようにします。
図99.
ロープは図100のようになります。8本のストランドを作業に適した長さ(約2フィート)に切断したら、残りのストランドを結び合わせて「タック」します。この作業はストランド2と7について説明していますが、他の3組のストランドについても方法は同じです。ストランド2と7を約12~14インチほどほどほどにほどき、カバーヤーンを取り除いて各ストランドを半分に分けます(図101参照)。内側の2インチと7インチの糸の端を撚糸で巻きます。次にカバー 2 を残し、2 インチを 7 と 7 インチの近くまでリレーし、ここで 2 インチと 7 インチの簡単な結び目でつなぎます (図 102)。カバー ヤーン 7 を分け、2 インチをそれらに通し、ロープを通り抜けて2 つの隣接するストランドの下に通し 、コアを避けて 2 インチを固定します (図 103)。これらのストランドや他のストランドの上に 2 インチを通さないでください。半ストランド 7 インチに注意してください。2 インチと 7 インチで作った結び目の右側で、2 インチをマーリン スパイクで少し持ち上げ、7 インチをその周りに 2 回または 3 回通すか折り込みます。このようにして、これら 2 つの半ストランドが 1 つのストランドを形成します。 7インチの半ストランドをカバー2に達するまで折り込み、その糸を分割して7インチを通し、隣接する2本のストランドの下に引き込み、再びロックを形成します。ここで、両方のロックのストランドの端を約2インチ残して切断します。 [140ページ]
[141ページ]
[142ページ]糸はわずかに引っ張られることがありますが、解けません。これで1組の糸の結合が完了します(図104)。残りの3組の糸も同様に結合します。
図100.
図101.
図102.
図103.
図104.
ロープを数日間使用すると、ロック部分の突出端が摩耗し、タック(折り込み)が慎重に行われ、元の糸の撚りが保存されている場合、ロープの直径は増加せず、ロープが動いているときに継ぎ目を見つけることもできなくなります。
[143ページ]
18世紀
ワイヤーロープ伝送[13]
ワイヤーロープは、水平方向および傾斜方向の無制限の大きな動力の伝達に広く利用されており、麻ロープベルトに比べて、非常に長い距離を駆動できること、滑りによる損失が比較的小さいこと、および屋外での駆動が可能であることが利点です。
[13]C. Boysen, MEによるPowerへの寄稿
ロープの重量により、垂直方向の動力伝達は行われません。
かつては、ワイヤーの製造に最高級の炭鉄が使用されていましたが、現在ではほぼ例外なく強靭なるつぼ鋼ワイヤーが使用されています。これは、鋼ワイヤーロープの方が鉄ロープより強度が高く、伸びにくく、長持ちするからです。
ワイヤーロープは、6本から20本の素線からなる6本のストランドで構成され、ロープを構成するストランドは、素線と逆方向に編み込まれています。各ストランドの中心とロープの中心には、綿製の芯が配置されています。これらの芯は非常に重要です。芯は素線同士の摩擦を軽減することで、ロープの寿命を延ばす役割を果たします。ロープの寿命は、張力に応じて変化します。[144ページ] ロープの長さと最小の滑車の大きさによって、寿命は1年から3年です。
ワイヤーロープの錆を防ぐため、煮沸した亜麻仁油を塗布するか、ドリップオイル3に対して樹脂1の割合で熱した混合物を塗布します。この混合物は、同時にロープと滑車底部のライニングとの接着力を高め、ロープの滑りによる損失を低減します。動力伝達用のワイヤーロープには、亜鉛メッキを施してはなりません。
ロープの端は接合されますが、良好な接合には 10 ~ 20 フィートが必要です。接合は熟練した作業員が行い、ロープが十分な長さになるように細心の注意を払う必要があります。ロープは滑車に取り付けられた時点から常に伸びており、滑車にきつく取り付けられている場合はさらに伸びます。したがって、ロープは過度の張力なしに力を伝達できるほど十分に長くする必要があります。このため、2 つの滑車間の距離は十分に長く、ロープに十分なたわみを生じさせるのに十分な長さでなければなりません。必要なたわみ量の目安として、短い駆動の場合でも、走行していないときのロープのたわみは 2 フィート未満であってはなりません。また、滑車中心間の距離が 400 フィートの場合、走行中のロープのたわみは、駆動ロープで 5 フィート、従動ロープで 10 フィートである必要があります。
上のロープでも下のロープでもどちらでも駆動ロープとして使用できますが、上の方が望ましいです。ただし、ロープを交差させないでください。
電力は6000フィートの距離まで伝送可能[145ページ] 大きな損失なく、さらに多くを運ぶことができます。ただし、2 つの滑車は絶対に 500 フィート以上離してはならないため、道路沿いに中間ステーションが配置されます。
ロープの揺れを防ぐための予防措置を講じる必要があります。これは、風の影響、ロープの継ぎ目の不良、ロープの摩耗、滑車のバランス不良、滑車が同一平面上にないことなどが原因で発生する可能性があります。滑車が正確に一直線上に配置されていることが重要であり、ベアリングの構造と配置には細心の注意を払う必要があります。ベアリングに過度の負担がかからないようにするために、ステップは通常、長くて可動式になっています。軸と滑車の接続は、タンジェンシャルキーを使用するのが最適です。
技術者の中には、問題の動力伝達に 2 本のロープが必要であると判明した場合、それぞれ 2 つの溝がある滑車を使用し、長距離駆動の中間ステーション用に同じ種類の滑車を作る人もいます。一方、ロープごとに別々の滑車を使用し、両方をクラッチで相互に接続することを推奨する人もいます。
ロープの硬さを容易に克服するには、最小の滑車の直径がロープの直径、または使用される単線の太さに比べて十分に大きくなければなりません。滑車が大きいほど、ロープの寿命は長くなります。
滑車の縁はV字型で、溝の底は蟻継ぎになっており、ロープを載せる木、ゴム、または革製のライニングが取り付けられています。ライニングは摩擦を増加させ、滑走による損失を軽減します。[146ページ] ロープの裏地には革が最適で、約 3 年持ちます。油をたっぷり含ませた古いベルト用の革、または魚油で煮た新しい革を使用できます。革は溝の蟻継ぎ部分と同じサイズに切断され、溝に配置されて一緒にプレスされます。プレスは木片を使用して行われます。溝に残っている最後の小さなスペースには、柔らかいゴムが詰められます。裏地をゴムで構成する必要がある場合は、ゴムを柔らかくして溝に打ち込みます。木製の裏地の場合は、必要なサイズの薄いブロックをリムの底に設けられた穴から溝に配置します。このスロットはプレートで閉じられ、すべてのブロックが挿入された後、ネジでリムの底に固定されます。裏地は完全に真っ直ぐに加工する必要があるため、滑車が旋盤内にある間に充填が行われます。
直径3フィートまでの滑車は鋳鉄製のアームで作られていますが、それより大きな滑車には、縁とボスが鋳込まれた丸鉄製の錬鉄製のアームが使用されています。直径8フィート6インチ未満の滑車は、他の理由で半分に分割する必要がない限り、一体型で作られています。
ガイドプーリーは、特に地上からの高さが十分でない場合に、長いロープに使用されます。ガイドプーリーは主プーリーと同じ構造で、駆動ロープ用のガイドプーリーも同じ直径で作られています。従動ロープ用のガイドプーリーの直径は、主プーリーより20~25%小さくすることができます。
焼鈍処理されていないワイヤの平方あたりの破断強度[147ページ] 断面積1インチあたりの厚さと品質に応じて、鉄線は70,000ポンドから110,000ポンド、鋼線は110,000ポンドから130,000ポンドの範囲で、それぞれ0.5~1.5mmの線径が用いられます。細い線の場合は、太い線よりも高い値が適用されます。
電力伝達用ロープに使用される素線の直径は0.02インチから0.1インチですが、剛性の観点から、このサイズを超える素線は使用しないでください。より細い素線を多く使用したロープは、同じ面積でより太い素線を少なく使用したロープよりも強度が高く、より柔軟で長持ちします。
転写者のメモ:
句読点は元の出版物と同じまま残されています。
古風で可変的な綴りが保存されています。
ハイフネーションと複合語のバリエーションは保存されています。
明らかなタイプミスは黙って修正されました。
*** プロジェクト グーテンベルク 電子書籍 シャフト、プーリー、ベルト、ロープ伝達の終了 ***
《完》