ボーリングとボウリング
ボーリングとボウリング、Webで検索すると、あいまい検索のお陰なのか同じように抽出されます。また、国語辞典でも同音異義語のように扱われているものもありました。
本来の意味は全く異なり、
ボーリング(boring)・・・穴をあけること、穴あけ作業、試掘などといった意味。
ボウリング(bowling)・・・球転がし、直径約20センチの球を転がして・・・得点を競う屋内競技。
というように説明されています。
ボーリングとボウリング、Webで検索すると、あいまい検索のお陰なのか同じように抽出されます。また、国語辞典でも同音異義語のように扱われているものもありました。
本来の意味は全く異なり、
ボーリング(boring)・・・穴をあけること、穴あけ作業、試掘などといった意味。
ボウリング(bowling)・・・球転がし、直径約20センチの球を転がして・・・得点を競う屋内競技。
というように説明されています。
泥水とは
“泥水“を辞書で調べると、泥まじって濁った水。どろみず、ボーリング作業に使う、比重の大きい鉱物の微粒子を調合した水。掘管内を通して圧入し、掘りくずとともに地表に回収する。とあります。その泥水にも、水をベースとしたものと、油をベースとしたものと2種類ありますが、一般的には水+ベントナイトを基本として必要に応じて各種の調整剤を加え、泥水の性質を安定させて使用しています。
【ベントナイトとは・・・モンモリロナイトを主成分とする粘土であり、水に対して極めて親和性が強く水を吸収して容積を増す性質をもっている。】
泥水の役割
ボーリングは循環水を送って掘削します。循環水を送る目的は、スライムの除去、ビット刃先の冷却、ロッドの回転抵抗の減少などがありますが、更に循環水に特殊な性能を与えて掘進能率を上げるために泥水を使用します。
泥水使用の目的
1.掘り屑の排除
地層を掘り進んでいくためには、その空間を確保するため掘ったあとの屑(スライム)を排除する必要があります。その掘り屑の運搬を担います。
2.コアビットの冷却・パイプ同士の潤滑性の維持
先端のコアビットは、その硬い刃で絶えず地層を砕き掘り進みます。したがってその摩擦により熱が発生します。また、ケーシング(孔壁の崩壊 を防ぐための鉄パイプ)とボーリングロッドとの間で接触が起こり、パイプが摩耗する可能性があります。このため、常に泥水を循環させることによってコアビットを冷却し、粘土分の潤滑性を利用してパイプの摩耗を防ぎます。
3.孔内の圧力バランスの維持
孔内に様々な地層流体が進入するのは、孔内の泥水の圧力が周囲の地層の流体の圧力に比べて小さくなりバランスが崩れるためです。加重材を添加することにより泥水の比重を調整し孔内の泥水の圧力を高めてあげます。高すぎると逆に地層内に泥水が流れていってしまいます。したがって、バランスを微妙にコントロールしなければなりません。
4.孔壁の崩壊防止
通常保護されていない孔壁は次第に崩壊してしまいます。ベントナイトなどの粘土分で孔壁をコーティング(泥壁の形成)することにより大きな崩壊を防止することが出来ます。 逆に泥壁が厚すぎるとボーリングロッドが張り付いてしまい掘削が不可能となってしまうため、いかに薄く強靱な不浸透性の泥壁を形成できるかが鍵となります。
5.掘り屑の沈殿の防止
ボーリングロッドを繋ぎ足す場合など、一時的に泥水循環を停止させることがあります。この時、地上に戻る途中の泥水中の掘り屑が沈降してしまうと孔壁の崩壊と同様にボーリングロッドが埋まってしまいます。泥水の粘性を高めることによりその落下を最小限に食い止めます。
6.泥水検層
現在掘削しているコアビットの先端、地底地層がどうなっているか、その状態を伺い知ることは容易なことではありません。その貴重な情報源として地上に戻ってきた泥水を分析する方法があります。泥水には現在掘り進んでいる地層の成分が溶け込んでおり、その成分を分析することによって地層のおおよその様子が分かります。また、地上まで回収された掘り屑からも直接データが得られます。
泥水使用上の注意事項及び管理方法
泥水の使用には、各種試験の実施とその判断による泥水管理が必要で、これを怠ると泥水性質が悪化して孔内事故が起る可能性があります。
1.泥水の濃度及び粘性
土質ボーリングでは、砂層、礫層の保護、またロッド径と掘進孔径との差が大きいため、シングルコアチューブを使用します。その理由により、やや粘性の高い泥水を使用するとされています。また、岩盤ボーリングでは、ダイアモンドビット、ダブルコアチューブを使用します。その理由により、できるだけ粘性が低く泥壁形成性の良い泥水を使用すると言われています。浅掘りボーリングでは、経験による泥水判断(指先によるなど)も行なわれるが、色の変化により、定期的に全泥水を交換する方法もあります。
2.泥水使用中のセメンティング
セメンティングは、崩壊防止、逸水及び湧水の防止などの為に実施されるが、泥水中にセメントを使用すれば、セメントの強度は極端に低下します。また、泥水にセメントが混じった場合は、泥水汚染、効率低下など孔内状況を悪化させるので、泥水使用中のセメンティングは控えた方が良いと言われています。
3.逸水防止剤
掘削中逸水層に当ると逸水が発生します。この際、そのまま逸水掘りを続けることもありますが、逸水を止めなければ掘削出来ない場合があります。特に泥水使用の場合は、作泥が間に合わなくなるほど大量の泥水を必要とし、逸水を止めなければ掘進を続けられない状態にまでなります。このため、状況に応じて使用する逸水防止剤が作られており、循環しながら孔内泥水全体に加える方法と、3~4種類の防止剤を多量に加えた泥水を逸水層部分に部分注入する2つの方法があります。
さまざまな薬品を加えた泥水は、地中にも存在していた物質も含み地上に上がってきます。それらの中には有害なものがある可能性があるため、掘削終了後は産業廃棄物として責任を持って処理する必要があります。(各種建設現場の施工に伴い発生する泥水は、「建設汚泥」として産業廃棄物に位置づけられている。)
先日来社されたお客様からのお話
「お宅の○○(商品名です)あんなのダメだよ~、全然使えない。」
そのお客様から事情を伺うと、色々見えてきました。
製品自身の問題はもちろん、想定外の使用方法によるものなどなど
新製品開発時には、ユーザー評価を重ね問題点をつぶしていく、これが不足していたのか、試用して頂くユーザーの幅(業種・業務・年齢・経験など)が狭かったのか、100%満足いく製品に仕上げるまでの道のりはなかなか険しいものであります。
それでも、そのお客様は①当社へ苦言を呈してくれた。②継続ユーザーとして当社製品を購入しに来てくれた。
そんなお客様を裏切らないためにも誠実なモノづくりに取り組んでいきたいと思います。
鋳造とは・・・金属を溶かし鋳型に流し込んで器具をつくること。
鍛造とは・・・加熱して変形しやすくした金属をハンマーでたたいて一定の形に加工すること。
☆金属の成形方法について
金属を成形する方法は大きく分けて二つの方法があります。
一つは鋳造(ちゅうぞう)といって砂や金属で作った型のなかに、溶かした金属を注ぎ込んで必要な形にする加工方法のことを鋳造といい、この方法で作られたものを鋳物といいます。鋳造にはたくさんの方法がありますが複雑な形状でも自由自在に造形できる点が大きな特長です。
もう一つが鍛造(たんぞう)です、金属をハンマーなどでたたいて形を整える方法を鍛造といいます。昔から日本刀や農機具をつくるのにこの方法を用いました。
でも同じように形を作るのになぜ鋳造と鍛造の二つの方法があるのでしょうか、鍛造には鋳造にない形を整えながら製品自体を強くする特長があります。これはちょうどお餅を作るのと同じで、熱いご飯を杵でたたくことで粘り気がでて、おいしいお餅になります。お餅はご飯を握って作ったおにぎりと違って、落としてもバラバラになりません。これと同じように鍛造は金属をたたいているうちに粘り気(靭性)を増し、さらに金属の中にある余分な泡やガスを無くし強い製品を作ることができるのです。
次回は、鋳物と鍛造についてもう少し具体的に書いてみます。
続く
扶桑工業のトップページです。(ボーリングマシン・鉄筋工事の株式会社扶桑工業)
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Odekoでのんびり 次は鋳物の巻!
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鋳物とは
鋳物の歴史について
鋳物の歴史は古く、紀元前4000年ごろメソポタミアで始まったといわれています。銅を溶かして
形に流し込み、いろいろな器物を作ったのが始まりです。鋳物は人間の物づくりの中で最も古いもののひとつといえます。
日本に鋳物作りの技が伝わったのは、紀元前数百年頃といわれています。1世紀に入ると銅鐸、銅鏡、刀剣などが作られるようになり、奈良時代になると、仏像や梵鐘などがつくられました。鋳物作りが広まったのは平安時代なかば以降といわれています。
鋳物が現代工業の形態をとるようになったきっかけは、18世紀にイギリスで起きた産業革命です。工場制工業の発展と共に、鋳物が広く機械文明の中に採用されるようになりました。日本では江戸時代末期になって近代化への動きが活発になり、幕府はオランダから技術を導入しキュポラ(溶鉱炉の一種)を建設しました、これが近代化のさきがけとなりました。
長い歴史の中で、鋳物はいつの時代も重要な役割を担い今日まで受け継がれています。
次回は銑鉄(せんてつ)鋳物について
続く
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Odekoでのんびり 次回は銑鉄鋳物の巻!
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銑鉄鋳物(せんてついもの)とは
(一般に鋳鉄と呼ばれている)
鋳物にも使用する金属材料によっていくつかの種類があります。その中で最も広く使われているのが銑鉄鋳物です。
銑鉄は、鋼など他の鉄素材に比べて、より多くの炭素を含んでいることが特長です。
この炭素が鋳造の重要な鍵をにぎっています。炭素が多いほど溶け易く、溶けるとどんな形にでも鋳込めるため鋳造しやすくなります、また炭素は鉄が固まるとき結晶化して黒鉛になりますが、そのとき膨張して全体の体積の縮みを補うことになります。
次回は銑鉄とは
続く
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Odekoでのんびり 次は銑鉄の巻!
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銑鉄(せんてつ)とは
銑鉄とは高炉や電気炉などで鉄鉱石を還元して取り出した鉄のことです。
炭素を2~7%も含みそのほかクロム、マンガン、リン、ケイ素、イオウなどをふくんでいます。
銑鉄は非常に硬くてもろい性質をしています。無理に曲げようとすれば割れてしまいまた赤く熱すると少し力を加えただけで崩れてしまいます。
銑鉄は炭素を多く含み過ぎているため焼きを入れることはできません、焼きを入れると割れてしまいます。しかし炭素が多いと溶けやすいので圧延や鍛造には使われず製鋼や鋳造の原料として用いられます。
中国では紀元前12世紀頃から銑鉄を生産していたそうです。
次回は鋳鉄の種類へ
続く
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Odekoでのんびり 次は鋳鉄の種類の巻!
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中国では紀元前12世紀頃から銑鉄を生産していたそうです。
鋳鉄の種類 鉄鋳物を材料別に分類すると次のようになります。
1、鉄鋳物
1-1鋳鉄
1-1-1普通鋳鉄
・ネズミ鋳鉄(ズクFC100~FC350)
・白鋳鉄(白銑)
・班鋳鉄
1-1-2高級鋳鉄
・球状黒鉛鋳鉄(ダクタイルFCD350~FCD800)
・ミーハーナイト鋳鉄
・オーステナイト鋳鉄
・高クロム鋳鉄
・高ケイ素鋳鉄
・その他
1-2可鍛鋳鉄
・黒心可鍛鋳鉄(マレーブルFCMB)
・白心可鍛鋳鉄(マレーブルFCMW)
1-3鋳鋼
1-3-1炭素鋼(SC360~480)
1-3-2特殊鋼
・クロムモリブデン鋳鋼(SCCrM1~SCCrM3)
・ニッケル鋳鋼
・ステンレス鋳鋼(SCS1~SCS24)
・その他
鋳鉄の中ではネズミ鋳鉄と球状黒鉛鋳鉄(ダクタイル鋳鉄)です。
当社製品では
ネズミ鋳鉄・・・・・・ポンプのクロスヘッド、メインギヤなど、試錐機のスイベルケース、ドラム、ブラケットなどがあります。
ダクタイル鋳鉄・・・KR-100Hのターンテーブル
マレーブル鋳鉄・・・鋳物配管類
続く
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Odekoでのんびり 次は精密鋳造の巻!
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精密鋳造とは
精密鋳造の種類はロストワックス鋳造法、シェルモード鋳造法、ショウプロセス鋳造法などありますが、今回は代表的なロストワックス鋳造方についてのべます。
ロストワックス鋳造法とは
ロストワックス法とは、まず製造目的物と同じ形状の模型を蝋(ワックス)で精密に作り、その周囲を耐火物で固めます。次に加熱して蝋を流出(ロスト)させたあとの空間に、溶融金属を注入して冷却し鋳物を造る方法で、蝋のかわりにプラスチックなどを使う場合もあります。
この技術は紀元前最初に古代エジプトで開発され、中国を経て日本にも奈良時代に渡来しました。古代のロストワックス法は、天然の蜜蝋をつかうため非常に手間と費用がかかる鋳造法でしたが、近年化学の発達により蜜蝋に近いワックスの開発が進みこの鋳造法が広く普及しました。
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Odekoでのんびり 次はロストワックスの精度の巻!
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ロストワックスの精度とは
精密鋳造といわれているロストワックス法は、どの程度の精度で鋳物ができるかといえば100ミリ以下のもので±0.25~±1.0ミリ、鋳肌の凹凸は35S(あるメーカーの例)で極めて滑らかです。その理由として鋳型が一体で、鋳物の合わせがないためと、型を造る耐火物の素材の粒子が細かいため寸法精度が高くできるのです。
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Odekoでのんびり 次はロストワックスの特長の巻!
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ロストワックスの特長とは
1)完成品とほとんど同じ形状、寸法のワックス模型を使うので、精度の高い素材が得られる。
2)硬度が硬いものや、粘りのあるものなど機械加工が難しい材質でも整形できる。
3)複雑な形状の部品が量産可能。
4)部品を簡単に一体化できるので加工方法の制限を考えることなく自由な設計が可能。
5)ワックスが相手のため金型の磨耗が少なく、半永久的に使える。
当社の製品としては、半自動モンケンに使用するキャッチャーのフックやロッドホルダーの駒(40.5)などがロストワックス法で作られています。
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Odekoでのんびり 次は鍛造の巻!
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古事記や日本書紀によると、4世紀当時応神天皇の要請により百済から鍛人(鍛造技術者)が来朝し韓鍛冶の方法を伝えたとあります。
その後百済から大勢の人が日本に移住し、7世紀前半には韓鍛冶は近江をはじめ諸国に集落をつくり、鍛造の技術はこれらの人々によって広められました。
日本には弥生時代に大陸から技術が伝来し青銅の鋳造品や鉄の鍛造品が現れています。
鉄は打って始めて強くなることは昔から知られており、「かじ鍛冶」または「火造り」といわれていました。
このように叩くと言う事で、固体中の隙間をなくして一つの強い固体にし、また熱いうちであれば容易に形を変えることができるということです。
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Odekoでのんびり次は鍛造の特長之巻!
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鉄筋加工はお任せ!
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1)工作機械による切削工程が省略または節減できる。
2)金属を鍛錬することにより組織が緻密になり、内部欠陥がなく高い強度が得られる。
3)引張強さ、硬さなどの機械的性質のばらつきが少ない。
4)製品形状に沿ったメタルフローが得られ反復曲げに対して強くなる。
次回は鍛造の種類之巻
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Odekoでのんびり次は鍛造の特長之巻!
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鉄筋加工はお任せ!
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(1)鍛造の方法による分類と特長
1)自由鍛造
自由鍛造とは、金属材料を適当な高温に加熱し、上下の金敷きのあいだに入れプレスまたはハンマーを用いて力を加えて行う鍛造加工のことです。大型鍛造品や、多種少量品で金型の使用に適さないものの生産に適用します。
2)型鍛造
型鍛造は、型彫りされた上下一組の金型を鍛造機に取り付け、金型の内側に素材を入れて圧縮加工する方法です。同一形状の製品を多数製造する場合に採用され寸法精度が高く、成形加工を迅速に行うことができる生産性の高い方法です。しかし金型に時間と経費がかかるので、製品を量産する場合に適します。
(2)材料の温度による分類と特長
1) 熱間鍛造
材料を真っ赤に焼いて軟らかくしてから鍛造する方法。
熱して軟らかくしてから鍛造するので、変形抵抗が少なく、複雑形状部品の鍛造ができる。
他の鍛造方法に比べ、最も自由度が高く安価である。
2) 冷間鍛造
材料を全く加熱しないで鍛造する方法。
成形精度が高く、後工程での加工を減らせる。
次回は鍛造の用途之巻
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Odekoでのんびり次は鍛造の用途之巻!
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鉄筋加工はお任せ!
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鍛造品の用途
当社製品で鍛造品は現在使われておりませんが、一般的には自動車部品、ブルドーザ、パワーショベルなど建設機械の部品、航空機、鉄道などの重要保安部品に使われています。
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Odekoでのんびり のじぎく兵庫国体頑張れ!******************************************
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鉄筋加工はお任せ!
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☆作動油の保守管理と交換の目安について
◆作動油の種類について
現在のところ油圧作動油としてのJIS規格は制定されていないが、油圧作動油としての適当な粘度があって、温度が変化しても粘度が変わりにくいことや,低温でも流動性がある、酸化安定性がよい、金属を腐食しない等、諸条件をみたすものとして、石油系潤滑油(JIS K 2213)相当の粘度を持つものが用いられている。油圧作動油は、石油系,合成形,水性形に大分類され、さらに石油系は一般作動油,添加タービン油,特殊作動油の分類される。当社油圧装置に使用している作動油は、この石油系の一般作動油で有りISO粘度グレードで表すと、VG32,VG46の2種類となります。
続く (次回は作動油交換の目安)
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Odekoでのんびり 秋雨じゃ******************************************
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鉄筋加工はお任せ!
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油圧装置の故障原因は、約70%が作動油の選定及び保守管理に起因するものと言われています。
従って作動油の選定及び管理には細心の注意が必要と言えます。この作動油に関する注意を列記してみます。
1.装置運転前に既に混入しているもの。・・・溶接屑,切粉,繊維屑,塵埃
2.運転中に外部より混入するもの。・・・・・水分,塵埃,繊維屑,シール屑
3.摩擦部の摩耗によるもの。・・・・・・・・シール屑,金属摩耗屑
4.その他・・・・・・・・・・・・・・・・・系統内空気の冷却によって生ずる凝縮水,塗料片等
上記中、特に水分及び塵埃が一番問題となりますので、サクションフィルタをまめに洗浄して油圧作動油から取り除いてください。
又、水分については油中に200~300ppm程度混入すると作動油が曇り始め、油量によって1000ppm(0.1%)位から乳化状となります。
従って、少なくとも0.2%を超えたら作動油の交換又は、脱水処理行う必要があります。
※ppm(parts per million; 百万分率 1/1,000,000)
例えば、1リットル中に2ccの水分が混入したら0.2%になるわけですから、オイル交換や継ぎ足しなどの際には十分注意してあげる必要があるんですね。
続く (次回は作動油交換の目安・・・劣化)
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Odekoでのんびり 秋晴れじゃ******************************************
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鉄筋加工はお任せ!
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油圧装置の故障原因は、約70%が作動油の選定及び保守管理に起因するものと言われています。
従って作動油の選定及び管理には細心の注意が必要と言えます。
続く (次回は作動油交換の目安・・・泡)
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Odekoでのんびり 今日は法務局へ******************************************
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鉄筋加工はお任せ!
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保守点検としては油中へ気泡の混入を出来る限り少なくするようにして下さい。
1、サクション(吸入)側からの空気の吸い込み
2、グリース等の起泡性の良い界面活性物質を含んだ油種の混入
3、潤滑油自体の劣化による起泡性物質の発生
4、負圧現象による,作動油中の溶解空気の分離
5、高速回転している軸受や歯車での空気まき込み
6、タンク油面の低下,タンク構造の欠陥
1、潤滑性低下による損傷の発生
2、キャビテーションの発生(キャビテーションとは、液体の流れ中での圧力が飽和蒸気圧より低くなったときに、液体が蒸発したり溶存気体の遊離で気体が生じたりし、気泡が生じる現象である。)
3、油圧効率の低下
4、油の圧縮性増大に伴う作動不良
5、騒音の発生
6、潤滑油の劣化の促進
7、冷却能力の低下
異油種(特にグリース等),異物の混入防止
タンク油面の点検,油の補給
劣化した潤滑油の交換
などが考えられます。
続く (次回は作動油交換の目安・・・油もれ)
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Odekoでのんびり 明日は休み♪
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鉄筋加工はお任せ!
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油漏れには、シール類の不良及び取付け部の緩み等が考えられます。
シール不良の原因としては、長期間使用して替え油を怠ったために油中に堆積した異物によるシール部の摩耗が促進され、漏れ油が多くなることが多いので、作動油の清浄度点検は、油圧装置の保守管理上重要な事項です。
以上の事柄に注意しながら日常の保守点検を必ず行うことで油圧装置の寿命を延ばすことが出来ます。
●一般作動油の使用限界
一般作動油には新油の状態で水分が50~80ppm(0.005~0.008%)含まれているが、アクチュエータからのまき込みやエアーブリーザからの空気中の水分混入などで含有率が高くなってくる。
水分は油圧機器の内壁に錆を発生させたり、潤滑不良、作動油の劣化促進の原因となったりする。
作動油中の水分測定はカールフィッシャ法によって10ppmの感度で測定する。(カールフィッシャ法;試薬が水と定量的に反応することを利用した測定方法)作動油中のごみや水分混入は装置によって異なり表1及び表2が目安となります。
表1.汚染粒子の混入限界
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望ましい作動油の汚染管理レベル
使用条件 計数法(NAS級) ISOコード 質量法(参考)
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サーボ弁を用いた装置 7 16/13 ―
ピストンポンプ、モータを用いた装置 10 19/16 NAS107
比例電磁式制御弁を用いた装置 11 20/17 NAS108
圧力21MPa{214kgf/cm2}以上の装置 10 19/16 NAS107
圧力14~21MPa{143~214kgf/cm2}以上の装置 11 20/17 NAS108
一般低圧用油圧装置 12 21/18 MIL E
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表2.一般作動油中の水分混入限界 1ppm=1/1000000
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装置の条件 / 使用限界
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作動油が水分により白濁したもの / ただちに交換
装置内の作動油が循環して油タンクにもどる回路で、
長時間運転を停止しておくことの無いような装置 / 1000ppm
配管系の長い装置などで回路内の作動油が完全に
循環しないような装置 / 500ppm
長時間運転を停止しておく装置(安全装置)または
回路内の作動油がほとんど移動しないような装置
および精密制御装置 / 300ppm
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続く (次回は未定・・・)
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Odekoでのんびり のんびり♪
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鉄筋加工はこちら!
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トップヘッドドライブドリル(KTシリーズ)
KT200W-T トラックマウントが久しぶりに帰ってきました。
お客様から修理の依頼がありましたので、工場にてお預かりしてメンテナンスに入りました。
やっぱり機械も人間と同様に定期的なチェック(検査)が必要なんですね。
オイラの車は年明けに車検です・・・。ふぅ。
今回は当社で多く使われている超硬合金(メタルチップ)についてのお話。
◎超硬合金ってなあに?
切削、耐磨耗、耐衝撃工具などに用いられる高硬度、高強度合金のことです。
その硬さはダイヤモンドに次ぐといわれ、金属の中では一番硬い合金ということで、単に超硬とも呼ばれています。
◎超硬合金って何から出来ているの?
一般的には、炭化タングステン(WC)を主体とし(75~90%)結合材であるコバルト(4~15%)を混合して焼き固めたものです。
用途によってニッケルや炭化タンタル炭化チタン炭化バナジュウムを数%添加することがあります。
◎焼き固めるって具体的にどうすること?
原材料の粉末を良く混ぜ合わせる→乾燥させる→型に入れてプレス成形をする→炉の中で仮焼結をする→製品形状に加工する→本焼結をする(真空焼結炉で1300~1500℃)
こうして出来た製品は焼結前の寸法から数%縮小します、そこで製品の用途によってはさらに研磨や放電加工などによって最終製品形状に仕上げます。
材料の粉末粒度や添加材料の割合などの調整で超硬の中でもいろいろな材種を造ることが出来ます。
次回は超硬合金の特徴などなどについて
Odekoでのんびりあらっ・・・もう2月、受験生がんばれ!の季節なのね
硬度が高い、強度が高い、耐摩耗性耐腐食性に優れている、熱に強い(タングステン単体の融点は3380℃ 炭化タングステンの融点は2900℃)、重い、タングステン単体の比重は19.3 超硬合金になった比重は13.0~15.0(鉄の比重は7.85)
*超硬合金の硬さ
超硬合金の硬さは、ロックウェル硬度計という計測器で測ります。この硬度計は当社に も設置してあり、材料や製品の硬さを測定しています。
ロックウェル硬度計には多くのスケール(15種)があり測定物の基本硬さの違いにより使い分けます。
当社で主に使われるスケールは次の3種類です。
ロックウェルAスケール:超硬合金のように非常に硬いものの測定に用いる。
表記方法は HRA□□
ロックウェルBスケール:非鉄金属または鋼の軟らかい材料に用いる。
表記方法は HRB□□
ロックウェルCスケール:一般に鉄鋼に対して用いる。(軟らかい材料はBスケールを用いる)
表記方法は HRC□□
超硬合金の硬さは一般にHRA85~93位でそれぞれの使用目的により使い分けられます。
当社のメタルクラウンに用いる超硬チップの硬さは、
KG05 KG1 KG2 KG3 の順
パーカッションビットに使われている超硬チップの硬さはHRA86~88位です。
このように超硬の世界では、硬度が1異なると別な材質になるほどシビアなものです。
参考までに鉄の合金鋼を焼入れした場合の硬度HRC63は鉄鋼では最高値に近い硬さですが、これをAスケールに換算するとHRA82.8となります。超硬合金がいかに硬いかがわかると思います。
鋼の硬さ試験にはロックウェルのほかにもビッカース硬度、ブリネル硬度、ショアー硬度などがあり目的に応じて使い分けます。硬さの換算表もあるのでどの硬度計を使っても互いに換算することができます。
次回は超硬合金の強度です。
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Odekoでのんびりロックウェルといえばノーマン・ロックウェル?
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これはモース硬度と呼ばれドイツの鉱山学者モースが考案したもので、鉱物の相対的な硬さを分類するために使われ、一般的鉱物10種を選び相互に引っかき傷つけられるかどうかの順番で並べたものです。
番号間の硬さの差は等しい訳ではありません。ちなみにモース硬度と鉱石名の関係は次のようです。
| モース硬度 | 鉱物名 | モース硬度 | 鉱物名 |
| 10.0 | ダイヤモンド | 5.5 | オパール |
| 9.0 | ルビー、サファイヤ | 5.5 | 黒曜石、燐灰石 |
| 8.5 | キャッツアイ、アレキサンドライト | 4.0 | マラカイト、蛍石 |
| 8.0 | トパーズ、スピネル | 3.5 | 珊瑚、真珠 |
| 7.5 | エメラルド、ガーネット、アクアマリン | 3.0 | 大理石、方解石 |
| 7.0 | 水晶、トルマリン、翡翠 | 2.0 | 石膏、海泡石 |
| 6.5 | ペリドット、ヘマタイト | 1.0 | 滑石 |
| 6.0 | トルコ石、ラピスラズリ |
硬さの順番は上記のとおりですが、実質的な硬さは分かりません
そこでこれを数値で示したのがアメリカのヌープ博士が考案したヌープ硬度(微小硬度計)と呼ばれ、ダイヤモンドの先端で、結晶の表面に傷をつけたときの圧痕で硬度を測定したものです。
モース硬度に比べ科学的なので脆性材料の硬さ試験に適しています。ヌープ硬度計でダイヤモンドとルビー、サファイヤを測ってみると
| ダイヤモンド | 5500~8500 |
| ルビー、サファイヤ | 1660~2000 |
ダイヤモンドはルビー、サファイヤの4倍強の硬さということになります。
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Odekoでのんびりのんびりぃ
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鉄鋼の場合は材料強度を表す目安として引張強度を表示します。これはアムスラー万能試験機と呼ばれる機械を使ってJISで定められた試験片を引張り、破断したときの荷重値を試験片の断面積で割って得られた値がその材料の引張強さです。鉄鋼の場合はJIS規格で各種材料の最低引張強さが決められており、鉄鋼メーカーはその値をクリアーする材料を提供しています。
それでは超硬合金の場合は何で強度を表すのでしょうか、既に述べたように超硬は非常に硬いが反面もろい材料です。このような材料の強さを表すのに「抗折力」という力を測定します、意味は字のとおりで折れるのに抵抗する力のことです。JISに定められた試験方法で、試験片は長さ24mm巾8mm厚さ4mmのものを使い図のように2点支持でその中央に荷重をかけ破断したときの荷重値を求めます。
この破断荷重を定められた計算式に入れ算出した値が抗折力として表します。この値が大きい ほど折れにくい、欠けにくいことになります。
当社の使用しているメタルクラウン用超硬チップの抗折力は硬→軟順に
KG05 → KG1 → KG2 → KG3
の順になります。
こんなに硬くて強い超硬合金はどんな所に使われているのでしょうか。
| 切削工具 | 鋼を切削する刃物やドリルなど |
| 耐磨耗、耐衝撃用工具 | プレスや絞り用の金型、ダイスなど |
| 鉱山工具用 | メタルクラウン、ロックビット、シールドマシン刃先、土木用ビットなど |
| 木工用 | メタルソー、鋸歯用チップなど |
そのほかまだまだ多くの用途があります。
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Odekoでのんびり今年の冬は・・・
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◎
材料に衝撃的な荷重を加えて、破壊するのに要したエネルギー値で表され、耐衝撃性や靭性の指標として使われます。
*シャルピー衝撃試験
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Odekoでのんびり梅は咲いたか桜は・・・
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ボーリングに使われる送水ポンプ
[1]ボーリングポンプの役目
ポンプで送られる圧送水は、ボーリングロッドの中を通って孔底に送られます。この圧送水は三つの大きな役目を持っています。
(1)刃先の冷却
ビットで岩石を切削した時に発生する熱を冷却する目的を持っています。刃先を冷却することと刃先近辺の切粉を水で排除することで、切れ味を維持し寿命を延ばすことが出来ます。 工作機械で鉄を削るときに、切削油を刃先にかけるのと同じ目的です。
(2)切粉の排除
ビットで切削すると切粉(スライム)がでます、スライムがビットの近辺に溜ってしまうと切れ味が悪くなるばかりでなく、回転抵抗が増え掘削に悪影響を与えます。従って発生した切粉は速やかに孔外に排除しなくてはなりません、そこでポンプで送られた圧送水がこのスライムを外に排除する役目を持っています。掘削口径や使用するツールによって適正な水量を送ることでスライムを排除することは非常に大切なことなのです。
(3)孔壁の保護
安定した岩盤を掘削するときは、清水を用いることもありますが、変化にとんだ地層や軟弱な地層をボーリングするときは泥水を用いることが多いのです。泥水といってもいろいろな種類があって、水にベントナイトを5~8%(重量比)、調泥剤CMCほか0.05~0.5%ほど加えたベントナイト泥水が一般的で、清水に比べ比重が1.05~1.10位あります。この泥水は孔壁に薄くて強靭な不浸透性の壁を作って孔壁の崩壊を防止したり、逸水、湧水を遮断する役目を持っています。
このようにボーリングに使用するポンプは、非常に重要な役目を持っています。深堀の石油や天然 ガス掘削現場では、専門の泥水管理人がいて常に泥水の比重、粘性、スライム粒子などをチェックし 最良の泥水コンデイションを維持する努力をしています。そういう意味ではポンプの性能がボーリン を左右すると言っても良いでしょう、残念ながら我々地質調査の世界ではこれほどまでポンプを重要 視してないようですが、ボーリングには無くてはならないものです。
[2]ボーリングポンプの種類と作動原理、特長
ボーリングポンプを分類してみると次のようになります。
|
機 構 |
ポンプ形式 |
圧力 |
ボーリングの用途 |
当社型式 |
|
往復動形
|
ピストンポンプ |
高圧 |
ボーリング用 グラウト用 |
V5-P |
|
プランジャポンプ
|
高圧 |
ボーリング用 薬液グラウト用 超高圧グラウト用 |
V6シリーズ AP-4 なし | |
|
回転形 |
渦巻きポンプ |
低圧 |
大口径リバースサーキュレーション |
なし |
2.ポンプ形式別作動原理
(1)ピストンポンプ(図1参照)
原動機から伝達された動力は、Vプーリを介しピニオンギア-メインギアを回転させます。
コネクティングロッドと呼ばれる連結棒の片端はメインギアに偏芯して取り付けてあり、他端はクロスヘッドと呼ばれる部品に連結されています。メインギアが一回転するとクロスヘッドは一往復し、その片道行程量はクランクギアの偏芯量の二倍となります。クロスヘッドにはピストンロッドがつながりその先端にはピストンが付いています。ピストンの外周にはピストンライナ(シリンダライナ)と呼ばれる筒型の部品がありバルブボックスに固定されており、ピストンとピストンライナはぴったりと接していて水は漏れません。ピストンを境にして左室と右室は独立した部屋になっています、左右の部屋には吸入側バルブ(サクションバルブ)と吐出側バルブ(デリバリーバルブ)が組み込まれています。クランクギアが矢印の方向に回転するとピストンは左方向に移動します、このとき左室に入っていた流体は吐出側バルブを押し上げ吐出口へ流れます。右室はピストンの動きで負圧状態になるため吸入側バルブが開き、流体が右室に吸い込まれます。クランクギアがさらに回転するとピストンは右方向の動きに変わり、右室に吸い込まれた流体を吐出側バルブから吐出口へと流し同時に左室には吸入バルブが開いて流体が流れ込みます。
クランクギアが一回転すると左右の部屋の流体がそれぞれ吸入と吐出を行い一往復で交互に二回の吸入、吐出をしたことになります。この作動の繰返しでポンプから流体が連続して吐出されます。このような構造を複動ポンプといい、シリンダを横に二列並べたものを複動二連ポンプ、三列並べたものを複動三連ポンプといいます。当社V5-Pは複動単筒ポンプといいます。
ピストンポンプの
<長所>
1)ピストン径を大きく出来大容量化ができる。
2)ピストン径、シリンダ径を変えることで吐出量の変更が容易である。
<短所>
1)プランジャポンプと比較して構成部品が多い。
2)泥水使用の場合パッキンや、ピストン、シリンダライナなどの損耗品が多い。
などがあげられる。
続く・・・(プランジャポンプについて)
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鉄筋加工のこと
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(2)プランジャポンプ (図2参照)
原動機から伝達された動力がVプーリを介し、クロスヘッドが往復するまでの伝達経路はピストンポンプと全く一緒です。
クロスヘッドに接続されたプランジャは、コネクティングロッドの動きに伴い往復運動をします。シリンダ室内のプランジャが左右に移動するとシリンダ室の容積が変化します。いま図のようにプランジャが左方向に移動すると、シリンダ室内の容積はプランジャが移動した分少なくなります、しかしシリンダ室を満たしていた流体の量は変わらないのでこの分が吐出バルブを押し上げ吐出口へと排出されます。
注射器を思い浮かべてください。注射器の外側がシリンダ、中の棒がプランジャです。プランジャを引っ張ると注射器の中に薬が吸い込まれます、プランジャを押すと薬は注射器の先から押し出されます。まさに注射器は手動プランジャポンプなのです。
ピストンポンプとの大きな違いはピストンが一往復すると左室、右室で押し工程、引き工程共に吐出を行っていましたが、プランジャポンプはシリンダ室が一つのため一往復で押し工程時に吐出し、引き工程時に吸入します。このような構造を単動ポンプといいます。プランジャを二列並べたものを単動二連プランジャポンプ、三列並べたものを単動三連プランジャポンプと呼んでいます。
プランジャポンプの
<長所>
1)構成部品が少なく、消耗部品も少ない。
2)高圧化が出来る
<短所>
1)単動のため吐出時の脈動が激しいため二連以上の連数のものが使用され、脈動の減少を行っています。一般には単動三連ポンプが多く使用されています。
続く・・・渦巻きポンプ(@_@;)
ものづくり製品開発等支援補助金
採択後に再度本申請?を行いましたが、10月に入っても未だに交付決定の通知が届きません。
今年度中と期限が限られた支援であり、交付決定前の発注については補助対象から除外されるということで…現場サイドではヤキモキしています。
当初の予定では9月スタートですから、丸々1ケ月がなにも出来ずにすぎました。
これから、年末年始にかけてモチベーションが低下しがちですが、社運を掛けたプロジェクト(大げさですが)という気持ちで、休日返上するぐらいの勢いで取り組んでいくことになります。
とはいえ、独りよがりの製品が出来ても意味が無いので、補助金は無かったものとしてじっくり腰を据えて開発する、その基本姿勢は貫かないといけませんね。