JP3524683B2 - Coupling shrink fit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービン、ガ
スタービン、コンプレッサー、ポンプなどのロータに適
用されるカップリングの焼きばめ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の蒸気タービンなどのロータのカッ
プリングの焼きばめ方法について、図３を用いて説明す
る。
【０００３】図３に示す従来の焼きばめ方法において
は、この方法によりカップリング３ａが焼きばめされる
軸１ａには鍔部２が設けられていることが多く、この場
合、まずカップリング３ａを加熱し、その状態で鍔部２
までカップリング３ａのハブ部４を押しつけた後、自然
冷却する。
【０００４】このハブ部４は、フランジ部５に比べて熱
容量が小さいため、自然冷却すると先に温度が下がり、
カップリング３ａは、先ずハブ部４の反フランジ端で軸
１ａに抱きつく。
【０００５】その後、ハブ部４の反フランジ端からフラ
ンジ側へと温度が下がっていき、その順にカップリング
３ａが軸１ａに抱きついていく。最後に、フランジ部５
のところでカップリング３ａが軸１ａに抱きつく。
【０００６】この構造のカップリング３ａにおいては、
上記のようにカップリング焼きばめ作業は自然の摂理に
合致して無理なく行われるが、機械の運転時にカップリ
ング３ａが軸方向に抜けるおそれがあった。
【０００７】この対策として、図４に示すようなカップ
リング３ｂが発明された。このカップリング３ｂには、
軸１ｂの端部には位置決め用の段６と円周溝７が設けら
れ、カップリング３ｂには位置決め用の段８が設けられ
ている。
【０００８】このカップリング３ｂの場合、カップリン
グ３ｂを軸１ｂに嵌合させ、段６，８により位置決めし
た後、円周溝７に３分割したスプリットリング９をはめ
込み、スプリットリング９の外周に止め輪１０を焼きば
めすることによりカップリング３ｂの軸１ｂからの抜け
落ちを防止している。
【０００９】なお、スプリットリング９と止め輪１０に
は段１１，１２が設けられており、これによりスプリッ
トリング９と止め輪１０は固定される。また、カップリ
ング３ｂは段６と段８で位置決めされるため、上記カッ
プリング３ａの場合に設けられていた鍔部２は設けな
い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の図４に示す構造
のカップリングにおいては、焼きばめ時に下記のような
課題があった。
【００１１】カップリング３ｂを加熱して位置決め用の
段６に段８を押しつけた状態で自然冷却すると、先ず、
ハブ部４の反フランジ端からカップリング３ｂが軸１ｂ
に抱きついていき、順次フランジ側へ抱きつきが進もう
とするが、カップリング３ｂの温度降下に従って、ハブ
部４の軸方向の長さが熱膨張分だけ短くなっていく。
【００１２】一方、フランジ側では段６と段８によって
位置決めされているために、軸方向に移動することがで
きない。従って、せっかく軸１ｂに抱きついた反フラン
ジ端のハブ部４は、抱きついたままフランジ側に軸１ｂ
の上を滑ることになる。
【００１３】このときには、円周上に滑り量の不均一が
生じやすく、この不均一が残ったまま冷却が完了する
と、カップリング３ｂのフランジ部５に面ぶれが生じる
（本来フランジ部５の軸端面は平面であるべきである
が、これが円周上軸方向に出入りする。これを面ぶれと
呼ぶ。）。
【００１４】カップリング３ｂの焼きばめ後、機械加工
によってフランジ部５の軸端面を面ぶれがないように仕
上げるが、カップリング３ｂ自体は円周上不均一に軸１
ｂに抱きついているため、ロータの過速度試験時や過渡
的に過大なトルクが加わったときにカップリング３ｂが
軸１ｂに対して相対的に動き、より円周上均一な抱きつ
き状態になろうとすることがある。
【００１５】これをカップリングの座り直しと呼ぶが、
この座り直しによって、カップリング３ｂのフランジ部
５の軸端面には面ぶれが生じることになる（焼きばめに
よって生じた面ぶれを機械加工によって削正して見かけ
の面ぶれがない状態にしているが、この状態からさらに
カップリング３ｂが座り直しによって動くため、面ぶれ
が生じる。）。
【００１６】この面ぶれが生じると、カップリングによ
って結合される双方のロータに、カップリングから曲げ
モーメントが加えられることになるため、ロータが曲が
り、軸振動に変化を与え、場合によっては運転に支障が
生じることがある。本発明は上記の課題を解決しようと
するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るカップリングの焼きばめ方法においては、ハブ部と
フランジ部を有し軸の端部に焼きばめされるカップリン
グを加熱し、次に、軸端からハブ部の反フランジ端まで
の長さが常温におけるカップリングの長さと等しくなる
位置に取り付けられた鍔にハブ部の反フランジ端が当た
るまでカップリングを軸の端部にはめ込んだ後、軸を回
転させながらハブ部の反フランジ端を強制冷却し、円周
上の滑り量を均一にしてカップリングの座り直しによる
面ぶれを防止することを特徴としている。
【００１８】上記において、加熱され、軸にはめ込まれ
たカップリングは、ハブ部の反フランジ端が強制冷却さ
れるため、先ず、ハブ部の反フランジ端が冷却されて軸
に抱きつき、順次フランジ側が冷却されて軸に抱きつい
ていく。
【００１９】また、このときに冷却されることにより生
じる加熱されたカップリングの長手方向の収縮は、フラ
ンジ側がハブ部の反フランジ端へ向かう方向で行われ、
カップリングが常温となったときにフランジ面と軸端面
が一致する。
【００２０】そのため、カップリングが軸に抱きつくと
きに、ハブ部が軸方向に滑ることがなく、また、軸を回
転させながら冷却がなされるため、カップリングの軸へ
の抱きつきは周方向に均一に行われ、従来の方法の場合
に生じていた面ぶれの防止が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係るカッ
プリングの焼きばめ方法について、図１及び図２により
説明する。
【００２２】図１及び図２に示す本実施形態に係るカッ
プリングの焼きばめ方法においては、予め、カップリン
グ３が嵌合される軸１の端部の外周に段６と円周溝７が
設けられ、カップリング３のフランジ側の端部の内周に
段８が設けられている。
【００２３】上記カップリング３の焼きばめに当って
は、まず、軸１に仮設の鍔１３を取り付ける。鍔１３の
取り付け場所は、仮に常温の状態でカップリング３の段
８が軸１の段６に押しつけられた場合に、ハブ部４の反
フランジ端がちょうど当たるところとする。すなわち、
図２に示す寸法Ｌ１が寸法Ｌ２と等しくなるようにす
る。
【００２４】次に、カップリング３を加熱して、軸１に
取り付けた仮設の鍔１３にカップリング３のハブ部４の
反フランジ端が当たるところまではめ込む。この後、軸
１を図示しない回転装置によって回転させながら、ハブ
部４の反フランジ端に空気を吹き付けて強制冷却する。
【００２５】強制冷却完了後は、従来の方法の場合と同
様、軸１に設けられた円周溝７に３分割されたスプリッ
トリング９をはめ込み、その外周に止め輪１０を焼きば
めして、軸１へのカップリング３の焼きばめを完了す
る。
【００２６】上記においては、カップリング３のハブ部
４の反フランジ端を空気によって強制冷却するため、先
ず、カップリング３のこの部分が軸１に抱きつく。次
に、熱容量と強制冷却の関係で、ハブ部４の反フランジ
端から順次フランジ側へカップリング３の温度が低下し
ていくため、カップリング３はこれと同じ順序で軸１に
抱きついていく。
【００２７】温度低下によってハブ部４の軸方向の長さ
が熱膨張の分だけ短くなってくるが、鍔１３が仮設して
あるため、カップリング３の段８はカップリング３が完
全に冷却されて常温となるまで軸１の段６と当たること
はない。
【００２８】従って、カップリング３が軸１に抱きつい
ていくときに、ハブ部４が軸方向に滑ることはない。ま
た、軸１を回転させながら冷却するため、カップリング
３の冷却と軸１への抱きつきが周方向で均一に行われ
る。
【００２９】
【発明の効果】本発明のカップリングの焼きばめ方法に
おいては、カップリングを加熱した後、軸端からハブ部
の反フランジ端までの長さが常温でのカップリングの長
さと等しくなる位置に取り付けられた鍔にハブ部の反フ
ランジ端が当たるまでカップリングを軸の端部にはめ込
み、次に、軸を回転させながらハブ部の反フランジ端を
強制冷却し、円周上の滑り量を均一にしてカップリング
の座り直しによる面ぶれを防止するものとしたことによ
って、カップリングの焼きばめによる面ぶれは実用上許
容できる範囲内に収まり、機械の実運転時にカップリン
グが座り直しをして軸振動に影響を与えることがなくな
るため、この方法によりカップリングが焼きばめされた
機械の信頼性の向上が可能となる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shrink-fitting method for a coupling applied to a rotor of a steam turbine, a gas turbine, a compressor, a pump, or the like. 2. Description of the Related Art A conventional shrink fitting method for a rotor coupling of a steam turbine or the like will be described with reference to FIG. In the conventional shrink-fitting method shown in FIG. 3, a flange 2 is often provided on a shaft 1a on which a coupling 3a is shrink-fitted by this method. 3a is heated.
After the hub portion 4 of the coupling 3a is pressed down until it cools naturally. [0004] Since the heat capacity of the hub portion 4 is smaller than that of the flange portion 5, the temperature of the hub portion 4 drops when it is cooled naturally.
The coupling 3a is firstly held on the shaft 1a at the opposite end of the flange of the hub portion 4. After that, the temperature decreases from the end of the hub portion 4 opposite the flange to the flange side, and the coupling 3a is held on the shaft 1a in this order. Finally, the flange 5
At this point, the coupling 3a clings to the shaft 1a. In the coupling 3a having this structure,
As described above, the coupling shrink-fitting operation is performed without difficulty in accordance with the natural providence, but there is a possibility that the coupling 3a may come off in the axial direction during operation of the machine. As a countermeasure, a coupling 3b as shown in FIG. 4 has been invented. In this coupling 3b,
A positioning step 6 and a circumferential groove 7 are provided at an end of the shaft 1b, and a positioning step 8 is provided in the coupling 3b. In the case of this coupling 3b, the coupling 3b is fitted to the shaft 1b, positioned by steps 6 and 8, and then a three-divided split ring 9 is fitted into the circumferential groove 7 to fit around the outer periphery of the split ring 9. Shrink fitting of the retaining ring 10 prevents the coupling 3b from falling off the shaft 1b. [0009] The split ring 9 and the retaining ring 10 are provided with steps 11 and 12, whereby the split ring 9 and the retaining ring 10 are fixed. Also, since the coupling 3b is positioned between the step 6 and the step 8, the flange 2 provided in the case of the coupling 3a is not provided. [0010] The conventional coupling having the structure shown in FIG. 4 has the following problems at the time of shrink fitting. When the coupling 3b is heated and naturally cooled while the step 8 is pressed against the positioning step 6, first,
Coupling 3b is shaft 1b from opposite flange end of hub 4
, And the squeezing tends to progress toward the flange side, but the axial length of the hub portion 4 becomes shorter by the amount of thermal expansion as the temperature of the coupling 3b drops. On the other hand, on the flange side, since it is positioned by the step 6 and the step 8, it cannot move in the axial direction. Therefore, the hub portion 4 at the opposite end of the flange, which has been hugged by the shaft 1b,
Will slide on At this time, the slip amount is likely to be uneven on the circumference, and if the cooling is completed while the unevenness remains, the flange portion 5 of the coupling 3b will run out (original shaft of the flange portion 5). The end face should be flat, but this will come and go in the axial direction on the circumference, this is called runout.) After the shrink fitting of the coupling 3b, the shaft end face of the flange portion 5 is finished by machining so that there is no run-out, but the coupling 3b itself has a non-uniform circumferential circumference.
b, the coupling 3b relatively moves with respect to the shaft 1b during an overspeed test of the rotor or when a transiently large torque is applied, so that a more uniform hugging state on the circumference is obtained. Sometimes. This is called re-coupling of the coupling.
Due to this re-seating, run-out occurs on the shaft end surface of the flange portion 5 of the coupling 3b. However, since the coupling 3b is further moved from this state by re-seating, surface run-out occurs.) When this run-out occurs, a bending moment is applied from the coupling to both rotors connected by the coupling, so that the rotor bends and changes the shaft vibration. May cause trouble. The present invention seeks to solve the above problems. According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for shrink-fitting a coupling, comprising a hub portion and a flange portion, wherein the cup is shrink-fitted to an end of a shaft. The ring was heated, and then the opposite flange end of the hub contacted the flange attached at a position where the length from the shaft end to the opposite flange end of the hub was equal to the length of the coupling at room temperature.
After fitting the coupling to the end of the shaft until the, force cooled reaction flange end of the hub portion while rotating the shaft, the circumferential
By re-coupling the coupling by making the amount of slip on the top uniform
It is characterized by preventing run- out. In the above, the coupling heated and fitted to the shaft is forcibly cooled at the opposite flange end of the hub portion. Therefore, first, the opposite flange end of the hub portion is cooled and held on the shaft. Cooled and hugged on the shaft. The longitudinal contraction of the heated coupling caused by cooling at this time is performed in a direction in which the flange side faces the opposite flange end of the hub portion.
When the coupling is at room temperature, the flange surface and the shaft end surface coincide. Therefore, when the coupling is hugged on the shaft, the hub does not slide in the axial direction, and cooling is performed while rotating the shaft, so that the hugging of the coupling on the shaft is uniform in the circumferential direction. In this case, it is possible to prevent surface runout that occurs in the case of the conventional method. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for shrink-fitting a coupling according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the method for shrink-fitting a coupling according to the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2, a step 6 and a circumferential groove 7 are previously formed on the outer periphery of the end of the shaft 1 into which the coupling 3 is fitted. Is provided, and a step 8 is provided on the inner periphery of the flange-side end of the coupling 3. When shrink-fitting the coupling 3, first, a temporary flange 13 is attached to the shaft 1. The mounting position of the flange 13 is such that the opposite flange end of the hub portion 4 just hits when the step 8 of the coupling 3 is pressed against the step 6 of the shaft 1 at a normal temperature. That is,
The dimension L1 shown in FIG. 2 is made equal to the dimension L2. Next, the coupling 3 is heated and fitted into the temporary flange 13 attached to the shaft 1 until the opposite flange end of the hub portion 4 of the coupling 3 hits. Thereafter, while the shaft 1 is rotated by a rotating device (not shown), air is blown to the opposite flange end of the hub portion 4 for forced cooling. After the completion of the forced cooling, the split ring 9 divided into three is fitted into the circumferential groove 7 provided on the shaft 1 as in the case of the conventional method, and the retaining ring 10 is shrink-fitted on the outer periphery thereof. The shrink fit of the coupling 3 to the shaft 1 is completed. In the above, since the opposite flange end of the hub portion 4 of the coupling 3 is forcibly cooled by air, first, this portion of the coupling 3 is held on the shaft 1. Next, due to the relationship between the heat capacity and the forced cooling, the temperature of the coupling 3 gradually decreases from the opposite flange end of the hub portion 4 to the flange side, and the coupling 3 is held on the shaft 1 in the same order. . Although the axial length of the hub portion 4 is reduced by the amount of thermal expansion due to the temperature drop, the step 8 of the coupling 3 completely cools the stage 3 of the coupling 3 because the flange 13 is temporarily provided. It does not hit the stage 6 of the shaft 1 until the temperature reaches room temperature. Therefore, when the coupling 3 is hugged on the shaft 1, the hub portion 4 does not slide in the axial direction. In addition, since the cooling is performed while rotating the shaft 1, the cooling of the coupling 3 and the hugging of the shaft 1 are uniformly performed in the circumferential direction. According to the method for shrink-fitting a coupling of the present invention, the length from the shaft end to the opposite flange end of the hub after heating the coupling is equal to the length of the coupling at room temperature. The flange of the hub is attached to the flange
Insert the coupling into the end of the shaft until the end of the flange hits , then forcibly cool the anti-flange end of the hub while rotating the shaft to make the amount of slip on the circumference uniform, and
To prevent run-out due to re-seating of the coupling, the run-out due to the shrink fit of the coupling falls within the range that is practically acceptable. This method makes it possible to improve the reliability of the machine in which the coupling has been shrink-fitted, since this has no effect.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るカップリングの説
明図である。
【図２】上記一実施形態に係るカップリングの焼きばめ
方法の説明図である。
【図３】従来の方法の一例の説明図である。
【図４】従来の方法の他の例の説明図で、（ａ）は全体
図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大図である。
【符号の説明】
１ 軸
３ カップリング
４ ハブ部
５ フランジ部
６ 段
７ 円周溝
８ 段
１３ 鍔BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram of a coupling according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a shrink-fitting method of the coupling according to the embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a conventional method. 4A and 4B are explanatory views of another example of the conventional method, wherein FIG. 4A is an overall view and FIG. 4B is an enlarged view of a portion A of FIG. [Description of Signs] 1 shaft 3 coupling 4 hub 5 flange 6 step 7 circumferential groove 8 step 13 flange
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭59−46634（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23P 11/02 F04D 29/22 F04D 29/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References Japanese Utility Model Showa 59-46634 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23P 11/02 F04D 29/22 F04D 29 / 28
Claims (1)
きばめされるカップリングを加熱し、次に、軸端からハ
ブ部の反フランジ端までの長さが常温におけるカップリ
ングの長さと等しくなる位置に取り付けられた鍔にハブ
部の反フランジ端が当たるまでカップリングを軸の端部
にはめ込んだ後、軸を回転させながらハブ部の反フラン
ジ端を強制冷却し、円周上の滑り量を均一にしてカップ
リングの座り直しによる面ぶれを防止することを特徴と
するカップリングの焼きばめ方法。(57) [Claim 1] A coupling having a hub portion and a flange portion, which is fitted to the end of the shaft and heated, and then heated from the shaft end to the opposite flange end of the hub portion. The hub is attached to a flange attached at a position where the length to
After inserting the coupling into the end of the shaft until the opposite flange end of the shaft touches , forcibly cool the opposite flange end of the hub while rotating the shaft to make the amount of slip on the circumference even and the cup
A shrink-fitting method for a coupling, which prevents run-out due to reseating of the ring.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16929996A JP3524683B2 (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Coupling shrink fit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16929996A JP3524683B2 (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Coupling shrink fit |
Publications (2)
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| JPH1015742A JPH1015742A (en) | 1998-01-20 |
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Families Citing this family (2)
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- 1996-06-28 JP JP16929996A patent/JP3524683B2/en not_active Expired - Fee Related
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