JP6824072B2 - How to fix the support, pump and support - Google Patents
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Description
本発明は、支持体、ポンプ及び支持体の固定方法に関する。 The present invention relates to a support, a pump, and a method for fixing the support.
ポンプに使用する部品（例えば、軸受支持部）をポンプケーシングに溶接により固定することが行われている。例えば、特許文献１では、軸受を支持する軸受支持部材をポンプケーシングに固定するアームについて、アームが軸受支持部材に連結する箇所で縦方向に広がる形状が開示されている。例えば、特許文献２では、軸受が収容されている軸受箱を支持する軸受支えについて、軸受支えが軸受箱に連結する箇所で縦方向に広がる形状が開示されている。 Parts used for the pump (for example, bearing supports) are fixed to the pump casing by welding. For example, Patent Document 1 discloses a shape in which an arm for fixing a bearing support member for supporting a bearing to a pump casing spreads in the vertical direction at a position where the arm is connected to the bearing support member. For example, Patent Document 2 discloses a shape in which a bearing support that supports a bearing box in which a bearing is housed spreads in the vertical direction at a position where the bearing support is connected to the bearing box.
このような従来技術では、疲労強度が低い溶接部分に応力が集中する問題があった。 In such a conventional technique, there is a problem that stress is concentrated on a welded portion having low fatigue strength.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ポンプ内の流体の流れに対する抵抗抑制効果を保ちつつ溶接部分の疲労破壊を回避することを可能とする支持体、ポンプ及び支持体の固定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and fixes the support, the pump, and the support, which makes it possible to avoid fatigue fracture of the welded portion while maintaining the effect of suppressing resistance to the flow of fluid in the pump. The purpose is to provide a method.
本発明の第１の態様に係る支持体は、ポンプ内の流路に配置される支持体であって、当該支持体の端部周辺の端面は、前記端部の端に近づくに従って当該支持体の幅方向に広がる形状を有し、当該支持体の端面の中央付近は角が面取りされているか、または略凸曲面形状を有しており、当該支持体の端面が前記ポンプ内の流体の流れの方向に略直交する面となるように、当該支持体の端部が溶接によって固定される。 The support according to the first aspect of the present invention is a support arranged in a flow path in a pump, and the end face around the end of the support becomes closer to the end of the end of the support. It has a shape that spreads in the width direction of the support, and the corners near the center of the end face of the support are chamfered or have a substantially convex curved surface shape, and the end face of the support is the flow of fluid in the pump. The ends of the support are fixed by welding so that the surfaces are substantially orthogonal to each other.
この構成により、ポンプ内の流体の流れに対する支持体の抵抗を低減することができ、ポンプの仕事効率を向上させることができる。当該支持体の端部周辺の端面が、端部の端に近づくに従って当該支持体の幅方向に広がる形状に形成されるので、支持体において、疲労強度の低い溶接部分から、疲労強度の高い母材に応力がかかる点を移すことができる。これにより、溶接部分の疲労破壊を回避することができる。このように、ポンプ内の流体の流れに対する抵抗抑制効果を保ちつつ溶接部分の疲労破壊を回避することができる。更に、支持体が幅方向に広がる形状を有するように削られることにより、使用する鋼材の量を減らすことができるので、鋼材の省資源化を図ることができる。また支持体を一部だけ削るだけでよいので加工時間を短縮するとともに、加工作業性を向上させることができる。 With this configuration, the resistance of the support to the flow of fluid in the pump can be reduced, and the work efficiency of the pump can be improved. Since the end face around the end of the support is formed in a shape that expands in the width direction of the support as it approaches the end of the end, the welded portion having low fatigue strength to the mother having high fatigue strength in the support. The point at which stress is applied to the material can be transferred. As a result, fatigue fracture of the welded portion can be avoided. In this way, fatigue fracture of the welded portion can be avoided while maintaining the effect of suppressing resistance to the flow of fluid in the pump. Further, since the support is cut so as to have a shape that spreads in the width direction, the amount of the steel material used can be reduced, so that the resource saving of the steel material can be achieved. Further, since it is only necessary to scrape a part of the support, the machining time can be shortened and the machining workability can be improved.
本発明の第２の態様に係る支持体は、第１の態様に係る支持体であって、前記支持体の幅方向に広がる形状は、凹曲面形状である。 The support according to the second aspect of the present invention is the support according to the first aspect, and the shape extending in the width direction of the support is a concave curved surface shape.
この構成により、支持体は、ポンプケーシングとともに一体的に滑らかに動くため、支持体にかかる応力を抑えることができる。このため、溶接部分の疲労破壊を回避することができる。 With this configuration, the support moves smoothly integrally with the pump casing, so that the stress applied to the support can be suppressed. Therefore, fatigue fracture of the welded portion can be avoided.
本発明の第３の態様に係る支持体は、第２の態様に係る支持体であって、当該支持体の幅方向における前記支持体の端部の端面の位置は、当該支持体の中央付近の端面の位置と略同じである。 The support according to the third aspect of the present invention is the support according to the second aspect, and the position of the end face of the end portion of the support in the width direction of the support is near the center of the support. It is almost the same as the position of the end face of.
本発明の第４の態様に係る支持体は、第３の態様に係る支持体であって、当該支持体の幅方向における前記支持体の端部の端面の位置は、当該支持体の中央付近の端面の位置より外側に位置している。 The support according to the fourth aspect of the present invention is the support according to the third aspect, and the position of the end face of the end portion of the support in the width direction of the support is near the center of the support. It is located outside the position of the end face of.
本発明の第５の態様に係る支持体は、第１から４のいずれかの態様に係る支持体であって、当該支持体は、前記ポンプ内の流路中に配置された軸受支持部を当該ポンプの内面に固定する支持リブである。 The support according to the fifth aspect of the present invention is the support according to any one of the first to fourth aspects, and the support includes a bearing support portion arranged in a flow path in the pump. Support ribs fixed to the inner surface of the pump.
この構成により、支持リブにおいて、疲労強度の低い溶接部分から、疲労強度の高い母材に応力がかかる点を移すことができる。 With this configuration, in the support rib, the point where stress is applied to the base material having high fatigue strength can be transferred from the welded portion having low fatigue strength.
本発明の第６の態様に係るポンプは、ポンプであって、第１から５のいずれかの態様に係る支持体の端面が前記ポンプ内の流体の流れの方向に略直交する面となるように、当該支持体が固定されている。 The pump according to the sixth aspect of the present invention is a pump, and the end surface of the support according to any one of the first to fifth aspects is a surface substantially orthogonal to the direction of the fluid flow in the pump. The support is fixed to.
この構成により、支持体において、疲労強度の低い溶接部分から、疲労強度の高い母材に応力がかかる点を移すことができる。これにより、溶接部分の疲労破壊を回避することができる。 With this configuration, in the support, it is possible to shift the point where stress is applied from the welded portion having low fatigue strength to the base material having high fatigue strength. As a result, fatigue fracture of the welded portion can be avoided.
本発明の第７の態様に係る支持体の固定方法は、ポンプ内の流路に配置される支持体の固定方法であって、当該支持体の端部周辺の端面は、前記端部の端に近づくに従って当該支持体の幅方向に広がる形状を有し、当該支持体の端面の中央付近は角が面取りされているか、または略凸曲面形状を有しており、当該支持体の端面が前記ポンプ内の流体の流れの方向に略直交する面となるように、当該支持体の端部を溶接によって固定する手順を有する。 The method for fixing the support according to the seventh aspect of the present invention is a method for fixing the support arranged in the flow path in the pump, and the end surface around the end of the support is the end of the end. It has a shape that expands in the width direction of the support as it approaches, and the corners near the center of the end face of the support are chamfered or have a substantially convex curved surface shape, and the end face of the support is said. There is a procedure for fixing the ends of the support by welding so that the surfaces are substantially orthogonal to the direction of fluid flow in the pump.
この構成により、ポンプ内の流体の流れに対する支持体の抵抗を低減することができ、ポンプの仕事効率を向上させることができる。当該支持体の端部周辺の端面が、端部の端に近づくに従って当該支持体の幅方向に広がる形状に形成されるので、支持体において、疲労強度の低い溶接部分から、疲労強度の高い母材に応力がかかる点を移すことができる。これにより、溶接部分の疲労破壊を回避することができる。このように、ポンプ内の流体の流れに対する抵抗抑制効果を保ちつつ溶接部分の疲労破壊を回避することができる。更に、支持体が幅方向に広がる形状を有するように削られることにより、使用する鋼材の量を減らすことができるので、鋼材の省資源化を図ることができる。また支持体を一部だけ削るだけでよいので加工時間を短縮するとともに、加工作業性を向上させることができる。 With this configuration, the resistance of the support to the flow of fluid in the pump can be reduced, and the work efficiency of the pump can be improved. Since the end face around the end of the support is formed in a shape that expands in the width direction of the support as it approaches the end of the end, the welded portion having low fatigue strength to the mother having high fatigue strength in the support. The point at which stress is applied to the material can be transferred. As a result, fatigue fracture of the welded portion can be avoided. In this way, fatigue fracture of the welded portion can be avoided while maintaining the effect of suppressing resistance to the flow of fluid in the pump. Further, since the support is cut so as to have a shape that spreads in the width direction, the amount of the steel material used can be reduced, so that the resource saving of the steel material can be achieved. Further, since it is only necessary to scrape a part of the support, the machining time can be shortened and the machining workability can be improved.
本発明の第８の態様に係る支持体の固定方法は、第７の態様に係る支持体の固定方法であって、前記支持体を配置する手順において、当該支持体の端部周辺の端面から溶接部分に至るまで当該支持体の幅方向に滑らかに広がる形状に形成されるように、当該支持体の端部の端面を溶接する。 The method for fixing the support according to the eighth aspect of the present invention is the method for fixing the support according to the seventh aspect, and in the procedure for arranging the support, from the end surface around the end of the support. The end face of the end portion of the support is welded so as to be formed in a shape that smoothly spreads in the width direction of the support up to the welded portion.
この構成により、支持体の端部周辺の端面から溶接部分に至るまで滑らかに広がるので、支持体において、疲労強度の低い溶接部分から、疲労強度の高い母材に応力がかかる点を移すことができるため、溶接部分の疲労破壊を回避することができる。 With this configuration, it spreads smoothly from the end face around the end of the support to the welded part, so that the point where stress is applied to the base material with high fatigue strength can be transferred from the welded part with low fatigue strength in the support. Therefore, fatigue fracture of the welded portion can be avoided.
本発明の第９の態様に係る支持体の固定方法は、第８の態様に係る支持体の固定方法であって、前記支持体を配置する手順において、前記支持体の端部の全周に渡って溶接する。 The method for fixing the support according to the ninth aspect of the present invention is the method for fixing the support according to the eighth aspect, and in the procedure for arranging the support, the entire circumference of the end portion of the support is covered. Weld over.
この構成により、支持体をポンプに強固に固定することができる。 With this configuration, the support can be firmly fixed to the pump.
本発明の一態様によれば、ポンプ内の流体の流れに対する支持体の抵抗を低減することができ、ポンプの仕事効率を向上させることができる。当該支持体の端部周辺の端面が、端部の端に近づくに従って当該支持体の幅方向に広がる形状に形成されるので、支持体において、疲労強度の低い溶接部分から、疲労強度の高い母材に応力がかかる点を移すことができる。これにより、溶接部分の疲労破壊を回避することができる。このように、ポンプ内の流体の流れに対する抵抗抑制効果を保ちつつ溶接部分の疲労破壊を回避することができる。更に、支持体を削ることにより、使用する鋼材の量を減らすことができるので、鋼材の省資源化を図ることができる。また支持体を一部だけ削るだけでよいので加工時間を短縮し、加工作業性を向上させることができる。 According to one aspect of the present invention, the resistance of the support to the flow of fluid in the pump can be reduced, and the work efficiency of the pump can be improved. Since the end face around the end of the support is formed in a shape that expands in the width direction of the support as it approaches the end of the end, the welded portion having low fatigue strength to the mother having high fatigue strength in the support. The point at which stress is applied to the material can be transferred. As a result, fatigue fracture of the welded portion can be avoided. In this way, fatigue fracture of the welded portion can be avoided while maintaining the effect of suppressing resistance to the flow of fluid in the pump. Further, by scraping the support, the amount of the steel material used can be reduced, so that the resource saving of the steel material can be achieved. Further, since it is only necessary to scrape a part of the support, the machining time can be shortened and the machining workability can be improved.
以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るポンプは一例としてポンプ機場などで用いられる大型の立軸ポンプである。なお、ポンプは、横軸ポンプであってもよいし、小型のものであってもよってもよい。本実施形態では、ポンプケーシングに固定する部品の一例として、ポンプ内の流路中に配置された軸受支持部について説明する。また、ポンプ内の流路に配置される支持体の一例として、この軸受支持部をポンプケーシングに固定する支持リブについて説明する。また本実施形態では溶接の一例として隅肉溶接を用いる。 Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings. The pump according to this embodiment is, for example, a large vertical shaft pump used in a pump station or the like. The pump may be a horizontal axis pump or a small pump. In the present embodiment, a bearing support portion arranged in the flow path in the pump will be described as an example of a component fixed to the pump casing. Further, as an example of the support body arranged in the flow path in the pump, a support rib for fixing the bearing support portion to the pump casing will be described. Further, in this embodiment, fillet welding is used as an example of welding.
図１は、本実施形態に係るポンプの模式図である。図１に示すように、本実施形態に係るポンプ１００は、ポンプベース１１４を有し、ポンプベース１１４は水槽上部のポンプ据付床１０１に設置される。ポンプ１００は、羽根車１０２と、羽根車１０２で汲み上げられた水を移送するポンプケーシング１０３とを備える。ここで、ポンプケーシング１０３は、ガイドケーシング１０４、吊下管１０５、及び吐出曲管１０６を有する。羽根車１０２を収容するガイドケーシング１０４が吊下管１０５を介してポンプ据付床１０１から吊り下げられる。羽根車１０２は回転軸１０７の一端部に固定されており、回転軸１０７は外軸受１１０、水中軸受１０９および水中軸受１０８により回転自在に支持される。回転軸１０７は、ガイドケーシング１０４、吊下管１０５、及び吐出曲管１０６内を通って鉛直方向に延びている。回転軸１０７の他端部は、駆動機の一例である電動機１１１の回転軸１１２に連結されている。 FIG. 1 is a schematic view of a pump according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the pump 100 according to the present embodiment has a pump base 114, and the pump base 114 is installed on the pump installation floor 101 above the water tank. The pump 100 includes an impeller 102 and a pump casing 103 that transfers water pumped by the impeller 102. Here, the pump casing 103 has a guide casing 104, a suspension pipe 105, and a discharge curved pipe 106. The guide casing 104 accommodating the impeller 102 is suspended from the pump installation floor 101 via the suspension pipe 105. The impeller 102 is fixed to one end of the rotary shaft 107, and the rotary shaft 107 is rotatably supported by the outer bearing 110, the submersible bearing 109, and the submersible bearing 108. The rotary shaft 107 extends in the vertical direction through the guide casing 104, the suspension pipe 105, and the discharge curved pipe 106. The other end of the rotating shaft 107 is connected to the rotating shaft 112 of the electric motor 111, which is an example of a driving machine.
電動機１１１により回転軸１０７を介して羽根車１０２を回転させると、水槽内の水（取扱液）が、ガイドケーシング１０４の下端から吸い込まれ、ガイドケーシング１０４、吊下管１０５、吐出曲管１０６を通って図示しない吐出配管に移送される。なお、ポンプ運転時においては、羽根車１０２や水中軸受１０８を収容するガイドケーシング１０４は、液面よりも下に位置している。 When the impeller 102 is rotated by the electric motor 111 via the rotating shaft 107, the water (handling liquid) in the water tank is sucked from the lower end of the guide casing 104, and the guide casing 104, the hanging pipe 105, and the discharge curved pipe 106 are sucked. It is transferred to a discharge pipe (not shown) through the pipe. During pump operation, the impeller 102 and the guide casing 104 accommodating the submersible bearing 108 are located below the liquid level.
図２は、図１のＡ−Ａ'断面図である。図１に示すように、水中軸受１０９は軸受支持部５に収容されており、軸受支持部５は、ポンプケーシング１０３内の流路中に配置されている。図１及び図２に示すように、この軸受支持部５は、支持体の一例である支持リブ１、２、３、４によって支持されており、支持リブ１、２、３、４を介してポンプケーシング１０３の吊下管１０５に固定されている。支持リブ１〜４は例えば鋼材から削り出される。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA'of FIG. As shown in FIG. 1, the underwater bearing 109 is housed in the bearing support portion 5, and the bearing support portion 5 is arranged in the flow path in the pump casing 103. As shown in FIGS. 1 and 2, the bearing support portion 5 is supported by support ribs 1, 2, 3, and 4, which are examples of the support, and is supported via the support ribs 1, 2, 3, and 4. It is fixed to the suspension pipe 105 of the pump casing 103. The support ribs 1 to 4 are machined from, for example, a steel material.
図３は、本実施形態に係る支持リブ１の斜視図である。図４は、図３のＤ−Ｄ’断面図である。図３及び図４に示すように、支持リブ１の中央付近における端面Ｓ１は略凸曲面形状を有している。なお、図４の破線ＢＬに示すように、支持リブ１の中央付近の端面Ｓ１は角が面取りされていてもよい。ここで中央付近とは、支持リブ１の長手方向の真ん中を基準として所定の範囲内である。他の支持リブ２〜４も同様である。図１及び図２に示すように、支持リブ１〜４の端面（例えば端面Ｓ１）がポンプ１００内の流体（例えば水）の流れの方向に略直交する面となるように、支持リブ１〜４の端部を溶接によって当該ポンプ１００（ここでは具体的にはポンプケーシング１０３）の内面に固定する。これにより、支持リブ１〜４の端面（例えば端面Ｓ１）がポンプ１００内の流体の流れの方向に略直交する面となるように、当該支持リブ１〜４の端面が溶接によって当該ポンプ１００（ここでは具体的にはポンプケーシング１０３）の内面に固定されている。この構成により、ポンプケーシング１０３内の水の流れに対する支持リブ１〜４の抵抗を低減することができ、ポンプの仕事効率を向上させることができる。 FIG. 3 is a perspective view of the support rib 1 according to the present embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line DD'of FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, the end face S1 near the center of the support rib 1 has a substantially convex curved surface shape. As shown by the broken line BL in FIG. 4, the corners of the end surface S1 near the center of the support rib 1 may be chamfered. Here, the vicinity of the center is within a predetermined range with reference to the center of the support rib 1 in the longitudinal direction. The same applies to the other support ribs 2 to 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the support ribs 1 to 4 are provided so that the end faces (for example, end faces S1) of the support ribs 1 to 4 are substantially orthogonal to the flow direction of the fluid (for example, water) in the pump 100. The end portion of 4 is fixed to the inner surface of the pump 100 (specifically, the pump casing 103 in this case) by welding. As a result, the end faces of the support ribs 1 to 4 are welded to the pump 100 (for example, the end faces S1) so that the end faces of the support ribs 1 to 4 are substantially orthogonal to the direction of the fluid flow in the pump 100. Here, specifically, it is fixed to the inner surface of the pump casing 103). With this configuration, the resistance of the support ribs 1 to 4 to the flow of water in the pump casing 103 can be reduced, and the work efficiency of the pump can be improved.
図５は、図２の矢印Ａ１方向から見た矢視拡大図である。図６は、図５の矢印Ａ２方向から見た矢視図である。図７は、図６のＣ−Ｃ’断面図である。図５〜７に示すように、支持リブ１の端部の全周に渡って溶接されることにより、溶接部分（溶接ビート）６が、支持リブ１の端部の全周に渡って配置されている。このように支持リブ１の端部の全周に渡って溶接することにより、支持リブ１をポンプケーシング１０３に強固に固定することができる。 FIG. 5 is an enlarged view of an arrow viewed from the direction of arrow A1 in FIG. FIG. 6 is an arrow view seen from the direction of arrow A2 of FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC'of FIG. As shown in FIGS. 5 to 7, the welded portion (welding beat) 6 is arranged over the entire circumference of the end portion of the support rib 1 by welding over the entire circumference of the end portion of the support rib 1. ing. By welding the support rib 1 over the entire circumference of the end portion in this way, the support rib 1 can be firmly fixed to the pump casing 103.
続いて支持リブ１〜４の構造について、代表して支持リブ２を用いて説明する。図８は、図２のＢ−Ｂ'断面図である。図９は、図８の領域Ｒ２の拡大図である。図１０は、図８の領域Ｒ２に含まれる支持リブの拡大斜視図である。図１０に示すように、支持リブ２の端部には端面２１が形成されている。また、図９及び図１０に示すように、支持リブ２の端部周辺の端面は、端部の端に近づくに従って支持リブ２の幅方向に広がる形状を有している。 Subsequently, the structures of the support ribs 1 to 4 will be described with reference to the support ribs 2. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB'of FIG. FIG. 9 is an enlarged view of the region R2 of FIG. FIG. 10 is an enlarged perspective view of the support rib included in the region R2 of FIG. As shown in FIG. 10, an end face 21 is formed at the end of the support rib 2. Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the end surface around the end of the support rib 2 has a shape that expands in the width direction of the support rib 2 as it approaches the end of the end.
そして、当該支持リブ２の端部周辺の端面から溶接部分７（図９参照）に至るまで、当該支持リブ２が支持リブ２の幅方向（図９のｚ軸方向）に滑らかに広がる形状に形成されるように、支持リブ２の端部の端面（具体的には図１０の端面２１）を溶接する。これにより、溶接部分７（図９参照）を含めて当該支持リブ２の端部周辺の端面が、当該支持リブ２の幅方向（図９のｚ軸方向）に滑らかに広がる形状に形成される。 Then, the support rib 2 has a shape that smoothly spreads in the width direction of the support rib 2 (z-axis direction in FIG. 9) from the end surface around the end portion of the support rib 2 to the welded portion 7 (see FIG. 9). The end face of the end portion of the support rib 2 (specifically, the end face 21 of FIG. 10) is welded so as to be formed. As a result, the end face around the end portion of the support rib 2 including the welded portion 7 (see FIG. 9) is formed in a shape that smoothly spreads in the width direction of the support rib 2 (z-axis direction in FIG. 9). ..
この構成によれば、当該支持リブ２の端部周辺の端面から溶接部分７（図９参照）に至るまで滑らかに広がるので、支持リブ２において、疲労強度の低い溶接部分から、疲労強度の高い母材に応力がかかる点を移すことができるため、溶接部分の疲労破壊を回避することができる。 According to this configuration, since the support rib 2 smoothly spreads from the end surface around the end portion to the welded portion 7 (see FIG. 9), the support rib 2 has a high fatigue strength from the welded portion having a low fatigue strength. Since the point where stress is applied to the base metal can be moved, fatigue fracture of the welded portion can be avoided.
ここで本実施形態では一例として、支持リブ２の幅方向に広がる形状は、凹曲面形状である。また図９に示すように、本実施形態では一例として、支持リブ２の幅方向における支持リブ２の端部の端面２１の位置は、当該支持リブ２の中央付近の端面の位置と略同じである。図１０の矢印Ｃに示すように、支持リブ２は、端面の角が面取りされている。また、図１０に示すように、支持リブ２の端面側の中央付近の厚みは、支持リブ２の端面側の端部付近の厚みより薄くなっており、図１０の矢印Ｒに示すように、支持リブ２の端面側の中央付近と支持リブ２の端面側の端部付近の境界は、凹曲面形状によって、滑らかにつながっている。 Here, as an example in the present embodiment, the shape of the support rib 2 extending in the width direction is a concave curved surface shape. Further, as shown in FIG. 9, as an example in the present embodiment, the position of the end surface 21 of the end portion of the support rib 2 in the width direction of the support rib 2 is substantially the same as the position of the end surface near the center of the support rib 2. is there. As shown by the arrow C in FIG. 10, the corners of the end faces of the support rib 2 are chamfered. Further, as shown in FIG. 10, the thickness near the center of the end surface side of the support rib 2 is thinner than the thickness near the end portion on the end surface side of the support rib 2, and as shown by the arrow R in FIG. The boundary between the center of the support rib 2 on the end face side and the end of the support rib 2 on the end face side is smoothly connected by the concave curved surface shape.
続いて、図１１〜１３を用いて、支持リブ２の端部周辺の端面が、溶接部分７（図９参照）にかけて当該支持リブ２の幅方向に滑らかに広がる形状に形成されたときの効果を説明する。図１１は、比較例に係る支持リブ２０１の一部断面図である。図１２は、本実施形態に係る支持リブ２の一部断面図である。図１３は、比較例と本実施形態との間で、応力分布を比較したグラフである。図１３において、縦軸は応力で横軸は図１１及び１２のｘ軸方向の位置である。波形Ｗ１が比較例の応力分布で、波形Ｗ２が本実施形態の応力分布である。 Subsequently, using FIGS. 11 to 13, the effect when the end face around the end of the support rib 2 is formed into a shape that smoothly spreads in the width direction of the support rib 2 toward the welded portion 7 (see FIG. 9). Will be explained. FIG. 11 is a partial cross-sectional view of the support rib 201 according to the comparative example. FIG. 12 is a partial cross-sectional view of the support rib 2 according to the present embodiment. FIG. 13 is a graph comparing stress distributions between the comparative example and the present embodiment. In FIG. 13, the vertical axis is stress and the horizontal axis is the position in the x-axis direction of FIGS. 11 and 12. The waveform W1 is the stress distribution of the comparative example, and the waveform W2 is the stress distribution of the present embodiment.
図１１に示すように、比較例に係る支持リブ２０１の端面は、中央付近から端部に至るまでｘ軸と平行であり、支持リブ２０１の端部がポンプケーシング２０２に垂直に溶接されている。ポンプケーシング２０２が水平に振動した場合、ポンプケーシング２０２は、位置２０２ａから位置２０２ｂまで振れる。このとき、溶接部分の点Ｐ１に応力Ｆ１ｘ及びＦ１ｙがかかる。このため、疲労強度の低い溶接部分に応力が集中するため、溶接部分の疲労破壊が発生するおそれがある。 As shown in FIG. 11, the end face of the support rib 201 according to the comparative example is parallel to the x-axis from the vicinity of the center to the end, and the end of the support rib 201 is welded perpendicularly to the pump casing 202. .. When the pump casing 202 vibrates horizontally, the pump casing 202 swings from the position 202a to the position 202b. At this time, stresses F1x and F1y are applied to the point P1 of the welded portion. Therefore, stress is concentrated on the welded portion having low fatigue strength, which may cause fatigue fracture of the welded portion.
それに対して、本実施形態では、図１２に示すように、吊下管１０５が水平に振動した場合、支持リブ２は、吊下管１０５とともに一体的に矢印Ａ３方向、矢印Ａ４方向に交互に動く。このとき、溶接部分から離れた点Ｐ２に応力Ｆ２ｘ及びＦ２ｙがかかる。 On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 12, when the suspension pipe 105 vibrates horizontally, the support ribs 2 integrally alternate with the suspension pipe 105 in the arrow A3 direction and the arrow A4 direction. It works. At this time, stresses F2x and F2y are applied to the point P2 away from the welded portion.
図１３に示すように、比較例と比べて、本実施形態では、応力のピークの位置がｘ軸正方向にずれている。このように、本実施形態の構成によれば、支持リブ２において、疲労強度の低い溶接部分から、疲労強度の高い母材に応力がかかる点を移すことができるため、溶接部分の疲労破壊を回避することができる。 As shown in FIG. 13, in the present embodiment, the position of the stress peak is shifted in the positive direction of the x-axis as compared with the comparative example. As described above, according to the configuration of the present embodiment, in the support rib 2, the point where stress is applied from the welded portion having low fatigue strength to the base metal having high fatigue strength can be transferred, so that fatigue fracture of the welded portion is caused. It can be avoided.
また、比較例と比べて、本実施形態では、応力のピーク値が小さくなっている。これは、支持リブ２の幅方向に滑らかに広がる形状は凹曲面形状であるため、支持リブ２は、吊下管１０５とともに一体的に滑らかに動くので、支持リブ２にかかる応力を抑えることができる。このため、溶接部分の疲労破壊を回避することができる。 In addition, the peak value of stress is smaller in this embodiment than in the comparative example. This is because the shape that smoothly spreads in the width direction of the support rib 2 is a concave curved surface shape, so that the support rib 2 moves smoothly integrally with the suspension pipe 105, so that the stress applied to the support rib 2 can be suppressed. it can. Therefore, fatigue fracture of the welded portion can be avoided.
以上、本実施形態に係る支持リブ１〜４は、ポンプ１００に使用する部品をポンプケーシング１０３に溶接により固定する支持リブ１〜４であって、当該支持リブ１〜４の端部周辺の端面は、当該端部の端に近づくに従って当該支持リブ１〜４の幅方向に広がる形状を有している。そして当該支持リブ１〜４の端面の中央付近は角が面取りされているか、または略凸曲面形状を有しており、当該支持リブ１〜４の端面がポンプ１００内の流体の流れの方向に略直交する面となるように、当該支持リブ１〜４が固定される。 As described above, the support ribs 1 to 4 according to the present embodiment are support ribs 1 to 4 for fixing the parts used for the pump 100 to the pump casing 103 by welding, and are end faces around the ends of the support ribs 1 to 4. Has a shape that expands in the width direction of the support ribs 1 to 4 as it approaches the end of the end portion. The corners near the center of the end faces of the support ribs 1 to 4 are chamfered or have a substantially convex curved surface shape, and the end faces of the support ribs 1 to 4 are in the direction of the fluid flow in the pump 100. The support ribs 1 to 4 are fixed so that the surfaces are substantially orthogonal to each other.
この構成により、ポンプ１００内の水の流れに対する支持リブ１〜４の抵抗を低減することができ、ポンプの仕事効率を向上させることができる。当該支持リブ１〜４の端部周辺の端面が、溶接部分にかけて当該支持リブ１〜４の幅方向に滑らかに広がる形状に形成されるので、支持リブ１〜４において、疲労強度の低い溶接部分から、疲労強度の高い母材に応力がかかる点を移すことができる。これにより、溶接部分の疲労破壊を回避することができる。このように、ポンプ内の水の流れに対する抵抗抑制効果を保ちつつ溶接部分の疲労破壊を回避することができる。
更に、支持リブ１〜４を削ることにより、使用する鋼材の量を減らすことができるので、鋼材の省資源化を図ることができる。また支持リブ１〜４を一部だけ削るだけでよいので加工時間を短縮するとともに、加工作業性を向上させることができる。
With this configuration, the resistance of the support ribs 1 to 4 to the flow of water in the pump 100 can be reduced, and the work efficiency of the pump can be improved. Since the end faces around the ends of the support ribs 1 to 4 are formed in a shape that smoothly spreads in the width direction of the support ribs 1 to 4 toward the welded portion, the welded portions having low fatigue strength in the support ribs 1 to 4. Therefore, it is possible to shift the point where stress is applied to the base material having high fatigue strength. As a result, fatigue fracture of the welded portion can be avoided. In this way, fatigue fracture of the welded portion can be avoided while maintaining the effect of suppressing resistance to the flow of water in the pump.
Further, by cutting the support ribs 1 to 4, the amount of the steel material used can be reduced, so that the resource saving of the steel material can be achieved. Further, since it is only necessary to partially scrape the support ribs 1 to 4, the machining time can be shortened and the machining workability can be improved.
＜変形例＞
続いて、本実施形態の変形例にかかる支持リブについて図１４〜１６を用いて説明する。図１４は、本実施形態の変形例にかかるＢ−Ｂ’断面図である。図１４に示すように、軸受支持部５は、支持リブ１ｂ、２ｂを介して吊下管１０５に固定されている。溶接によって溶接部分８が形成され、支持リブ１ｂは、吊下管１０５に固定される。溶接によって溶接部分９が形成され、支持リブ２ｂは、吊下管１０５に固定されている。
<Modification example>
Subsequently, the support ribs according to the modified example of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 16. FIG. 14 is a sectional view taken along line BB'corresponding to a modified example of the present embodiment. As shown in FIG. 14, the bearing support portion 5 is fixed to the suspension pipe 105 via the support ribs 1b and 2b. The welded portion 8 is formed by welding, and the support rib 1b is fixed to the suspension pipe 105. The welded portion 9 is formed by welding, and the support rib 2b is fixed to the suspension pipe 105.
図１５は、本実施形態の変形例にかかる支持リブ２ｂの平面図である。図１５に示すように、本実施形態の支持リブ２（図９参照）とは違って、本変形例では、支持リブ２ｂの幅方向（図１５のｚ軸方向）における支持リブ２ｂの端部の端面２１ｂの位置は、当該支持リブ２ｂの中央付近の端面の位置より外側（ｚ軸正方向側）に位置している。 FIG. 15 is a plan view of the support rib 2b according to the modified example of the present embodiment. As shown in FIG. 15, unlike the support rib 2 of the present embodiment (see FIG. 9), in this modification, the end portion of the support rib 2b in the width direction (z-axis direction of FIG. 15) of the support rib 2b. The position of the end surface 21b of the support rib 2b is located outside the position of the end surface near the center of the support rib 2b (on the positive direction side of the z-axis).
図１６は、図１４の領域Ｒ３に含まれる支持リブの拡大斜視図である。図１６に示すように、本実施形態と同様に、本変形例においても支持リブ２の端面の中央付近は角が面取りされており、略凸曲面形状を有している。 FIG. 16 is an enlarged perspective view of the support rib included in the region R3 of FIG. As shown in FIG. 16, similarly to the present embodiment, the corners of the support rib 2 near the center of the end surface of the support rib 2 are chamfered, and the support rib 2 has a substantially convex curved surface shape.
なお、支持リブ２の端面の形状は、溶接部分７（図９参照）にかけて凹曲面形状になっているだけに限らず、支持リブ２の端部付近が図１２のｘ軸に対して斜めに傾斜した平面で構成され且つ図１２の点Ｐ２の近傍で凹曲面形状に構成されていてもよい。または、溶接部分７が図１２のｘ軸に対して斜めに傾斜した平面で構成され且つ他の部分が凹曲面形状で構成されていてもよい。また、本実施形態では、支持体の一例として支持リブ１〜４について説明したが、これに限らず、ガイドケーシング１０４の内面に固定されたガイドベーンであってもよいし、吐出曲管１０６の内面に固定された整流板などであってもよい。また本実施形態では溶接の一例として隅肉溶接を用いたが、これに限らず、他の溶接でもよい。 The shape of the end surface of the support rib 2 is not limited to a concave curved surface shape extending to the welded portion 7 (see FIG. 9), and the vicinity of the end portion of the support rib 2 is oblique to the x-axis of FIG. It may be formed of an inclined plane and may be formed in a concave curved surface shape in the vicinity of the point P2 in FIG. Alternatively, the welded portion 7 may be formed of a plane inclined obliquely with respect to the x-axis of FIG. 12, and the other portion may be formed of a concave curved surface shape. Further, in the present embodiment, the support ribs 1 to 4 have been described as an example of the support, but the present invention is not limited to this, and a guide vane fixed to the inner surface of the guide casing 104 may be used, or the discharge curved pipe 106 may be used. It may be a rectifying plate fixed to the inner surface or the like. Further, in the present embodiment, fillet welding is used as an example of welding, but the present invention is not limited to this, and other welding may be used.
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied without departing from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. Further, components over different embodiments may be combined as appropriate.
１、１ｂ、２、２ｂ、３、４、２０１ 支持リブ
１００ ポンプ
１０１ ポンプ据付床
１０２ 羽根車
１０３、２０２ ポンプケーシング
１０４ ガイドケーシング
１０５ 吊下管
１０６ 吐出曲管
１０７ 回転軸
１０８、１０９ 水中軸受
１１０ 外軸受
１１１ 電動機
１１２ 回転軸
１１４ ポンプベース
５ 軸受支持部
７、８、９ 溶接部分
1, 1b, 2, 2b, 3, 4, 201 Support rib 100 Pump 101 Pump installation floor 102 Impeller 103, 202 Pump casing 104 Guide casing 105 Suspended pipe 106 Discharge curved pipe 107 Rotating shaft 108, 109 Submersible bearing 110 Outside Bearing 111 Electric motor 112 Rotating shaft 114 Pump base 5 Bearing support 7, 8, 9 Welded parts
Claims (7)
当該支持体の端部周辺の端面は、前記端部の端に近づくに従って当該支持体の幅方向に広がる形状を有し、
当該支持体の端面の中央付近は角が面取りされているか、または略凸曲面形状を有しており、
当該支持体の幅方向における前記支持体の端部の端面の位置は、当該支持体の中央付近の端面の位置と略同じであり、
当該支持体の端面が前記ポンプ内の流体の流れの方向に略直交する面となるように、当該支持体の端部が溶接によって固定される
支持体。 A support placed in the flow path in the pump
The end face around the end of the support has a shape that expands in the width direction of the support as it approaches the end of the end.
The corners near the center of the end face of the support are chamfered or have a substantially convex curved surface shape.
The position of the end face of the end portion of the support in the width direction of the support is substantially the same as the position of the end face near the center of the support.
A support in which the end portion of the support is fixed by welding so that the end surface of the support is a surface substantially orthogonal to the direction of fluid flow in the pump.
請求項１に記載の支持体。 The support according to claim 1, wherein the shape extending in the width direction of the support is a concave curved surface shape.
請求項１または２に記載の支持体。 The support according to claim 1 or 2 , wherein the support is a support rib for fixing a bearing support portion arranged in a flow path in the pump to the inner surface of the pump.
請求項１から３のいずれか一項に記載の支持体の端面が前記ポンプ内の流体の流れの方向に略直交する面となるように、当該支持体の端部が溶接によって固定されているポンプ。 It ’s a pump,
The end portion of the support is fixed by welding so that the end surface of the support according to any one of claims 1 to 3 is a surface substantially orthogonal to the direction of the fluid flow in the pump. pump.
当該支持体の端部周辺の端面は、前記端部の端に近づくに従って当該支持体の幅方向に広がる形状を有し、
当該支持体の端面の中央付近は角が面取りされているか、または略凸曲面形状を有しており、
当該支持体の幅方向における前記支持体の端部の端面の位置は、当該支持体の中央付近の端面の位置と略同じであり、
当該支持体の端面が前記ポンプ内の流体の流れの方向に略直交する面となるように、当該支持体の端部を溶接によって固定する手順
を有する支持体の固定方法。 A method of fixing a support placed in a flow path in a pump.
The end face around the end of the support has a shape that expands in the width direction of the support as it approaches the end of the end.
The corners near the center of the end face of the support are chamfered or have a substantially convex curved surface shape.
The position of the end face of the end portion of the support in the width direction of the support is substantially the same as the position of the end face near the center of the support.
A method for fixing a support according to a procedure for fixing the end of the support by welding so that the end face of the support is a surface substantially orthogonal to the direction of fluid flow in the pump.
請求項６に記載の支持体の固定方法。
The method for fixing a support according to claim 6 , wherein in the procedure for arranging the support, welding is performed over the entire circumference of the end portion of the support.
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