JP6922792B2 - Rotating machine and its bearing replacement method - Google Patents
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Description
本発明は、永久磁石を使用した発電機や電動機等の回転電機及びその軸受交換方法に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine such as a generator or a motor using a permanent magnet, and a method for replacing the bearing thereof.
大型の発電機や電動機等の回転電機は、製品寿命が長く、回転軸を支持する軸受が、使用するにしたがって摩耗劣化してしまうため、保守点検等の際に消耗品として新規品に交換されている。 Rotating electric machines such as large generators and motors have a long product life, and the bearings that support the rotating shaft wear and deteriorate as they are used. Therefore, they are replaced with new ones as consumables during maintenance and inspection. ing.
前述したような大型の回転電機において、永久磁石を使用していると、固定子と回転子とが磁力により常時吸引されていることから、軸受交換の際に固定子と回転子との間のギャップを保持するのに非常に手間がかかってしまっていた。特に、レアメタル等を含有する超強力永久磁石を使用していると、固定子と回転子とが磁力により吸着してしまったとき、固定子と回転子とを引き離すことが設置現場ではできず、工場にまで搬送して引き離し作業をしなければならなかった。 When a permanent magnet is used in a large rotating electric machine as described above, the stator and rotor are constantly attracted by magnetic force. Therefore, when the bearing is replaced, the stator and rotor are separated from each other. It took a lot of work to hold the gap. In particular, when an ultra-strong permanent magnet containing rare metal or the like is used, when the stator and rotor are attracted by magnetic force, it is not possible to separate the stator and rotor at the installation site. I had to transport it to the factory and pull it apart.
このようなことから、本発明は、軸受交換の際に固定子と回転子との間のギャップを保持することが容易にできる回転電機及びその軸受交換方法を提供することを目的とする。 For this reason, it is an object of the present invention to provide a rotary electric machine capable of easily maintaining a gap between a stator and a rotor at the time of bearing replacement, and a bearing replacement method thereof.
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る回転電機は、内部中空のフレームと、前記フレームの内部に取り付けられた円筒形をなす固定子と、前記固定子の内部に配設された円筒形をなす回転子と、前記回転子の内部を貫通するように当該回転子に取り付けられた回転軸と、前記回転軸の両端側に対をなして設けられた軸受と、前記フレームに取り付けられて前記軸受をそれぞれ支持する対をなすブラケットとを備えている回転電機において、前記固定子の内周面の軸方向両端側に当該固定子の周方向に沿ってそれぞれ複数形成されて当該固定子の軸方向に沿って長手方向を向けた固定子側差込溝と、前記固定子側差込溝と対向するように前記回転子の外周面の軸方向両端側に当該回転子の周方向に沿ってそれぞれ複数形成されて当該回転子の軸方向に沿って長手方向を向けた回転子側差込溝とを有していることを特徴とする。 The rotary electric machine according to the first invention for solving the above-mentioned problems is arranged inside the hollow frame, a cylindrical stator attached to the inside of the frame, and the stator. A cylindrical rotor, a rotating shaft attached to the rotor so as to penetrate the inside of the rotor, bearings provided in pairs on both ends of the rotating shaft, and the frame. In a rotary electric machine equipped with a pair of brackets attached to and supporting the bearings, a plurality of rotors are formed on both ends of the inner peripheral surface of the stator in the axial direction along the circumferential direction of the stator. On both ends of the outer peripheral surface of the rotor in the axial direction so as to face the stator side insertion groove and the stator side insertion groove oriented in the longitudinal direction along the axial direction of the stator. It is characterized by having a plurality of rotor-side insertion grooves formed along the circumferential direction and oriented in the longitudinal direction along the axial direction of the rotor.
第二番目の発明に係る回転電機は、第一番目の発明において、前記固定子側差込溝と前記回転子側差込溝とが対向して形成される差込穴と対向するように前記ブラケットにそれぞれ複数形成された貫通穴を有していることを特徴とする。 In the first invention, the rotary electric machine according to the second invention is described so that the stator side insertion groove and the rotor side insertion groove face the insertion hole formed so as to face each other. The bracket is characterized by having a plurality of through holes formed in each.
第三番目に係る回転電機は、第一,二番目の発明において、各前記差込溝が前記周方向に沿ってそれぞれ三つ以上形成されていることを特徴とする。 The third type of rotary electric machine is characterized in that, in the first and second inventions, three or more of the insertion grooves are formed along the circumferential direction.
他方、前述した課題を解決するための、第四番目の発明に係る回転電機の軸受交換方法は、第一番目の発明に係る回転電機の軸受を交換する方法であって、前記固定子側差込溝に前記回転子側差込溝を対向させるように前記回転子の回転位相を位置付けることにより、当該固定子側差込溝と当該回転子側差込溝とが対向して形成される差込穴を前記固定子及び前記回転子の軸方向両端面側に形成する差込穴形成工程と、前記差込穴に着脱可能に嵌合する非磁性材料からなる嵌合棒を当該差込穴に差し込んで嵌合させる嵌合棒差込工程と、前記差込穴に前記嵌合棒を嵌合された回転電機の前記軸受を前記回転軸及び前記ブラケットから取り外す軸受取外工程と、前記軸受を取り外された回転電機の前記回転軸及び前記ブラケットに新たな軸受を取り付ける軸受取付工程と、新たに軸受を取り付けられた回転電機の前記差込穴から前記嵌合棒を引き抜く嵌合棒引抜工程とを行うことを特徴とする。 On the other hand, the method for replacing the bearing of the rotary electric machine according to the fourth invention for solving the above-mentioned problem is a method for replacing the bearing of the rotary electric machine according to the first invention, and the stator side difference. By positioning the rotation phase of the rotor so that the rotor side insertion groove faces the insertion groove, the difference formed between the stator side insertion groove and the rotor side insertion groove facing each other. An insertion hole forming step of forming an insertion hole on both end faces in the axial direction of the stator and the rotor, and a fitting rod made of a non-magnetic material that is detachably fitted into the insertion hole are inserted into the insertion hole. A fitting rod insertion step of inserting and fitting into the insertion hole, a bearing removing step of removing the bearing of the rotary electric machine in which the fitting rod is fitted into the insertion hole from the rotating shaft and the bracket, and the bearing. A bearing mounting step of attaching a new bearing to the rotating shaft and the bracket of the rotating electric machine from which the bearing has been removed, and a fitting rod pulling-out step of pulling out the fitting rod from the insertion hole of the newly mounted rotary electric machine. It is characterized by performing and.
第五番目の発明に係る回転電機の軸受交換方法は、第二番目の発明に係る回転電機の軸受を交換する方法であって、前記固定子側差込溝に前記回転子側差込溝を対向させるように前記回転子の回転位相を位置付けることにより、前記差込穴を前記固定子及び前記回転子の軸方向両端面側に形成する差込穴形成工程と、前記差込穴に着脱可能に嵌合する非磁性材料からなる嵌合棒を前記貫通穴から当該差込穴に差し込んで嵌合させる嵌合棒差込工程と、前記差込穴に前記嵌合棒を嵌合された回転電機の前記軸受を前記回転軸及び前記ブラケットから取り外す軸受取外工程と、前記軸受を取り外された回転電機の前記回転軸及び前記ブラケットに新たな軸受を取り付ける軸受取付工程と、新たに軸受を取り付けられた回転電機の前記差込穴及び前記貫通穴から前記嵌合棒を引き抜く嵌合棒引抜工程とを行うことを特徴とする。 The method for replacing the bearing of the rotary electric machine according to the fifth invention is a method for replacing the bearing of the rotary electric machine according to the second invention, in which the rotor side insertion groove is inserted into the stator side insertion groove. By positioning the rotation phases of the rotors so as to face each other, the insertion hole forming step of forming the insertion hole on both end faces in the axial direction of the stator and the rotor, and attachment / detachment to the insertion hole are possible. A fitting rod insertion step of inserting a fitting rod made of a non-magnetic material to be fitted into the insertion hole into the insertion hole through the through hole and fitting the fitting rod into the insertion hole, and a rotation in which the fitting rod is fitted into the insertion hole. A bearing removal step of removing the bearing of the electric machine from the rotating shaft and the bracket, a bearing mounting process of attaching a new bearing to the rotating shaft and the bracket of the rotating electric machine from which the bearing has been removed, and a new bearing mounting. It is characterized in that the fitting rod pulling-out step of pulling out the fitting rod from the insertion hole and the through hole of the rotary electric machine is performed.
本発明に係る回転電機及びその軸受交換方法によれば、軸受の交換の際に、固定子と回転子との磁力による吸着を未然に防止して、固定子と回転子との間のギャップを規定間隔で保持することが容易にできるので、工場にまで搬送することなく設置現場だけで交換作業を完了することができる。 According to the rotary electric machine and the bearing replacement method according to the present invention, when the bearing is replaced, the attraction due to the magnetic force between the stator and the rotor is prevented, and the gap between the stator and the rotor is created. Since it can be easily held at specified intervals, the replacement work can be completed only at the installation site without transporting to the factory.
本発明に係る回転電機及びその軸受交換方法の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。 An embodiment of a rotary electric machine and a bearing replacement method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments described based on the drawings.
〈主な実施形態〉
本発明に係る回転電機及びその軸受交換方法の主な実施形態を図1,2に基づいて説明する。
<Main embodiment>
A main embodiment of the rotary electric machine and the bearing replacement method thereof according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1に示すように、内部中空の円筒形をなすフレーム11の内周面には、鉄等の磁性材料からなる円筒形の固定子(鉄心)12の外周面が当該フレーム11と同軸をなすようにして固定されている。前記固定子12の内部には、レアメタル等を含有する超強力永久磁石を内周面と外周面との間に内蔵した鉄等の磁性材料からなる円筒形の回転子(鉄心)13が前記固定子12の同軸上で当該固定子12と規定間隔のギャップGを有して対向するように配設されている。
As shown in FIG. 1, on the inner peripheral surface of the
前記回転子13の内部には、回転軸14が当該回転子13と同軸をなすように貫通して取り付けられている。前記回転軸14の両端側には、対をなす軸受15がそれぞれ着脱可能に取り付けられている。前記軸受15は、前記フレーム11の両端側にそれぞれ着脱可能に取り付けられた対をなす環状のブラケット16にそれぞれ支持されている。
A rotating
図1,2に示すように、前記固定子12の内周面の軸方向両端側には、当該固定子12の軸方向に沿って長手方向を向けた半円柱形をなす固定子側差込溝21aが当該固定子12の周方向に沿って等間隔でそれぞれ複数(本実施形態ではそれぞれ四つ)形成されている。前記回転子13の外周面の軸方向両端側には、当該回転子13の軸方向に沿って長手方向を向けた半円柱形をなす回転子側差込溝21bが当該回転子13の周方向に沿って等間隔でそれぞれ複数(本実施形態ではそれぞれ四つ)形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, both ends of the inner peripheral surface of the
前記固定子側差込溝21aと前記回転子側差込溝21bとは、当該固定子側差込溝21aに当該回転子側差込溝21bを対向させるように前記回転子13の回転位相を位置付けたときに、前記固定子12と前記回転子13との両端面側のギャップG部分に円筒形の差込穴21を当該固定子12及び当該回転子13の周方向に沿って等間隔で複数(本実施形態ではそれぞれ四つ)形成するようにそれぞれ設けられている。
The stator
前記ブラケット16には、前記差込穴21と同径をなす貫通穴22が、前記固定子側差込溝21aに前記回転子側差込溝21bを対向させるように前記回転子13の回転位相を位置付けたときに、当該差込穴21と対向して同軸をなす位置にそれぞれ複数(本実施形態ではそれぞれ四つ)形成されている。
In the
なお、図1中、17はコイルエンド、18,19は軸受押さえである。 In FIG. 1, 17 is a coil end, and 18 and 19 are bearing holders.
このような本実施形態に係る回転電機10において、前記軸受15を交換する場合には、まず、前記固定子側差込溝21aに前記回転子側差込溝21bを対向させるように前記回転子13の回転位相を位置付けることにより、前記固定子12及び前記回転子13の軸方向両端面側に前記差込穴21をそれぞれ形成する(以上、差込穴形成工程)。
In the rotary
続いて、前記差込穴21及び前記貫通穴22と着脱可能に嵌合するステンレスやフッ素樹脂等の非磁性材料からなる丸棒形の嵌合棒23を当該貫通穴22から当該差込穴21へ向けて差し込んで当該差込穴21に嵌合させる(図3,4参照)(以上、嵌合棒差込工程)。
Subsequently, a round bar-
そして、前記軸受押さえ18,19及び前記軸受15を前記回転軸14及び前記ブラケット16から取り外す(以上、軸受取外工程)。これにより、前記回転子13は、前記嵌合棒23を介して前記ギャップGを規定間隔で維持したままの状態で前記固定子12の内周面上に支承される。
Then, the
次に、新たな軸受15及び前記軸受押さえ18,19を前記回転軸14及び前記ブラケット16に取り付けて(以上、軸受取付工程)、前記嵌合棒23を前記差込穴21及び前記貫通穴22から引き抜く(嵌合棒引抜工程)。
Next, the new bearing 15 and the
これにより、前記回転電機10は、レアメタル等を含有する超強力永久磁石を使用していても、前記固定子12と前記回転子13との磁力による吸着が防止され、規定間隔の前記ギャップGを保持しつつ新たな軸受15に交換できる。
As a result, even if the rotary
したがって、本実施形態によれば、前記軸受15の交換の際に、前記固定子12と前記回転子13との磁力による吸着を未然に防止して、当該固定子12と当該回転子13との間のギャップGを規定間隔で保持することが容易にできるので、工場にまで搬送することなく設置現場だけで交換作業を完了することができる。
Therefore, according to the present embodiment, when the
また、前記嵌合棒23の全体や先端側が、フッ素樹脂等の高分子材料からなるものや、当該高分子材料で被覆されたものであれば、当該嵌合棒23を前記差込穴21に嵌合させる際に、前記固定子12や前記回転子13等に傷を非常に付け難くすることができる。
Further, if the entire
〈他の実施形態〉
なお、前述した実施形態では、円筒形の差込穴21及び貫通穴22を形成して、当該穴21,22に着脱可能に嵌合する丸棒形の嵌合棒23を使用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、他の実施形態として、例えば、三角形や四角形やそれ以上の多角形等の角筒形の差込穴及び貫通穴を形成して、当該穴に着脱可能に嵌合する三角形や四角形やそれ以上の多角形等の角柱形の嵌合棒を使用して軸受を交換するようにすることも可能である。
<Other Embodiments>
In the above-described embodiment, a case where a
また、前述した実施形態では、四つの差込穴21を両端側に周方向で等間隔にそれぞれ形成した回転電機10の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、三つ以上の差込穴を両端側にそれぞれ形成した回転電機であれば、前述した実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。
Further, in the above-described embodiment, the case of the rotary
また、前述した実施形態では、前記固定子12及び前記回転子13の軸方向両端側に前記差込溝21a,21bをそれぞれ形成することにより差込穴21を構成できるようにした回転電機10としたが、他の実施形態として、例えば、図5に示すように、前記固定子12の内周面及び前記回転子13の外周面に、当該固定子12及び当該回転子13の軸方向両端側を連通させるように軸方向全長にわたって差込溝24a,24bをそれぞれ形成することにより差込穴24を構成できるようにした回転電機20とすることも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the rotary
本発明に係る回転電機及びその軸受交換方法は、軸受の交換の際に、固定子と回転子との磁力による吸着を未然に防止して、固定子と回転子との間のギャップを規定間隔で保持することが容易にでき、工場にまで搬送することなく設置現場だけで交換作業を完了することができるので、回転電機の寿命を高め、産業上、極めて有効に利用することができる。 The rotary electric machine and the bearing replacement method according to the present invention prevent the stator and the rotor from being attracted by the magnetic force when the bearing is replaced, and make a gap between the stator and the rotor at a specified interval. Since the replacement work can be completed only at the installation site without transporting to the factory, the life of the rotary electric machine can be extended and it can be used extremely effectively in industry.
10 回転電機
11 フレーム
12 固定子
13 回転子
14 回転軸
15 軸受
16 ブラケット
17 コイルエンド
18,19 軸受押さえ
21,24 差込穴
21a,24a 固定子側差込溝
21b,24b 回転子側差込溝
22 貫通穴
23 嵌合棒
G ギャップ
10
Claims (5)
前記フレームの内部に取り付けられた円筒形をなす固定子と、
前記固定子の内部に配設された円筒形をなす回転子と、
前記回転子の内部を貫通するように当該回転子に取り付けられた回転軸と、
前記回転軸の両端側に対をなして設けられた軸受と、
前記フレームに取り付けられて前記軸受をそれぞれ支持する対をなすブラケットと
を備えている回転電機において、
前記固定子の内周面の軸方向両端側に当該固定子の周方向に沿ってそれぞれ複数形成されて当該固定子の軸方向に沿って長手方向を向けた固定子側差込溝と、
前記固定子側差込溝と対向するように前記回転子の外周面の軸方向両端側に当該回転子の周方向に沿ってそれぞれ複数形成されて当該回転子の軸方向に沿って長手方向を向けた回転子側差込溝と
を有していることを特徴とする回転電機。 With a hollow frame inside
A cylindrical stator mounted inside the frame and
A cylindrical rotor arranged inside the stator and
A rotating shaft attached to the rotor so as to penetrate the inside of the rotor,
Bearings provided in pairs on both ends of the rotating shaft,
In a rotary electric machine equipped with a pair of brackets attached to the frame and supporting the bearings, respectively.
A plurality of stator side insertion grooves formed on both ends of the inner peripheral surface of the stator in the axial direction along the circumferential direction of the stator and oriented in the longitudinal direction along the axial direction of the stator.
A plurality of rotors are formed on both ends of the outer peripheral surface of the rotor in the axial direction so as to face the stator side insertion groove along the circumferential direction of the rotor, and the longitudinal direction is formed along the axial direction of the rotor. A rotating electric machine characterized by having an insertion groove on the rotor side facing the rotor.
前記固定子側差込溝と前記回転子側差込溝とが対向して形成される差込穴と対向するように前記ブラケットにそれぞれ複数形成された貫通穴を有している
ことを特徴とする回転電機。 In the rotary electric machine according to claim 1,
It is characterized in that the bracket has a plurality of through holes formed so as to face the insertion holes formed so that the stator side insertion groove and the rotor side insertion groove face each other. Rotating electric machine to do.
各前記差込溝が前記周方向に沿ってそれぞれ三つ以上形成されている
ことを特徴とする回転電機。 In the rotary electric machine according to claim 1 or 2.
A rotary electric machine characterized in that each of the insertion grooves is formed in three or more along the circumferential direction.
前記固定子側差込溝に前記回転子側差込溝を対向させるように前記回転子の回転位相を位置付けることにより、当該固定子側差込溝と当該回転子側差込溝とが対向して形成される差込穴を前記固定子及び前記回転子の軸方向両端面側に形成する差込穴形成工程と、
前記差込穴に着脱可能に嵌合する非磁性材料からなる嵌合棒を当該差込穴に差し込んで嵌合させる嵌合棒差込工程と、
前記差込穴に前記嵌合棒を嵌合された回転電機の前記軸受を前記回転軸及び前記ブラケットから取り外す軸受取外工程と、
前記軸受を取り外された回転電機の前記回転軸及び前記ブラケットに新たな軸受を取り付ける軸受取付工程と、
新たに軸受を取り付けられた回転電機の前記差込穴から前記嵌合棒を引き抜く嵌合棒引抜工程と
を行うことを特徴とする回転電機の軸受交換方法。 The method for replacing the bearing of the rotary electric machine according to claim 1.
By positioning the rotation phase of the rotor so that the rotor side insertion groove faces the stator side insertion groove, the stator side insertion groove and the rotor side insertion groove face each other. In the insertion hole forming step of forming the insertion holes formed in the above direction on both end faces in the axial direction of the stator and the rotor.
A fitting rod insertion step in which a fitting rod made of a non-magnetic material that is detachably fitted into the insertion hole is inserted into the insertion hole and fitted.
A bearing removal step of removing the bearing of a rotary electric machine in which the fitting rod is fitted into the insertion hole from the rotating shaft and the bracket.
A bearing mounting process for mounting a new bearing on the rotating shaft and the bracket of the rotary electric machine from which the bearing has been removed, and
A method for replacing a bearing of a rotary electric machine, which comprises pulling out the fitting rod from the insertion hole of the rotary electric machine to which a bearing is newly attached.
前記固定子側差込溝に前記回転子側差込溝を対向させるように前記回転子の回転位相を位置付けることにより、前記差込穴を前記固定子及び前記回転子の軸方向両端面側に形成する差込穴形成工程と、
前記差込穴に着脱可能に嵌合する非磁性材料からなる嵌合棒を前記貫通穴から当該差込穴に差し込んで嵌合させる嵌合棒差込工程と、
前記差込穴に前記嵌合棒を嵌合された回転電機の前記軸受を前記回転軸及び前記ブラケットから取り外す軸受取外工程と、
前記軸受を取り外された回転電機の前記回転軸及び前記ブラケットに新たな軸受を取り付ける軸受取付工程と、
新たに軸受を取り付けられた回転電機の前記差込穴及び前記貫通穴から前記嵌合棒を引き抜く嵌合棒引抜工程と
を行うことを特徴とする回転電機の軸受交換方法。 The method for replacing the bearing of the rotary electric machine according to claim 2.
By positioning the rotation phase of the rotor so that the rotor-side insertion groove faces the stator-side insertion groove, the insertion holes are placed on both ends of the stator and the rotor in the axial direction. The insertion hole forming process to be formed and
A fitting rod insertion step of inserting a fitting rod made of a non-magnetic material that is detachably fitted into the insertion hole into the insertion hole through the through hole and fitting the fitting rod.
A bearing removing step of removing the bearing of a rotary electric machine in which the fitting rod is fitted into the insertion hole from the rotating shaft and the bracket.
A bearing mounting process for mounting a new bearing on the rotating shaft and the bracket of the rotary electric machine from which the bearing has been removed, and
A method for replacing a bearing of a rotary electric machine, which comprises pulling out the fitting rod from the insertion hole and the through hole of the rotary electric machine to which a bearing is newly attached.
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