JP7369661B2 - How to replace rotor shaft - Google Patents
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Description
本発明は、回転子のシャフト交換方法に関する。 The present invention relates to a rotor shaft replacement method.
一般的に、電動機や発電機などの回転機は、回転子と固定子で構成されている。上記回転子は、動力伝達のため回転子のシャフト端部で負荷機のシャフトと直結されている。通常、負荷機と回転子との両シャフト端部の直結には、カップリングが用いられている。 Generally, a rotating machine such as an electric motor or a generator is composed of a rotor and a stator. The rotor is directly connected to the shaft of the load machine at the shaft end of the rotor for power transmission. Usually, a coupling is used to directly connect both shaft ends of a load machine and a rotor.
上記したカップリングは、回転子と負荷機のシャフト端部形状の違いを吸収して、互いのシャフトを直結するための機構であり、シャフトからカップリングへのトルク伝達には、キーによる伝達や焼き嵌め等の締め付けによる伝達、或いはシャフト端をギア状に加工したスプラインシャフトによる伝達などがある。 The above-mentioned coupling is a mechanism that absorbs the difference in the shaft end shapes of the rotor and load machine and directly connects the shafts to each other. Torque transmission from the shaft to the coupling can be performed using a key or a key. There are transmission methods such as tightening such as shrink fitting, or transmission using a spline shaft whose shaft end is machined into a gear shape.
上記した焼き嵌め等の締め付けによる伝達は、大きなトルクの伝達の際の使用されることが多く、必然的に大きな締め付け力が必要となることから、メンテナンス時などでカップリングの取り外しが必要となった場合には、シャフトからカップリングを取り外す際の締め付け力の緩和が十分にできず、回転子のシャフト直結端に抜き傷が付く恐れがある。 Transmission by tightening, such as shrink fitting, as described above, is often used to transmit large torques, and as a result, a large tightening force is inevitably required, making it necessary to remove the coupling during maintenance. In this case, the tightening force cannot be sufficiently relaxed when the coupling is removed from the shaft, and there is a risk that the end of the rotor that is directly connected to the shaft will be scratched.
また、スプラインシャフトは、締め付けによるトルク伝達を伴わないため、メンテナンス等での直結解体時の作業による傷の発生は、焼き嵌めによるトルク伝達に比べ可能性は低いが、稼働時にスプラインの潤滑が必要なため、潤滑の不良など別の原因でしばしばシャフトの傷が発生する。 In addition, since spline shafts do not involve torque transmission through tightening, the possibility of scratches caused by direct disassembly for maintenance is lower than when torque is transmitted through shrink fitting, but spline lubrication is required during operation. Therefore, shaft scratches often occur due to other causes such as poor lubrication.
このシャフトの傷が軽微な傷であれば研磨等による修正加工で対応可能あるが、修正加工が不可能な大きな傷が生じた場合は、回転子は使用不可となってしまう。 If the scratches on the shaft are minor, they can be corrected by correction processing such as polishing, but if large scratches occur that cannot be corrected, the rotor becomes unusable.
回転機の回転子は、一般に、積層した電磁鋼板等で構成された回転子鉄心の中央部に穴をあけ、この穴にシャフトを配置した構造であり、回転子鉄心で発生したトルクをシャフトに伝達するため、回転子鉄心の中央部の穴とシャフトは、焼き嵌め等により固定されている。 The rotor of a rotating machine generally has a structure in which a hole is drilled in the center of the rotor core, which is made of laminated electromagnetic steel plates, etc., and a shaft is placed in this hole, and the torque generated in the rotor core is transferred to the shaft. In order to transmit the signal, the hole in the center of the rotor core and the shaft are fixed by shrink fitting or the like.
また、回転子鉄心は、シャフトを芯として構成されるため、特に、電磁鋼板を積層した回転子鉄心では、ボーリング等でシャフトを取り除いたとしても回転子として形状を保つことができず変形する恐れがある。 In addition, since the rotor core is constructed with the shaft as the core, there is a risk that the rotor core will not be able to maintain its shape as a rotor and may deform even if the shaft is removed by boring etc. There is.
そのため、従来は、シャフトのみの交換が行えず、回転子全体の交換を行ってきた。回転子は、製作を行うために多くのコストや時間を要するため、シャフトのみの交換手法の確立が望まれてきた。 Therefore, in the past, only the shaft could not be replaced, and the entire rotor had to be replaced. Since a rotor requires a lot of cost and time to manufacture, it has been desired to establish a method for replacing only the shaft.
回転機のシャフト交換に関する先行技術文献としては、特許文献1を挙げることができる。 As a prior art document regarding shaft replacement of a rotating machine, Patent Document 1 can be mentioned.
この特許文献1には、回転機シャフトの端部に締結用ねじ孔を形成し、このねじ孔にねじ部を螺合して外周にボール溝を形成したボールねじを組付けたアクチュエータ構造において、締結用ねじ部を締結用ねじ孔内に案内する中空円筒部材をケーシングの回転機シャフトと同軸線上に配置し、中空円筒部材の内面に沿って締結用ねじ部を回転機シャフトの締結用ねじ孔に締結した構造とすることで、シャフトを容易に交換できることが記載されている。 Patent Document 1 discloses an actuator structure in which a fastening screw hole is formed at the end of a rotating machine shaft, and a ball screw is assembled in which a threaded portion is screwed into the screw hole and a ball groove is formed on the outer periphery. A hollow cylindrical member that guides the fastening thread into the fastening screw hole is placed coaxially with the rotating machine shaft of the casing, and the fastening thread is inserted into the fastening thread of the rotating machine shaft along the inner surface of the hollow cylindrical member. It is stated that the shaft can be easily replaced by having a structure in which the shaft is fastened to the shaft.
上述した特許文献1では、回転機シャフトの両端のねじを締結させ、フランジを介して軸受けに押し付ける構造を採っているため、そのフランジを外すことでシャフトの交換を容易に行うことができる。 In Patent Document 1 mentioned above, a structure is adopted in which screws at both ends of a rotating machine shaft are fastened and pressed against a bearing via a flange, so that the shaft can be easily replaced by removing the flange.
しかしながら、上述した特許文献1でのシャフトの交換構造の場合、シャフトをフランジと共に機械的に引き抜くため、回転子鉄心の内周側やシャフトの周辺部品に傷をつける可能性が高く、また、大型の回転機の場合は、シャフトと回転子部品は強く固定されているため、機械的に抜くことが難しく、シャフトのみの交換を行うという課題の解決には至らなかった。 However, in the case of the shaft replacement structure in Patent Document 1 mentioned above, since the shaft is mechanically pulled out together with the flange, there is a high possibility of damaging the inner peripheral side of the rotor core and peripheral parts of the shaft. In the case of rotating machines, the shaft and rotor parts are strongly fixed, so it is difficult to remove them mechanically, and it has not been possible to solve the problem of replacing only the shaft.
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、回転子鉄心を傷付けることがないことは勿論、回転機の構造を変えることなくシャフトのみの交換が行える回転子のシャフト交換方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to provide a rotor shaft that not only does not damage the rotor core, but also allows only the shaft to be replaced without changing the structure of the rotating machine. The purpose is to provide an exchange method.
本発明の回転子のシャフト交換方法は、上記目的を達成するために、回転子鉄心の中央部に設けられた穴に挿入されているシャフトを交換する回転子のシャフト交換方法であって、前記回転子鉄心を固定すると共に、前記シャフトに、少なくとも前記回転子鉄心と前記シャフトの間に配置されているキーが設置されているキー溝に達する貫通孔を設け、前記貫通孔から前記キーを抜き取り、前記シャフトを、該シャフトの中心に向けて押しつぶすように変形させ、その後、前記シャフトを前記回転子鉄心から引き抜いて前記回転子鉄心を取り出し、取り出した前記回転子鉄心を新たなシャフトに取り付けることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the rotor shaft replacement method of the present invention is a rotor shaft replacement method in which a shaft inserted into a hole provided in the center of a rotor core is replaced, the method comprising: In addition to fixing the rotor core, a through hole is provided in the shaft that reaches a key groove in which a key disposed between at least the rotor core and the shaft is installed, and the key is extracted from the through hole. , deforming the shaft so as to crush it toward the center of the shaft, then pulling out the shaft from the rotor core to take out the rotor core, and attaching the taken out rotor core to a new shaft. It is characterized by
本発明によれば、回転子鉄心を傷付けることがないことは勿論、回転機の構造を変えることなくシャフトのみの交換が行える。 According to the present invention, only the shaft can be replaced without damaging the rotor core, and without changing the structure of the rotating machine.
以下、図示した実施例に基づいて本発明の回転子のシャフト交換方法を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a rotor shaft replacement method of the present invention will be explained based on the illustrated embodiment. In each figure, the same reference numerals are used for the same components.
図1、図2及び図3を用いて本発明の回転子のシャフト交換方法の実施例1を説明する。 Embodiment 1 of the rotor shaft replacement method of the present invention will be described using FIGS. 1, 2, and 3.
本発明は、まず、回転子鉄心2の中央部に設けられた穴に挿入されているシャフト1をボーリング等で抜いた後に、回転子鉄心2がばらけないように回転子鉄心2に形成されている通風孔等を利用して固定具6を配置し、回転子鉄心を固定する。
In the present invention, first, after the shaft 1 inserted into the hole provided in the center of the
なお、固定具6による回転子鉄心2の固定は、回転子鉄心2の軸方向両面にプレートを取り付け、通風孔等を利用して配置されたボルトを締め付けることで行われる。
Note that fixing of the
次に、シャフト1を抜きやすくするため(シャフト1は短い方が抜きやすい)に、シャフト1の両端を回転子鉄心2に近い位置でマシニングセンタにより切断し、シャフト1に回転子鉄心2を取り付けるために回転子鉄心2の軸方向両端に設置しているエンドプレート4に設置しているエンドプレートキー7を回転子鉄心2の端のエンドプレート4から取り除くため、エンドプレート4の位置を固定するカシメ8等の加工を除去する。その後、エンドプレートキー7をエンドプレート4のエンドプレートキー用溝9から取り外す。
Next, in order to make it easier to remove the shaft 1 (the shorter the shaft 1, the easier it is to remove it), cut both ends of the shaft 1 at a position close to the
次に、シャフト1に3つの貫通孔をあける(図1の状態で、ドリル等であける)。即ち、シャフト1には、シャフト1と中心を同じにする第1の貫通孔3aと、回転子鉄心2とシャフト1の間に配置されているキー5aが設置されているキー溝5bに達する第2の貫通孔3b(シャフト1及び回転子鉄心2を固定させるために、シャフト1及び回転子鉄心2の間に設置されているキー5aを取り除くために、キー5aが配置されているキー溝5bに達するような貫通孔)と、第1の貫通孔3aを挟んで第2の貫通孔3bとは反対側の位置(シャフト1の中心に対して点対称な位置)に設けられた第3の貫通孔3cの3つの貫通孔とをあける。
Next, three through holes are drilled in the shaft 1 (drilled with a drill or the like in the state shown in FIG. 1). That is, the shaft 1 has a first through
シャフト1に第1の貫通孔3a、第2の貫通孔3b及び第2の貫通孔3bの3つの貫通孔をドリル等であけた後、シャフト1及び回転子鉄心2を固定させるために、シャフト1及び回転子鉄心2の間に配置されているキー5aを、シャフト1にあけた第2の貫通孔3bから取り除く。キー5aを第2の貫通孔3bから取り出した後、シャフト1を引き抜くために、シャフト1をシャフト1の中心に向かって押しつぶす(クランプ等によって締めあげて押しつぶす)ように変形させ、シャフト1と回転子鉄心2間の締め代をなくし、シャフト1を移動可能にする。シャフト1を変形させた後、シャフト1を回転子鉄心2から引き抜き、回転子鉄心2を取り出す。
After drilling three through holes, a first through
回転子鉄心2のみを取り出した後、回転子鉄心2を焼嵌等により新規なシャフトに取り付ける。回転子鉄心2を新規なシャフトに散り付けた後、回転子鉄心2とシャフト1の固定を実施するため、回転子鉄心2の軸方向両端に配置されているエンドプレート4のエンドプレートキー用溝9からエンドプレートキー7を挿入する。挿入したエンドプレートキー7を固定させるため、シャフト1の交換前の位置(図3のカシメ8の位置)とは異なる位置(図3のカシメ10の位置)で固定を行い(同じ位置で固定すると、1度目の固定による摩耗等で固定が緩くなる可能性があるため、異なる位置で固定する)、回転子鉄心2とシャフト1を固定する。
After only the
なお、エンドプレートキー7の固定の際は、カシメ等の方法を実施し回転子鉄心に印を付けておくことが好ましい。
Note that when fixing the
このような本実施例によると、回転機の構造を変えることなくシャフト1の交換が行えるため、負荷伝達が大きい回転機の回転子にも適応可能である。また、追加部品の製作がなくなり低コストでシャフト1を交換できる。 According to this embodiment, since the shaft 1 can be replaced without changing the structure of the rotating machine, it can also be applied to the rotor of a rotating machine with a large load transmission. Further, there is no need to manufacture additional parts, and the shaft 1 can be replaced at low cost.
従って、本実施例によれば、回転子鉄心2を傷付けることがないことは勿論、回転機の構造を変えることなくシャフト1のみの交換が行える。
Therefore, according to this embodiment, only the shaft 1 can be replaced without damaging the
なお、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Note that the above-described embodiments have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with other configurations.
1…シャフト、2…回転子鉄心、3a…第1の貫通孔、3b…第2の貫通孔、3c…第3の貫通孔、4…エンドプレート、5a…キー、5b…キー溝、6…固定具、7…エンドプレートキー、8…加工前のカシメ、9…エンドプレートキー用溝、10…加工後のカシメ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Shaft, 2... Rotor core, 3a... First through hole, 3b... Second through hole, 3c... Third through hole, 4... End plate, 5a... Key, 5b... Keyway, 6... Fixing tool, 7... End plate key, 8... Caulking before processing, 9... Groove for end plate key, 10... Caulking after processing.
Claims (8)
前記回転子鉄心を固定すると共に、前記シャフトに、少なくとも前記回転子鉄心と前記シャフトの間に配置されているキーが設置されているキー溝に達する貫通孔を設け、前記貫通孔から前記キーを抜き取り、前記シャフトを、該シャフトの中心に向けて押しつぶすように変形させ、その後、前記シャフトを前記回転子鉄心から引き抜いて前記回転子鉄心を取り出し、取り出した前記回転子鉄心を新たなシャフトに取り付けることを特徴とする回転子のシャフト交換方法。 A rotor shaft replacement method for replacing a shaft inserted into a hole provided in the center of a rotor core, the method comprising:
The rotor core is fixed, and the shaft is provided with a through hole that reaches at least a key groove in which a key disposed between the rotor core and the shaft is installed, and the key is inserted through the through hole. extracting the shaft, deforming the shaft so as to crush it toward the center of the shaft, then pulling the shaft from the rotor core to take out the rotor core, and attaching the extracted rotor core to a new shaft. A rotor shaft replacement method characterized by:
前記シャフトを前記回転子鉄心から抜いた後に、前記回転子鉄心に形成されている通風孔に固定具を配置して前記回転子鉄心を固定することを特徴とする回転子のシャフト交換方法。 A rotor shaft replacement method according to claim 1, comprising:
A method for replacing a shaft of a rotor, characterized in that, after the shaft is removed from the rotor core, a fixture is placed in a ventilation hole formed in the rotor core to fix the rotor core.
前記シャフトには、前記シャフトと中心を同じにする第1の貫通孔と、前記回転子鉄心と前記シャフトの間に設けられているキーが設置されているキー溝に達する第2の貫通孔と、前記第1の貫通孔を挟んで前記第2の貫通孔とは反対側の位置に設けられた第3の貫通孔の3つの貫通孔が形成されており、
前記第2の貫通孔から前記キーを抜き取り、前記シャフトを、該シャフトの中心に向けて押しつぶすように変形させて、前記シャフトを前記回転子鉄心から引き抜いて前記回転子鉄心を取り出すことを特徴とする回転子のシャフト交換方法。 3. The rotor shaft replacement method according to claim 1 or 2,
The shaft includes a first through hole whose center is the same as that of the shaft, and a second through hole that reaches a keyway in which a key provided between the rotor core and the shaft is installed. , three through holes are formed, a third through hole provided at a position opposite to the second through hole with the first through hole in between,
The key is removed from the second through hole, the shaft is deformed so as to be crushed toward the center of the shaft, and the shaft is pulled out from the rotor core to take out the rotor core. How to replace the rotor shaft.
3つの前記貫通孔を加工する前に、前記シャフトの端部を切断することを特徴とする回転子のシャフト交換方法。 A rotor shaft replacement method according to claim 3, comprising:
A method for replacing a shaft of a rotor, characterized in that an end of the shaft is cut before machining the three through holes.
前記シャフトは、該シャフトの交換後、前記回転子鉄心と前記シャフトがカシメにより固定されており、前記カシメは、前記シャフトの交換前になされたカシメの位置とは異なる位置で行われていることを特徴とする回転子のシャフト交換方法。 A rotor shaft replacement method according to any one of claims 1 to 4,
After the shaft is replaced, the rotor core and the shaft are fixed by caulking, and the caulking is performed at a position different from the position of caulking performed before the shaft was replaced. A rotor shaft replacement method characterized by:
前記シャフトの交換前になされたカシメの位置又は前記シャフトの交換後になされたカシメの位置は、前記シャフトの取り外し前に前記回転子鉄心に印が付けられていることを特徴とする回転子のシャフト交換方法。 A rotor shaft replacement method according to claim 5, comprising:
A shaft of a rotor, characterized in that the position of caulking made before replacing the shaft or the position of caulking done after replacing the shaft is marked on the rotor core before removing the shaft. method of exchange.
前記シャフトを前記回転子鉄心から抜いた後に、前記回転子鉄心に形成されている通風孔に固定具を配置して前記回転子鉄心を固定し、
次に、前記シャフトの両端を回転子鉄心に近い位置で切断し、前記回転子鉄心の軸方向両端に配置されているエンドプレートに設置しているエンドプレートキーを前記回転子鉄心の端の前記エンドプレートから取り除くため、前記エンドプレートの位置を固定するカシメの加工を除去し、その後、前記エンドプレートキーを前記エンドプレートのエンドプレートキー用溝から取り外し、
次に、前記シャフトに、前記シャフトと中心を同じにする第1の貫通孔と、前記回転子鉄心と前記シャフトの間に配置されているキーが設置されているキー溝に達する第2の貫通孔と、前記第1の貫通孔を挟んで前記第2の貫通孔とは反対側の位置に設けられた第3の貫通孔の3つの貫通孔を形成し、前記シャフトに3つの貫通孔を形成した後、前記キーを前記第2の貫通孔より取り出し、前記キーを取り出した後、前記シャフトを、前記シャフトの中心に向かって押しつぶすように変形させ、前記シャフトと前記回転子鉄心間の締め代をなくして前記シャフトを移動可能とし、前記シャフトを前記回転子鉄心から引き抜いて前記回転子鉄心を取り出し、その後、前記回転子鉄心を新たなシャフトに取り付けることを特徴とする回転子のシャフト交換方法。 A rotor shaft replacement method for replacing a shaft inserted into a hole provided in the center of a rotor core, the method comprising:
After the shaft is removed from the rotor core, a fixture is placed in a ventilation hole formed in the rotor core to fix the rotor core;
Next, both ends of the shaft are cut at positions close to the rotor core, and end plate keys installed in end plates disposed at both ends of the rotor core in the axial direction are inserted into the ends of the rotor core. In order to remove the end plate from the end plate, the caulking process for fixing the position of the end plate is removed, and then the end plate key is removed from the end plate key groove of the end plate,
Next, in the shaft, a first through hole whose center is the same as that of the shaft, and a second through hole that reaches a keyway in which a key disposed between the rotor core and the shaft is installed. and a third through hole provided at a position opposite to the second through hole across the first through hole, and the three through holes are formed in the shaft. After the formation, the key is taken out from the second through hole, and after the key is taken out, the shaft is deformed so as to be crushed toward the center of the shaft, thereby tightening the space between the shaft and the rotor core. A rotor shaft exchange characterized in that the shaft is made movable without any interference, the shaft is pulled out from the rotor core, the rotor core is taken out, and the rotor core is then attached to a new shaft. Method.
前記回転子鉄心を新たなシャフトに取り付けた後、前記回転子鉄心と前記シャフトの固定を実施するため、前記回転子鉄心の軸方向両端に配置されているエンドプレートのエンドプレートキー用溝からエンドプレートキーを挿入し、挿入した前記エンドプレートキーを固定させるため、前記シャフトの交換前の位置とは異なる位置で固定を行って前記回転子鉄心と前記シャフトを固定することを特徴とする回転子のシャフト交換方法。 8. The rotor shaft replacement method according to claim 7,
After the rotor core is attached to a new shaft, in order to fix the rotor core and the shaft, the ends are inserted from the end plate key grooves of the end plates disposed at both axial ends of the rotor core. A rotor characterized in that a plate key is inserted, and in order to fix the inserted end plate key, fixation is performed at a position different from a position before replacement of the shaft to fix the rotor core and the shaft. How to replace the shaft.
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