JPH0626782B2 - 既設管の内面研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、発電用ボイラーなどの既設管の内面研磨装置
に関するものである。

「従来の技術」 発電用ボイラー管は長年使用すると管の内面にスケール
が付着したり減肉したりする。それで、減肉した管の一
部分を切り取って新管と取り替えている。その際、既設
管端面を仕上げると共にスケールが付着している内面に
作業員がグラインダーを押し付けて所定の寸法まで研磨
し、その後、新管と溶接により接続している。

「発明が解決しようとする課題」 従来の発電用ボイラー管の内面の研磨作業は手作業で行
っていたため、管内面の研磨状況が外部から確認できず
研磨状況確認のため研磨作業を中断しながら行うが、ど
うしても研磨不足や過研磨となり研磨量のバラツキは避
けがたい。また、発電用ボイラーでは取り替える管も多
数本あり、しかも垂直状に配置されている場合が多く、
研磨作業時間も長く、作業員にとっても肉体的疲労が大
きく、作業員の技能の良し悪しにより作業時間も左右さ
れている。

「課題を解決するための手段」 そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、作業員の技能に
左右されず短時間に精度よく管の内面研磨が行えるよう
に、端部内面を研磨加工される管の端部外周を管受台と
クランプ片とで把持するクランプ機構と、グラインダー
と、グラインダーの砥石を管の端部内面に位置するよう
にグラインダーを保持するグラインダーホルダーと、入
力回転軸と出力回転軸とをクランク状に配置し入力回転
軸と出力回転軸との偏心量を調整可能にしてグラインダ
ーに管の内面を研磨させるため管の内径に応じた回転半
径に調整して円運動を与え、且つ出力回転軸を入力回転
軸から遠ざかる方向に付勢手段で付勢させてグラインダ
ーの砥石を管の内面に押し付け、入力回転軸の他端およ
び出力回転軸の基端側はクランクケースに収容される回
転半径調整クランク機構と、前記回転半径調整クランク
機構の出力を出力回転軸と同様の円運動をさせてグライ
ンダーホルダーに伝達する伝達機構とよりなる既設管の
内面研磨装置を提供するものである。

「作 用」 研磨しようとする既設管の端部をクランプ機構で把持
し、グラインダーの砥石を管の端部内面に位置させ、回
転半径調整クランク機構を駆動して伝達機構を介して動
力をグラインダーホルダーに伝達してグラインダーを円
運動させると共に管の内面にグラインダーの砥石を押し
付けさせ、同時にグラインダーに圧縮空気を送って砥石
を回転させる。

「実施例」 本発明を、添付する図面に示す一実施例に基づいて以下
詳細に説明する。

第１図で、この既設管の内面研磨装置は、機枠１の一側
面に管受台２とクランプ３とよりなる管４のクランプ機
構５を設け、機枠１の他側面中央部に垂直状の支持板６
・６を所定間隔へだててその間に伝達機構７を設け、伝
達機構７の下端にグラインダーホルダー８を垂設し、グ
ラインダーホルダー８にグラインダー９の砥石10が管４
の内面に位置するようにしてグラインダー９を保持す
る。機枠１の上面にはギヤーボックス11、減速機ボック
ス12およびモーター13が順に積み重ねて載置されてい
て、ギヤーボックス11と前記伝達機構７上部との間に回
転半径調整クランク機構14が介在させてある。

管４のクランプ機構５は、第１図に示すように、機枠１
の下部にはグラインダー９の砥石10が通る孔21が穿設し
てあって、機枠１の下端一側には両端に支持突起を有す
る管受台２が研磨しようとする管４の外径の大きさに応
じた大きさのものとして着脱自在に取付けられる。管受
台２の上方にクランプ３が取付けられ、管受台２上に管
４を載置してクランプ３のクランプハンドル22を下方に
押すとクランプ片23が下方に移動して管４を把持する。
なお、管４を確実に把持させるため両支持突起とクラン
プ片23とは円周を三分し管受台２上の支突起の取付角度
を90゜にして配置してある。

次に、回転半径調整クランク機構14について第２図およ
び第３図により説明する。モーター13の垂直状の回転軸
25下端の歯車26は、垂直状の中間軸27上端の大歯車28と
噛み合ってモーター13の出力を減速し、中間軸27下端の
傘歯車29は水平状の入力回転軸30一端の傘歯車31に噛み
合い動力を伝達する。歯車26、大歯車28は減速機ボック
ス12に、傘歯車29、入力回転軸30の一端側はギヤーボッ
クス11にそれぞれ収容されている。回転半径調整クラン
ク機構14は前記入力回転軸30と出力回転軸32とを有し、
入力回転軸30と出力回転軸32とをクランク状に配置す
る。ここでクランク状とは入力回転軸30の軸線と出力回
転軸32の軸線とが図示状態で平面視で同一軸線上、すな
わち、出力回転軸32の軸線が入力回転軸30の軸線の延長
上に位置することをいい、正面視で入力回転軸30軸線と
出力回転軸32軸線とに上下方向の隔たりである偏心距離
Ｌを設定することができる。入力回転軸30の他端側およ
び出力回転軸32の基端側はクランクケース33に収容され
ている。入力回転軸30の他端には垂直状に調整軸34が固
着され、出力回転軸32の基端に垂直状に付勢軸35が固着
され、調整軸34はクランクケース33内に上下方向に摺動
自在に収容され適宜位置に固定するためクランクケース
33側壁に上下方向に刻設した長孔41から挿入させた固定
ボルト36で螺締し、付勢軸35はコイルスプリング39で上
方に付勢して摺動自在に設けクランクケース33側璧に刻
設した長孔37から挿入させたスライドピン38を取付け
る。

この付勢軸35はコイルスプリング39で上方に付勢するた
め上方を大径で下方を小径に形成し、下方の小径部分に
コイルスプリング39を外嵌めし、コイルスプリング39の
上端を段部に係合させ下端をクランクケース33の下面に
張設した座板40に係合させる。付勢軸35の下端はコイル
スプリング39を多量に圧縮した際は座板40に穿設した孔
から下方に突出可能とされている。コイルスプリング39
の付勢力は出力回転軸32を入力回転軸30から遠ざかる方
向に付勢している。

調整軸34の調整位置は内面を研磨しようとする管４の内
径の半径に応じて偏心距離Ｌを設定する。出力回転軸32
と入力回転軸30との偏心距離Ｌがグラインダー９の回転
半径となる。また、付勢軸35の付勢力はコイルスプリン
グ39の圧縮量によるのでグライダー９の砥石10を管４の
内面に強く押し付けようとするときにはコイルスプリン
グ39を大きく圧縮せしめるように付勢軸35を下方に位置
させてスライドピン38を付勢軸35に取付ける。なお、本
実施例は付勢手段としてコイルスプリング39の例につい
て述べているが、これに限られずゴムなどの弾性体、そ
の他の手段を用いることは自由である。

モーター13に通電するとモーター13が駆動して回転軸25
を回転させ、歯車26より大歯車28に動力が伝達され中間
軸27に減速されて動力が伝達され、傘歯車29より傘歯車
31と入力回転軸30に伝達され、入力回転軸30を中心にし
てクランクケース33は回転し出力回転軸32が入力回転軸
30を中心に円運動をなす。

出力回転軸32は入力回転軸30を中心に円運動をなし、そ
の円運動は伝達機構７を介してグラインダーホルダー８
に伝達されてグラインダー９を円運動させその砥石10も
同様に円運動をし同時に砥石10は管４の内面に押し付け
られ、グラインダー９に圧縮空気を供給すると砥石10は
回転して管４の内面を研磨する。

出力回転軸32の円運動がグラインダー９の砥石10に伝達
される機構について第１図、第２図、第３図および第４
図により説明する。クランクケース33は入力回転軸30を
中心にして回転する。すると出力回転軸32は偏心距離Ｌ
を回転半径として回転する。この出力回転軸32の円運動
が伝達機構７を介してグラインダーホルダー８に円運動
を伝達する。

伝達機構７は前記出力回転軸32をラジアルボールベアリ
ング46を介して保持した伝達体47があり、伝達体47から
は２本の縦摺動軸48・48を垂下させ、この縦摺動軸48・
48をスラストベアリング49・49を介して摺動自在に保持
した縦スライド50がある。縦摺動軸48・48下端にはグラ
インダーホルダー８が固着されている。支持板６・６に
は上下に水平状の横摺動軸51・51を横架し、横摺動軸51
・51にはスラストベアリングを介して横スライド52が摺
動自在に設けられている。この横スライド52と前記縦ス
ライド50とは固着して一体化されてスライド53とされて
いる。グラインダーホルダー８には軸心部に砥石10を備
えたグラインダー９が保持されている。

ここで、モーター13に通電して出力回転軸32が入力回転
軸30を中心として回転すると、伝達体47は出力回転軸32
により入力回転軸30を中心として回転しようとするが伝
達体47には２本の縦摺動軸48・48がスライド53の縦スラ
イド50に摺動自在に設けられしかも縦スライド50は横ス
ライド52に固着して一体化されており、横スライド52は
静止した支持板６・６間に横架した横摺動軸51・51に摺
動自在に設けられているため、出力回転軸32は図示の軌
跡円にしたがって回転するが伝達体47はその姿勢の状態
で出力回転軸32の軌跡にしたがって移動する。伝達体47
の移動は上下方向では縦摺動軸48・48が縦スライド50に
案内されて移動し横方向では横スライド52が横摺動軸51
・51に案内させて横方向に移動する。したがって縦摺動
軸48・48の下端に固着したグラインダーホルダー８は出
力回転軸32と同様の円運動をし、グラインダー９の砥石
10は同様の円運動をする。

次にグラインダー９の砥石10が管４の内壁に常時押し付
けられる機構について第５図により説明する。

第５図は第４図と同様の図示でクランクケース33が入力
回転軸30を中心として出力回転軸32が一回転する際のコ
イルスプリング39の出力回転軸32を介して砥石10を管４
内面に押し付ける状態を示すものである。

第５Ａ図はクランクケース33が垂直状で入力回転軸30の
直上に出力回転軸32が位置した状態で第２図の図示の状
態であって砥石10が管４内面上部に当接している状態で
ある。この場合出力回転軸32はコイルスプリング39によ
り入力回転軸30から遠ざかる方向、図示で上方に向けて
付勢されているため伝達機構７を介して砥石10は上方に
向けて押し付けられている。

第５Ｂ図では第５Ａ図からクランクケース33が90゜だけ
右方向に回転した状態を示し、砥石10も管４の内面の右
側に当接しており、コイルスプリング39により出力回転
軸32は右方向に向けて付勢されていて、伝達機構７を介
して砥石10も右方向に向けて押し付けられている。

第５Ｃ図ではさらにクランクケース33が右方向に90゜回
転した状態で砥石10は管４内面の下に当接していて、ク
ランクケース33において出力回転軸32はコイルスプリン
グ39により下方に向けて付勢されているため伝達機構７
を介して砥石10も下方に押し付けられている。

第５Ｄ図ではクランクケース33がさらに90゜回転して回
転出力軸32が入力回転軸30の左側方に位置した状態で、
砥石10も管４内面の左に当接している。クランクケース
33内では回転出力軸32がコイルスプリング39により左方
に向けて付勢されていて伝達機構７を介して砥石10が左
方に押し付けられている。

上述のようにして、クランクケース33のいかなる回転角
度のときでも砥石10は管４の内面に法線方向に押し付け
られている。

管の内面研磨装置ではコントロールボックスに接続しタ
イマーで時間をセットし、起動ボタンを押すことにより
研磨機の駆動とグラインダーの回転が連続し、一定の研
磨ができる。

「発明の効果」 従来の既設管の内面の研磨作業は手作業で行っていたた
め管内面の研磨状況が外部から確認できず研磨状況確認
のため研磨作業を中断しながら行わなければならずどう
しても研磨不足や過研磨となり研磨量のバラツキが避け
がたく、従来の研磨量のバラツキが 0.2〜0.3 mm程度で
あったが、本発明によると研磨量のバラツキが 0.1mm以
下となり精度よく管の内面研磨が行える。また、本発明
によると作業時間も34％短縮できた。さらに、本発明で
は既設管が設置してある狭箇所での作業も可能となっ
た。その上、作業員の技能に左右されず管の内面研磨が
行える。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の具体的一実施例で、第１図はその全体の
概要を示す斜視図、第２図は要部の回転半径調整クラン
ク機構の斜視図、第３図は回転半径調整クランク機構の
斜視図、第４図は回転半径調整クランク機構の動力をグ
ラインダーに伝達する伝達機構を説明する正面図、第５
図は砥石を管の内面に押し付ける機構を説明する正面図
である。 ４……管 ５……クランプ機構 ９……グラインダー 10……砥石 ８……グラインダーホルダー 30……入力回転軸 32……出力回転軸 Ｌ……偏心量 14……回転半径調整クランク機構 ７……伝達機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端部内面を研磨加工される管の端部外周を
   管受台とクランプ片とで把持するクランプ機構と、グラ
   インダーと、グラインダーの砥石を管の端部内面に位置
   するようにグラインダーを保持するグラインダーホルダ
   ーと、入力回転軸と出力回転軸とをクランク状に配置し
   入力回転軸と出力回転軸との偏心量を調整可能にしてグ
   ラインダーに管の内面を研磨させるため管の内径に応じ
   た回転半径に調整して円運動を与え、且つ出力回転軸を
   入力回転軸から遠ざかる方向に付勢手段で付勢させてグ
   ラインダーの砥石を管の内面に押し付け、入力回転軸の
   他端および出力回転軸の基端側はクランクケースに収容
   される回転半径調整クランク機構と、前記回転半径調整
   クランク機構の出力を出力回転軸と同様の円運動をさせ
   てグラインダーホルダーに伝達する伝達機構とよりなる
   既設管の内面研磨装置。