JPH0777005A - 中空回転軸の結合装置 - Google Patents
中空回転軸の結合装置Info
- Publication number
- JPH0777005A JPH0777005A JP22440693A JP22440693A JPH0777005A JP H0777005 A JPH0777005 A JP H0777005A JP 22440693 A JP22440693 A JP 22440693A JP 22440693 A JP22440693 A JP 22440693A JP H0777005 A JPH0777005 A JP H0777005A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shafts
- ring
- centering ring
- fitted
- rotary shaft
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は中空回転軸の結合部に芯出しのため
に設けてあるインローの嵌合部がフレッティング疲労を
起すことを解消する目的でインローをなくし、代りに芯
出しリングを嵌合させた中空回転軸の結合装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 本発明は軸に垂直な結合面同士を当接させボ
ルト等の結合手段により結合してなる中空回転軸の結合
装置において、インローを有しない平坦な結合面と、同
結合面同士の当接状態で結合部内周の半径方向に形成さ
れる所要深さの環状溝と、同環状溝に環状突起を嵌入さ
れ中空回転軸の結合部の軸方向両内周に亘って円筒部を
嵌合され中空回転軸より熱膨張係数が大きく縦弾性係数
が小さい外周に環状突起を備えた円筒体よりなる芯出し
リングとを具備してなることを特徴とする中空回転軸の
結合装置、を構成とする。
に設けてあるインローの嵌合部がフレッティング疲労を
起すことを解消する目的でインローをなくし、代りに芯
出しリングを嵌合させた中空回転軸の結合装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 本発明は軸に垂直な結合面同士を当接させボ
ルト等の結合手段により結合してなる中空回転軸の結合
装置において、インローを有しない平坦な結合面と、同
結合面同士の当接状態で結合部内周の半径方向に形成さ
れる所要深さの環状溝と、同環状溝に環状突起を嵌入さ
れ中空回転軸の結合部の軸方向両内周に亘って円筒部を
嵌合され中空回転軸より熱膨張係数が大きく縦弾性係数
が小さい外周に環状突起を備えた円筒体よりなる芯出し
リングとを具備してなることを特徴とする中空回転軸の
結合装置、を構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン、蒸気ター
ビンその他の中空回転軸の結合装置、詳しくはその結合
部の芯出しおよび運転時の芯ずれを防止し、かつフレッ
ティング疲労を防止する装置に関する。
ビンその他の中空回転軸の結合装置、詳しくはその結合
部の芯出しおよび運転時の芯ずれを防止し、かつフレッ
ティング疲労を防止する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３〜図５に従来のガスタービンの中空
回転軸よりなるロータの結合部を示す。
回転軸よりなるロータの結合部を示す。
【０００３】図３はロータの中心線に沿った断面の片側
で示したロータ結合部９の近傍の縦断面図、図４は図３
のロータ結合部９の拡大図、図５は図４のインロー部６
の拡大図である。
で示したロータ結合部９の近傍の縦断面図、図４は図３
のロータ結合部９の拡大図、図５は図４のインロー部６
の拡大図である。
【０００４】ロータ結合部９はシャフト１と２とが軸に
垂直な結合面１０で当接し、軸に平行なはめあい部１１
を有したインロー部６で嵌合して芯出しし、締付けボル
ト３、締付けナット４とで結合されてなっている。
垂直な結合面１０で当接し、軸に平行なはめあい部１１
を有したインロー部６で嵌合して芯出しし、締付けボル
ト３、締付けナット４とで結合されてなっている。
【０００５】インロー部６の主たる作用は組立て時に圧
縮機ディスク７のはめ合い部を冷却してロータ結合し、
温度上昇によって結合部の芯出しを行うものである。な
お、図中８はタービンディスクである。
縮機ディスク７のはめ合い部を冷却してロータ結合し、
温度上昇によって結合部の芯出しを行うものである。な
お、図中８はタービンディスクである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のロータ結合
部には解決すべき次の課題があった。
部には解決すべき次の課題があった。
【０００７】即ち、従来のロータ結合部では、インロー
部６によって結合部の芯出しおよび運転時の芯ずれ防止
を行っていた。このインロー部６では、シャフト１とシ
ャフト２の運転時における半径方向の変形を回転軸に平
行なはめあい部１１で互いに拘束し合うため、高い接触
面圧が生じ易い。さらに、シャフト１，２が自重あるい
は外力によって撓んだ状態で回転および振れ回りした場
合にははめあい部１１の接触面が減少し、局部的ピーク
を示す面圧分布となり、接触面圧が非常に高くなる。同
時に、接触面において両シャフト間に回転軸方向の相対
変位差（すべり）が生じる。この結果、インロー部６は
フレッティング疲労き裂の発生原因の一つとなるという
問題があった。
部６によって結合部の芯出しおよび運転時の芯ずれ防止
を行っていた。このインロー部６では、シャフト１とシ
ャフト２の運転時における半径方向の変形を回転軸に平
行なはめあい部１１で互いに拘束し合うため、高い接触
面圧が生じ易い。さらに、シャフト１，２が自重あるい
は外力によって撓んだ状態で回転および振れ回りした場
合にははめあい部１１の接触面が減少し、局部的ピーク
を示す面圧分布となり、接触面圧が非常に高くなる。同
時に、接触面において両シャフト間に回転軸方向の相対
変位差（すべり）が生じる。この結果、インロー部６は
フレッティング疲労き裂の発生原因の一つとなるという
問題があった。
【０００８】本発明は上記問題を解決した、フレッティ
ング疲労き裂の発生しない中空回転軸の結合装置を提供
することを目的とする。
ング疲労き裂の発生しない中空回転軸の結合装置を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、軸に垂直な結合面同士を当接させボルト等
の結合手段により結合してなる中空回転軸の結合装置に
おいて、インローを有しない平坦な結合面と、同結合面
同士の当接状態で結合部内周の半径方向に形成される所
要深さの環状溝と、同環状溝に環状突起を嵌入され中空
回転軸の結合部の軸方向両内周に亘って円筒部を嵌合さ
れ中空回転軸より熱膨張係数が大きく縦弾性係数が小さ
い外周に環状突起を備えた円筒体よりなる芯出しリング
とを具備してなることを特徴とする中空回転軸の結合装
置、を提供しようとするものである。
手段として、軸に垂直な結合面同士を当接させボルト等
の結合手段により結合してなる中空回転軸の結合装置に
おいて、インローを有しない平坦な結合面と、同結合面
同士の当接状態で結合部内周の半径方向に形成される所
要深さの環状溝と、同環状溝に環状突起を嵌入され中空
回転軸の結合部の軸方向両内周に亘って円筒部を嵌合さ
れ中空回転軸より熱膨張係数が大きく縦弾性係数が小さ
い外周に環状突起を備えた円筒体よりなる芯出しリング
とを具備してなることを特徴とする中空回転軸の結合装
置、を提供しようとするものである。
【００１０】
【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。
を有する。
【００１１】即ち、中空回転軸の結合面がインローを有
しない平坦な結合面をなし、結合面同士の当接し合った
状態で結合部内周の半径方向に形成される環状溝を備え
ていて、同環状溝には芯出しリングの外周の環状突起が
嵌入され、結合部の軸方向両内周に亘って円筒部を嵌合
された芯出しリングは中空回転軸より熱膨張係数が大き
く、縦弾性係数が小さいため、装置の組立て時に芯出し
リングを冷しばめとすることにより、組立て完了時に中
空回転軸結合部の芯出しが実現される。また運転時にお
いては、中空回転軸の温度上昇によって、芯出しリング
は熱膨張係数が大きいため中空回転軸結合部よりも半径
方向に多く伸びようとするため、常に芯出しリングが中
空回転軸結合部内周に密着し、運転時の芯ずれ防止も実
現される。このことは同時に、芯出しリング単独での回
転といった中空回転軸への有害な運動も防止するもので
ある。さらに、縦弾性係数が小さいため、接触面圧の増
加も低く抑えることができ、フレッティング疲労に対し
て問題となる面圧上昇を防止することができる。
しない平坦な結合面をなし、結合面同士の当接し合った
状態で結合部内周の半径方向に形成される環状溝を備え
ていて、同環状溝には芯出しリングの外周の環状突起が
嵌入され、結合部の軸方向両内周に亘って円筒部を嵌合
された芯出しリングは中空回転軸より熱膨張係数が大き
く、縦弾性係数が小さいため、装置の組立て時に芯出し
リングを冷しばめとすることにより、組立て完了時に中
空回転軸結合部の芯出しが実現される。また運転時にお
いては、中空回転軸の温度上昇によって、芯出しリング
は熱膨張係数が大きいため中空回転軸結合部よりも半径
方向に多く伸びようとするため、常に芯出しリングが中
空回転軸結合部内周に密着し、運転時の芯ずれ防止も実
現される。このことは同時に、芯出しリング単独での回
転といった中空回転軸への有害な運動も防止するもので
ある。さらに、縦弾性係数が小さいため、接触面圧の増
加も低く抑えることができ、フレッティング疲労に対し
て問題となる面圧上昇を防止することができる。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例を図１、図２により説明す
る。なお、従来例と同機能を有する部材には同符号を付
し、必要ある場合を除き説明を省略する。
る。なお、従来例と同機能を有する部材には同符号を付
し、必要ある場合を除き説明を省略する。
【００１３】図１は従来例の図４に対応する本実施例の
図、図２は図１の芯出しリング５近傍の拡大図である。
図、図２は図１の芯出しリング５近傍の拡大図である。
【００１４】両図において、５は芯出しリングでシャフ
ト１，２が仮りに材質、鋼よりなっている場合は、鋼よ
り熱膨張係数が大きく、縦弾性係数の小さい銅合金等が
材質として選ばれる。
ト１，２が仮りに材質、鋼よりなっている場合は、鋼よ
り熱膨張係数が大きく、縦弾性係数の小さい銅合金等が
材質として選ばれる。
【００１５】芯出しリング５は後述の環状溝１２に外周
の環状突起５ａを嵌入し、円筒体５ｂをシャフト１，２
の両内周に亘って後述の冷やしばめ手段により嵌合され
ている。１０ａはシャフト１と２とのインローを有しな
い結合面、１２は図のようにシャフト１と２とが結合面
１０ａで当接した状態で、結合部の内周の半径方向に所
要の深さで環状に設けられた環状溝である。その他の構
成は従来例と特段の相違はない。
の環状突起５ａを嵌入し、円筒体５ｂをシャフト１，２
の両内周に亘って後述の冷やしばめ手段により嵌合され
ている。１０ａはシャフト１と２とのインローを有しな
い結合面、１２は図のようにシャフト１と２とが結合面
１０ａで当接した状態で、結合部の内周の半径方向に所
要の深さで環状に設けられた環状溝である。その他の構
成は従来例と特段の相違はない。
【００１６】次に上記構成の作用について説明する。
【００１７】先ず、芯出しリング５を組込む手順は締付
けボルト３、締付けナット４を締結前に、芯出しリング
５を冷やしばめしておき、然る後、締付けボルト３、締
付けナット４を締結する。芯出しリング５は常温で所要
の締り嵌めとなるよう円筒体５ｂの外径に締め代を付加
して製作されている。
けボルト３、締付けナット４を締結前に、芯出しリング
５を冷やしばめしておき、然る後、締付けボルト３、締
付けナット４を締結する。芯出しリング５は常温で所要
の締り嵌めとなるよう円筒体５ｂの外径に締め代を付加
して製作されている。
【００１８】締付ボルト３、締付けナット４の締付け開
始時には冷やしばめした芯出しリング５は雰囲気温度近
くまで昇温していて膨張しようとし、シャフト１，２を
内周から外方へ圧してシャフト１と２の内周面を面一に
し、芯出ししている。この状態で締付けが行なわれ、芯
出し、組立が完了する。
始時には冷やしばめした芯出しリング５は雰囲気温度近
くまで昇温していて膨張しようとし、シャフト１，２を
内周から外方へ圧してシャフト１と２の内周面を面一に
し、芯出ししている。この状態で締付けが行なわれ、芯
出し、組立が完了する。
【００１９】次に上記構成の装置が運転状態に入ると、
たとえば、装置がガスタービン、蒸気タービン等のロー
タであった場合、装置は高温雰囲気に晒らされるので、
シャフト１，２に比し熱膨張係数の大きな芯出しリング
５はますますシャフト１，２の内周を半径方向に圧し、
常に芯ずれを防止する。
たとえば、装置がガスタービン、蒸気タービン等のロー
タであった場合、装置は高温雰囲気に晒らされるので、
シャフト１，２に比し熱膨張係数の大きな芯出しリング
５はますますシャフト１，２の内周を半径方向に圧し、
常に芯ずれを防止する。
【００２０】その際、環状突起５ａは環状溝１２に嵌ま
っているので芯出しリング５がシャフト１，２の軸方向
にズレることはない。
っているので芯出しリング５がシャフト１，２の軸方向
にズレることはない。
【００２１】また、芯出しリング５は上述のような状態
で、シャフト１と２との結合面１０ａの内周側に保持さ
れるのみで、シャフト１または同２に対し格別の固定端
を持たず、かつ質量も小さくて慣性力は無視するに足り
るため、シャフト１，２の振動等に対しても容易に追随
し、相互間に微視的な相対運動を生じることが殆どな
く、かつ、縦弾性係数が比較的に小さいため、相対面圧
も小さく、フレッティング疲労を発生する懸念がない。
で、シャフト１と２との結合面１０ａの内周側に保持さ
れるのみで、シャフト１または同２に対し格別の固定端
を持たず、かつ質量も小さくて慣性力は無視するに足り
るため、シャフト１，２の振動等に対しても容易に追随
し、相互間に微視的な相対運動を生じることが殆どな
く、かつ、縦弾性係数が比較的に小さいため、相対面圧
も小さく、フレッティング疲労を発生する懸念がない。
【００２２】また、シャフト１，２間にはインロー等の
嵌合部がないので、従来のようにシャフト１，２間にフ
レッティング疲労の発生する危険は全くない。
嵌合部がないので、従来のようにシャフト１，２間にフ
レッティング疲労の発生する危険は全くない。
【００２３】また、芯出しリング５は上述の通り、シャ
フト１，２の内周に膨張力によって常に密着し、かつ、
環状突起５ａがシャフト１，２間に挟まれているため、
自身が振動等によって自転することはなく、従って、そ
のような自転振動等の有害な運動を生じることもない。
フト１，２の内周に膨張力によって常に密着し、かつ、
環状突起５ａがシャフト１，２間に挟まれているため、
自身が振動等によって自転することはなく、従って、そ
のような自転振動等の有害な運動を生じることもない。
【００２４】以上の通り、本実施例によれば、結合面１
０ａがインロー部分を持たず、平坦なのでシャフト１ま
たは２にフレッティング疲労を生じることがないという
利点がある。
０ａがインロー部分を持たず、平坦なのでシャフト１ま
たは２にフレッティング疲労を生じることがないという
利点がある。
【００２５】また、高温雰囲気下にあっても、シャフト
１，２間に芯ずれを生じることがないという利点があ
る。
１，２間に芯ずれを生じることがないという利点があ
る。
【００２６】また、シャフト１，２と芯出しリング５間
にフレッティング疲労が生じることもないという利点が
ある。
にフレッティング疲労が生じることもないという利点が
ある。
【００２７】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。
の効果を有する。
【００２８】即ち、本発明によれば中空回転軸の結合面
からインロー部を廃し、平坦な結合面とし、芯出しは、
熱膨張係数が大きく縦弾性係数の小さい芯出しリングに
よって行なうので、従来のようにインローの嵌合部に生
じていたフレッティング疲労が解消する。
からインロー部を廃し、平坦な結合面とし、芯出しは、
熱膨張係数が大きく縦弾性係数の小さい芯出しリングに
よって行なうので、従来のようにインローの嵌合部に生
じていたフレッティング疲労が解消する。
【００２９】また、高温雰囲気下でも熱膨張係数の大き
い芯出しリングが中空回転軸の結合部内周を外方に圧す
るので芯ずれが生じることがない。
い芯出しリングが中空回転軸の結合部内周を外方に圧す
るので芯ずれが生じることがない。
【００３０】また、芯出しリングは慣性力が小さく構造
的固定端も有しないので、中空回転軸との間に相対摩擦
を生じず、芯出しリングと中空回転軸の双方にフレッテ
ィング疲労は生じない。
的固定端も有しないので、中空回転軸との間に相対摩擦
を生じず、芯出しリングと中空回転軸の双方にフレッテ
ィング疲労は生じない。
【図１】本発明の一実施例の中空回転軸であるロータの
シャフト結合部の縦断面図（従来例の第４図に対応）、
シャフト結合部の縦断面図（従来例の第４図に対応）、
【図２】図１の芯出しリング５近傍の拡大図、
【図３】従来例のガスタービンのロータ結合部近傍の縦
断面の片側の図、
断面の片側の図、
【図４】従来例の図３のロータ結合部９の拡大図、
【図５】従来例の図４のインロー部６の拡大図である。
１，２ シャフト ３ 締付けボルト ４ 締付けナット ５ 芯出しリング ５ａ 環状突起 ５ｂ 円筒体 １０ａ 結合面 １２ 環状溝
Claims (1)
- 【請求項１】 軸に垂直な結合面同士を当接させボルト
等の結合手段により結合してなる中空回転軸の結合装置
において、インローを有しない平坦な結合面と、同結合
面同士の当接状態で結合部内周の半径方向に形成される
所要深さの環状溝と、同環状溝に環状突起を嵌入され中
空回転軸の結合部の軸方向両内周に亘って円筒部を嵌合
され中空回転軸より熱膨張係数が大きく縦弾性係数が小
さい外周に環状突起を備えた円筒体よりなる芯出しリン
グとを具備してなることを特徴とする中空回転軸の結合
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22440693A JPH0777005A (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 中空回転軸の結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22440693A JPH0777005A (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 中空回転軸の結合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777005A true JPH0777005A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16813268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22440693A Withdrawn JPH0777005A (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 中空回転軸の結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777005A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006097585A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エアセパレータの取付構造及びそれを備えたガスタービン |
| CN103670527A (zh) * | 2012-09-17 | 2014-03-26 | 阿尔斯通技术有限公司 | 转子组件和改装方法 |
-
1993
- 1993-09-09 JP JP22440693A patent/JPH0777005A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006097585A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エアセパレータの取付構造及びそれを備えたガスタービン |
| CN103670527A (zh) * | 2012-09-17 | 2014-03-26 | 阿尔斯通技术有限公司 | 转子组件和改装方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001128 |