JPS5834333A - カツプリング応力監視装置 - Google Patents
カツプリング応力監視装置Info
- Publication number
- JPS5834333A JPS5834333A JP13262781A JP13262781A JPS5834333A JP S5834333 A JPS5834333 A JP S5834333A JP 13262781 A JP13262781 A JP 13262781A JP 13262781 A JP13262781 A JP 13262781A JP S5834333 A JPS5834333 A JP S5834333A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stress
- coupling
- displacement
- power plant
- monitoring device
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
- G01M13/022—Power-transmitting couplings or clutches
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は火力発電などの動力プラントの回転動力伝達用
ダイヤスラムカップリングの応力状態を監視する装置に
関するものである。
ダイヤスラムカップリングの応力状態を監視する装置に
関するものである。
ガスタービン、蒸気タービン、及び発′成機を同一動力
軸に直結した複合元αプラントなどのように長大な動力
軸を有する励カプラントにおいては。
軸に直結した複合元αプラントなどのように長大な動力
軸を有する励カプラントにおいては。
動力祷の中間にダイヤフラムカップリングなどのフレキ
シブルカップリングを介装して軸心方向の熱膨張収縮を
吸収させる必要がある。
シブルカップリングを介装して軸心方向の熱膨張収縮を
吸収させる必要がある。
第1図は、ガスタービン用圧縮偵1、ガスタービン21
発電侵3.及び蒸気タービン4からなる1輔型複倉発d
プラントの1例である。本例においてガスタービン2の
ロータ軸と発電機3のロータ軸とはりジットカップリン
グ5で4結され、発電機30ロータr咄と蒸気タービン
4のロータ1咄とはダイヤフラムカップリング6で連結
されている。
発電侵3.及び蒸気タービン4からなる1輔型複倉発d
プラントの1例である。本例においてガスタービン2の
ロータ軸と発電機3のロータ軸とはりジットカップリン
グ5で4結され、発電機30ロータr咄と蒸気タービン
4のロータ1咄とはダイヤフラムカップリング6で連結
されている。
7および8はスラストnll 9で必る。
第2図に上fidダイヤフラムカップリングの詳細な断
面を示す。9は発電機ロータ軸、15は蒸気タービンロ
ータ軸、10.10はカップリングボス、11.11は
柔軟構造のダイヤフラム、12゜12はダイヤフラムカ
バーである。ダイヤフラム11はカップリングボス10
と同カバー12との間に挾まれ、ボルトナツト13で締
付けて取付けられている。14は、その両端をそ扛ぞれ
ダイヤフラム11.11に固層された回転動力伝達用の
スリーブである。
面を示す。9は発電機ロータ軸、15は蒸気タービンロ
ータ軸、10.10はカップリングボス、11.11は
柔軟構造のダイヤフラム、12゜12はダイヤフラムカ
バーである。ダイヤフラム11はカップリングボス10
と同カバー12との間に挾まれ、ボルトナツト13で締
付けて取付けられている。14は、その両端をそ扛ぞれ
ダイヤフラム11.11に固層された回転動力伝達用の
スリーブである。
第3図は前述のダイヤフラムカップリングの機Ml:
J2.同図である。同図(a)は両軸間に軸心方向の変
位も軸半径方向の心狂いもgい正常な状態である。
J2.同図である。同図(a)は両軸間に軸心方向の変
位も軸半径方向の心狂いもgい正常な状態である。
同図(b)は両軸が軸心方向にX寸法だけ圧縮された状
態である。両軸が離れる方向に変位した場合は上記Xの
値が負となる。同図(C)は両軸が軸半径方向に寸法δ
だけ心狂いしだ状態である。ダイヤスラムカップリング
は上記第3図(b)又は同図(C)のように両軸の軸心
方向の変位や軸半径方向の心狂いなどのミスアライメン
トを吸収して回転動力を伝達する。
態である。両軸が離れる方向に変位した場合は上記Xの
値が負となる。同図(C)は両軸が軸半径方向に寸法δ
だけ心狂いしだ状態である。ダイヤスラムカップリング
は上記第3図(b)又は同図(C)のように両軸の軸心
方向の変位や軸半径方向の心狂いなどのミスアライメン
トを吸収して回転動力を伝達する。
動力プラントの稼動中、上記のダイヤフラムカップリン
グは回転による遠心応ツバ トルク伝達のための捩シ応
力、及びミスアライメントによる曲げ応力金主じる。
グは回転による遠心応ツバ トルク伝達のための捩シ応
力、及びミスアライメントによる曲げ応力金主じる。
次に、第4図乃至第7図について上述の各応力を足置的
に説明する。
に説明する。
第4図は回転による遠心応力σ1 と回転速度Nとの関
係全示し、σ、 ’oc N ’Iである。
係全示し、σ、 ’oc N ’Iである。
第5図は動力伝達による捩シ応力σ、と伝達トルクTと
の関係を示し、σ、ocTである。
の関係を示し、σ、ocTである。
上記のσ1及びσ、はダイヤフラムが第3図(a)のよ
うに正常な状態においても発生する。
うに正常な状態においても発生する。
第6図は軸心方向の変位Xと、細心方向変位による応力
σ、との関係を示し、σ、OCXである。
σ、との関係を示し、σ、OCXである。
上述のσ1.σ、及びσ、は一定の運転状態においては
定常的な応力でめシ1回転に同期しない。
定常的な応力でめシ1回転に同期しない。
第7図は心狂い量δと心狂いによる応力σ、との関係を
示し、σ、■δである。通常の場合、このσ4の値はσ
1 、σ2.σ畠に比して小さいが。
示し、σ、■δである。通常の場合、このσ4の値はσ
1 、σ2.σ畠に比して小さいが。
このσ、は一定の運転状態においても回転と同期して変
1助する応力である。
1助する応力である。
動力プラントの回転動力伝達用ダイヤフラムカップリン
グは上述のように複雑な応力状態の下に過酷な条件で使
用されるので疲労などの損耗が進行する虞れがあり、万
一、運転中に破損した場合は重大な事故を誘発するので
、定期的に点検するだけでなく、稼動中も常に応力状態
全監視していることが安全対床上有効である。
グは上述のように複雑な応力状態の下に過酷な条件で使
用されるので疲労などの損耗が進行する虞れがあり、万
一、運転中に破損した場合は重大な事故を誘発するので
、定期的に点検するだけでなく、稼動中も常に応力状態
全監視していることが安全対床上有効である。
本発明の目的は、ダイヤスラムカップリングの応力状態
全常時監視し得る簡便な装置を提供するにある。
全常時監視し得る簡便な装置を提供するにある。
上記の目的全達成するため、本発明は、カップリング取
付部の近傍に+1qh心方向の変位置を検出する手段を
設け、上記の検出手段によって検出した変位量と、この
ダイヤフラムカップリングを備えた動力プラントの回転
速度及び負荷に基づいてダイヤフラムカップリングに発
生している応力を算出する手段を備えたことを特徴とす
る。
付部の近傍に+1qh心方向の変位置を検出する手段を
設け、上記の検出手段によって検出した変位量と、この
ダイヤフラムカップリングを備えた動力プラントの回転
速度及び負荷に基づいてダイヤフラムカップリングに発
生している応力を算出する手段を備えたことを特徴とす
る。
次に、本発明の一実施例を第8図について説明する。本
図において、発電機ロータ軸9.ダイヤフラム11.同
カバー12.同取付ボルトナツト13、及びスリーブ1
4は第2図について説明した従来形のダイヤフラムカッ
プリングにおけると同様の構成部材である。カップリン
グボス10′は従来と類似の部材であるがその外周に7
ランジ状の突起16を一体形成しである。
図において、発電機ロータ軸9.ダイヤフラム11.同
カバー12.同取付ボルトナツト13、及びスリーブ1
4は第2図について説明した従来形のダイヤフラムカッ
プリングにおけると同様の構成部材である。カップリン
グボス10′は従来と類似の部材であるがその外周に7
ランジ状の突起16を一体形成しである。
17は動力媚1の伸び検出器でろって、非接触形の距離
検出器(図示せず)を内蔵している。この伸び検出器1
7を前記のフランジ状突起16の端面に対向離間させて
、当該動力プラントの固定部分(図示せず)に固層する
。
検出器(図示せず)を内蔵している。この伸び検出器1
7を前記のフランジ状突起16の端面に対向離間させて
、当該動力プラントの固定部分(図示せず)に固層する
。
伸び検出器17によって検出されたカップリングボス1
0′の軸心方向の変位は伸縮表示器18に表示される。
0′の軸心方向の変位は伸縮表示器18に表示される。
さきに第1図について説明したように蒸気タービンロー
タホロ15には、ダイヤフラムカップリングに直近の個
所にスラスト軸受8が設けられ、軸心方向の位置ぎめが
為されている。このため前記のカップリングボス10′
の細心方向変位はダイヤフラムカップリングの取付長さ
の変化、即ち、第3図(b)における変位:14tXe
表わす。
タホロ15には、ダイヤフラムカップリングに直近の個
所にスラスト軸受8が設けられ、軸心方向の位置ぎめが
為されている。このため前記のカップリングボス10′
の細心方向変位はダイヤフラムカップリングの取付長さ
の変化、即ち、第3図(b)における変位:14tXe
表わす。
本実施例は以上のようにしてダイヤスラムカップリング
の発゛r区機ロータ輔に対する取付部の近傍にII!I
II心方向の変位JItを恢出する手段金膜ける。そし
て、上記の検出手段によって検出した変位量と。
の発゛r区機ロータ輔に対する取付部の近傍にII!I
II心方向の変位JItを恢出する手段金膜ける。そし
て、上記の検出手段によって検出した変位量と。
当該動力プラントの回転速度及び同負荷とに基づいてダ
イヤフラムカップリングに発生している応力全算出する
だめの手段として、当該励カプラントの回転速度表示器
19及び同負荷表示器20を前(i2の伸Ma戎示器1
8と並べて設置する。
イヤフラムカップリングに発生している応力全算出する
だめの手段として、当該励カプラントの回転速度表示器
19及び同負荷表示器20を前(i2の伸Ma戎示器1
8と並べて設置する。
運転員は、第4図、第5図および第6図について先に説
明した応力変化状態を心得ていて、伸縮表示器18によ
って表わされる変位量Xから変位による応力σ、全算定
し、回転速度表示器19によって表わされる回転4度N
から遠心応力σIを算定し、負荷表示器20に衆わされ
る負荷馬力数から伝達トルクTおよび捩りによる応力σ
、全算定し、これらの応力σ5.σ2.σ1の値を総合
的に考察してダイヤフラムカップリングの応力状態が安
全な状態でめるか否か全判1析することができる。
明した応力変化状態を心得ていて、伸縮表示器18によ
って表わされる変位量Xから変位による応力σ、全算定
し、回転速度表示器19によって表わされる回転4度N
から遠心応力σIを算定し、負荷表示器20に衆わされ
る負荷馬力数から伝達トルクTおよび捩りによる応力σ
、全算定し、これらの応力σ5.σ2.σ1の値を総合
的に考察してダイヤフラムカップリングの応力状態が安
全な状態でめるか否か全判1析することができる。
第9図は上記の実施例を更に制度に自動化した実施例の
ブロック図である。
ブロック図である。
本例においては、応力を自動的に算出するため自動演算
ar24′ft設け、この凛算磯24に伸び検出器17
の出力信号と、当該動力プラントの回転速度信号22と
、同負荷信号23と金入力させる。
ar24′ft設け、この凛算磯24に伸び検出器17
の出力信号と、当該動力プラントの回転速度信号22と
、同負荷信号23と金入力させる。
上記の演算器24は、前例において作業員が人為的に算
出したσ3 、σ2およびσ、の1直を自動的に丼出で
きる慎17に、備え、かつ、これらの応力を合成する機
能を備えたものとする。
出したσ3 、σ2およびσ、の1直を自動的に丼出で
きる慎17に、備え、かつ、これらの応力を合成する機
能を備えたものとする。
上記の演算器24に比較′a25を併設し、別途設計的
に設定した許容応力を上記の比較器25に記憶させてお
く。比較器25は前述の合成応力と許容応力との比全算
出してその結果を表示器26に表示せしめる。
に設定した許容応力を上記の比較器25に記憶させてお
く。比較器25は前述の合成応力と許容応力との比全算
出してその結果を表示器26に表示せしめる。
本例のように、カップリング取付部の変位量と勤カプラ
ントの負荷1B号及び回転速度信号と全入力される自動
演算器24に、予め設定された許容応力レベル全Ae憶
する機能及び衣示磯龍ヶ備えさせておくと、運転員によ
シ人為的計算を要せずに常時ダイヤスラムカップリング
の応力状態とその安全率が表示されるので、ダイヤフラ
ムカップリングの安全管理が省力化される。
ントの負荷1B号及び回転速度信号と全入力される自動
演算器24に、予め設定された許容応力レベル全Ae憶
する機能及び衣示磯龍ヶ備えさせておくと、運転員によ
シ人為的計算を要せずに常時ダイヤスラムカップリング
の応力状態とその安全率が表示されるので、ダイヤフラ
ムカップリングの安全管理が省力化される。
第10図は第9図の実施例全史にM K化した実施例で
、比較器25による比較演算の結果1合成応力〉許容応
力となった場せ、比較器25から動力プラントの運転制
側1器27に負荷@e、 1m令28を与える。このよ
うに構成することによシ、ダイヤフラムカップリングの
応力が危険状態になると自動的に動力プラントの負荷が
軽減されるので。
、比較器25による比較演算の結果1合成応力〉許容応
力となった場せ、比較器25から動力プラントの運転制
側1器27に負荷@e、 1m令28を与える。このよ
うに構成することによシ、ダイヤフラムカップリングの
応力が危険状態になると自動的に動力プラントの負荷が
軽減されるので。
ダイヤフラムカップリングに関する不測の事故が(9)
未然に防止され、特に1表示器26が表示している危険
信号全見落とすなどの人為的なミス全予防することがで
きる。
信号全見落とすなどの人為的なミス全予防することがで
きる。
第11図は前記と異なる実施例を示す。第8図の実施例
の構成に加えて軸半径方向の変位全検出する心狂い検出
器29.29(zそれぞれカップリングボス10,10
’の外周部に対同離間させて、当該動力プラントの固定
部分(図示せず)に固着する。上記の心狂い検出器29
.29はそれぞれ非接触形距離計(図示せず)を内蔵し
ていて、カップリングボス10,10’との間の距離e
[わす信号30.30金加算器31に人力させる。
の構成に加えて軸半径方向の変位全検出する心狂い検出
器29.29(zそれぞれカップリングボス10,10
’の外周部に対同離間させて、当該動力プラントの固定
部分(図示せず)に固着する。上記の心狂い検出器29
.29はそれぞれ非接触形距離計(図示せず)を内蔵し
ていて、カップリングボス10,10’との間の距離e
[わす信号30.30金加算器31に人力させる。
加算器31は上記の距離信号30.30の差を算出し、
その結果全偏心信号32としてIM心表示器33に入力
してこれfi[示させる。
その結果全偏心信号32としてIM心表示器33に入力
してこれfi[示させる。
これによシ、運転員は第7図におけるδの値を知シ、容
易に心狂い応力σ4を算出することができるので、前述
のようにして得られたσ、、σ2及びσ1の値と併せて
ダイヤスラムカップリングの応力状態を詳細に考察する
ことができる。σ。
易に心狂い応力σ4を算出することができるので、前述
のようにして得られたσ、、σ2及びσ1の値と併せて
ダイヤスラムカップリングの応力状態を詳細に考察する
ことができる。σ。
(10)
の匝は既述のごとく、通常σ、、σ7.σ、よシも小さ
いが、回転に同期した変動応力でろるためダイヤフラム
の疲労に影#を与える。このため、本例のようにしてσ
4の1Ifi、金考戚に加えるとダイヤスラムの安全管
理全よシ精密に行うことができる。
いが、回転に同期した変動応力でろるためダイヤフラム
の疲労に影#を与える。このため、本例のようにしてσ
4の1Ifi、金考戚に加えるとダイヤスラムの安全管
理全よシ精密に行うことができる。
第12図は上例における距ra 45号30.30を演
算器24に入力するように構成した他の実施例である。
算器24に入力するように構成した他の実施例である。
本例の場合、演算器24は距離信号30と同30との差
金演算してダイヤスラムカップリングの心狂い量δ全算
出し得る能力全備えたものとし、かつ、上り己の心狂い
量δから心狂い応力σ4金算出する機能、並びに各応力
σ1 σ2σ3σ櫨を合成する磯+i目全備えたものと
する。以上のように構成することによシ、8成応力の値
全表示器26に表示させて作業員がこれ′jk監視する
こともできる。更に、σ4は繰返し応力でめるから、こ
れによる疲労の進行並びに耐用命数の消費状態金閾算器
24に算出させ、その結果を表示させることも6丁能で
ある。
金演算してダイヤスラムカップリングの心狂い量δ全算
出し得る能力全備えたものとし、かつ、上り己の心狂い
量δから心狂い応力σ4金算出する機能、並びに各応力
σ1 σ2σ3σ櫨を合成する磯+i目全備えたものと
する。以上のように構成することによシ、8成応力の値
全表示器26に表示させて作業員がこれ′jk監視する
こともできる。更に、σ4は繰返し応力でめるから、こ
れによる疲労の進行並びに耐用命数の消費状態金閾算器
24に算出させ、その結果を表示させることも6丁能で
ある。
(11)
そして、上記のようにして表示器26の表示データが危
険域に達すると運転制御器27に負荷軽減指令28を与
えるようにすることもできる。
険域に達すると運転制御器27に負荷軽減指令28を与
えるようにすることもできる。
本例のように、軸心方向の変位全検出する手段に軸半径
方向の変位全検出する手段ケ付加すると。
方向の変位全検出する手段ケ付加すると。
心狂いによる応力σ、金考属に入れて疲労強度の評価を
加味した監視が可能となる。
加味した監視が可能となる。
第1図は1軸型f1合発−プラントの配置図、第2図は
ダイヤスラムカップリングの断面図、第3図はダイヤフ
ラムカップリングの機能の説明図。 第4図乃至第7図はダイヤフラムカップリングに発生す
る各種応力の変化を示す図表、第8図乃至第11図は本
発明に係るダイヤフラムカップリング監視f:、置のそ
れぞれ異なる実施例を示し、第8図及び第11図はダイ
ヤスラムカップリングの断面図にブロック図を付記した
図、第9図、第10図及び第12図はダイヤフラムカッ
プリングの外観図にブロック図を付記した図である。 17・・・軸心方間の変位1f金検出する手段としての
(12) 伸び検出器、19・・・回転速度表示器、20・・・負
荷表示器、24・・・自動演算器、25・・・記憶機能
を備えた比較器、26・・・表示器、27・・・運転制
御器。 29・・・軸半径方向の変位量全検出する手段としての
非接態形距離計。 代理人 弁理士 秋本正実 (13) 1Q1 〉− 第3図 第40 トル7T ・−狂い夕 /
ダイヤスラムカップリングの断面図、第3図はダイヤフ
ラムカップリングの機能の説明図。 第4図乃至第7図はダイヤフラムカップリングに発生す
る各種応力の変化を示す図表、第8図乃至第11図は本
発明に係るダイヤフラムカップリング監視f:、置のそ
れぞれ異なる実施例を示し、第8図及び第11図はダイ
ヤスラムカップリングの断面図にブロック図を付記した
図、第9図、第10図及び第12図はダイヤフラムカッ
プリングの外観図にブロック図を付記した図である。 17・・・軸心方間の変位1f金検出する手段としての
(12) 伸び検出器、19・・・回転速度表示器、20・・・負
荷表示器、24・・・自動演算器、25・・・記憶機能
を備えた比較器、26・・・表示器、27・・・運転制
御器。 29・・・軸半径方向の変位量全検出する手段としての
非接態形距離計。 代理人 弁理士 秋本正実 (13) 1Q1 〉− 第3図 第40 トル7T ・−狂い夕 /
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、動力プラントの回転動力伝達用ダイヤフラムカップ
リングにおいて、カップリングの取付部の近傍に軸心方
向の変位量を検出する手段を設け。 上記の咲出手段によって検出した変位量と、前記動力プ
ラントの回転速度及び負荷とに基づいてダイヤフラムカ
ップリングに発生している応力を算出する手段を備えた
ことを特徴とするカップリング応力監視装置。 2、前記の応力を算出する手段は、カップリング取付部
の変位量と動力プラントの負荷信号と同回転速度信号と
を入力される自動演算器とし、かつ。 上1己の自動演算器は予め設定された応力レベルを記憶
していて算出された応力値t−記iA!+直と比較する
機能、並びに比較結果を表示する機能を備えたものとし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のカッ
プリング応力監視装置。 3、前記の応力t−算出する手段は、算出結果に基づい
て動力プラントの負荷及び回転速度を制御する機能を備
えたもめとしたことを特徴とする特許請求の範囲第2項
に記載のカップリング応力監視装置。 4、前記の軸心方向の変位を検出する+段は、これを軸
半径方向の変位を検出する手段を備えたものとしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項。 同第2項、若しくは同第3項に記載のカップリング応力
監視装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13262781A JPS5834333A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | カツプリング応力監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13262781A JPS5834333A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | カツプリング応力監視装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5834333A true JPS5834333A (ja) | 1983-02-28 |
Family
ID=15085739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13262781A Pending JPS5834333A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | カツプリング応力監視装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5834333A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59203934A (ja) * | 1983-05-06 | 1984-11-19 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 回転機の軸応力監視装置 |
EP2498076A1 (en) * | 2011-03-11 | 2012-09-12 | Hexagon Technology Center GmbH | Wear-Monitoring of a Gearbox in a Power Station |
JP2015050899A (ja) * | 2013-09-04 | 2015-03-16 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 発電機 |
US9086262B2 (en) | 2011-03-29 | 2015-07-21 | Hexagon Technology Center Gmbh | Coordinate measuring machine |
-
1981
- 1981-08-26 JP JP13262781A patent/JPS5834333A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59203934A (ja) * | 1983-05-06 | 1984-11-19 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 回転機の軸応力監視装置 |
JPH0376409B2 (ja) * | 1983-05-06 | 1991-12-05 | Denryoku Chuo Kenkyusho | |
EP2498076A1 (en) * | 2011-03-11 | 2012-09-12 | Hexagon Technology Center GmbH | Wear-Monitoring of a Gearbox in a Power Station |
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