JPS5853602A - Ｃｒ系鋼のロ−タ - Google Patents
Ｃｒ系鋼のロ−タInfo
- Publication number
- JPS5853602A JPS5853602A JP14954081A JP14954081A JPS5853602A JP S5853602 A JPS5853602 A JP S5853602A JP 14954081 A JP14954081 A JP 14954081A JP 14954081 A JP14954081 A JP 14954081A JP S5853602 A JPS5853602 A JP S5853602A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- sleeve
- journal
- steel
- shrink
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (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Ｃｒ系鋼のロータに関する。特にそのロータ軸
めジャーナル部における焼ばめスリーブの構造を改良し
たＣｒ系鋼ロータに関する。
めジャーナル部における焼ばめスリーブの構造を改良し
たＣｒ系鋼ロータに関する。
この種のものは、例えば１２％Ｃｒ系鋼のロータとして
用いられる。ところが１２％Ｃｒ系鋼をロータ軸として
使用する場合、ロータ軸とこ扛を支える軸受の如くその
摺動面がある面圧を受けた状態で摺動するものにあって
は、均一にすり減る通常の摩耗のほかに、潤滑油中に微
小な異物が混入すると、多数の疵が発生し、軸受特性を
損うという問題がある。
用いられる。ところが１２％Ｃｒ系鋼をロータ軸として
使用する場合、ロータ軸とこ扛を支える軸受の如くその
摺動面がある面圧を受けた状態で摺動するものにあって
は、均一にすり減る通常の摩耗のほかに、潤滑油中に微
小な異物が混入すると、多数の疵が発生し、軸受特性を
損うという問題がある。
特に１２％Ｃｒ系鋼ではＣｒ炭化物が成立しやすく、成
牛したＣｒ炭化物は非常に硬いため、該Ｃｒ炭化物自体
が疵発生の原因となるほか、こ扛は切削刃と同様な作用
をもち、つぎつぎにその疵を拡大し、ついには使用に耐
えない状態に到ることがある。こｎが１２％Ｃｒ系鋼ジ
ャーナルの特有な異常摩耗現象であり、Ｗｉ ｒｅ −
ｗｏｏ ＩとかＱａｌｌｉｎｇとか言わ扛ているもので
ある。
牛したＣｒ炭化物は非常に硬いため、該Ｃｒ炭化物自体
が疵発生の原因となるほか、こ扛は切削刃と同様な作用
をもち、つぎつぎにその疵を拡大し、ついには使用に耐
えない状態に到ることがある。こｎが１２％Ｃｒ系鋼ジ
ャーナルの特有な異常摩耗現象であり、Ｗｉ ｒｅ −
ｗｏｏ ＩとかＱａｌｌｉｎｇとか言わ扛ているもので
ある。
従来、上記の異常摩耗現象の対応策として、１２％Ｃ「
系鋼ロータのジャーナル部に炭素鋼や低合金鋼で成形さ
ｎたスリーブを焼ばめする技術が採用さｎている。この
ような炭素鋼や低合金鋼は、従来のタービンロータに多
く使用されるもので、上記異常摩耗現象が起こり難いも
のである。
系鋼ロータのジャーナル部に炭素鋼や低合金鋼で成形さ
ｎたスリーブを焼ばめする技術が採用さｎている。この
ような炭素鋼や低合金鋼は、従来のタービンロータに多
く使用されるもので、上記異常摩耗現象が起こり難いも
のである。
しかしこのような従来技術には、後に記述するように、
局部的疲労を受けることによる亀裂発生・ロータ破壊と
いう危険性があるものである。この問題につき以下説明
する。
局部的疲労を受けることによる亀裂発生・ロータ破壊と
いう危険性があるものである。この問題につき以下説明
する。
第１図は蒸気タービン高中圧ロータ及び低圧ロータの概
略図である。高中圧ロータ１と低圧ロータ２はカップリ
ング３によシ連結さＣている。また、高中圧ロータ１は
軸受４及び５、低圧ロータ２は軸受６及び７により支持
さ扛ている。
略図である。高中圧ロータ１と低圧ロータ２はカップリ
ング３によシ連結さＣている。また、高中圧ロータ１は
軸受４及び５、低圧ロータ２は軸受６及び７により支持
さ扛ている。
１２％Ｃｒ系鋼ロータは一般に高温強要大である故に、
高温蒸気流中で回転する高中圧ロータ１の方に使用され
る。このようなロータ１は、上述したようにその軸受４
及び５のロータジャーナル部に炭素鋼や低合金鋼で成形
さｎｆＣスリーブが焼ばめさ扛ている。
高温蒸気流中で回転する高中圧ロータ１の方に使用され
る。このようなロータ１は、上述したようにその軸受４
及び５のロータジャーナル部に炭素鋼や低合金鋼で成形
さｎｆＣスリーブが焼ばめさ扛ている。
第２図は第１図に対応する゛ロータの垂直たわみを示す
。口−夕たわみ８は図示のように軸受部以外は大きなた
わみを示す。軸受部や、ロータとロータとの結合部は、
軸経か細いので軸受の曲げ曲率が犬きぐなりがちであり
、その曲げモーメントもかなり大きい。
。口−夕たわみ８は図示のように軸受部以外は大きなた
わみを示す。軸受部や、ロータとロータとの結合部は、
軸経か細いので軸受の曲げ曲率が犬きぐなりがちであり
、その曲げモーメントもかなり大きい。
第３図は高中圧ロータ１の支持軸受５の詳細を示す。高
中圧ロータ１にはスリーブ９が焼ばめさｎている。従っ
て焼ばめ接触面１０では半径方向に応力が作用している
。こｎが焼ばめ面圧Ｐとなり、スリーブ９には内圧とし
て作用し、高中圧ロータ１には外圧として作用している
。
中圧ロータ１にはスリーブ９が焼ばめさｎている。従っ
て焼ばめ接触面１０では半径方向に応力が作用している
。こｎが焼ばめ面圧Ｐとなり、スリーブ９には内圧とし
て作用し、高中圧ロータ１には外圧として作用している
。
この焼ばめ面圧Ｐの分布は図示の如く、スリーブ９の両
端面では大きくなり端面焼ばめ面圧Ｐ。
端面では大きくなり端面焼ばめ面圧Ｐ。
となる。また、高中圧ロータ１は曲げモーメントＭを受
けているため、焼ばめ接触面１０では複Ｘな応力状態と
なっている。特にスリーブ９の両端面の接触部１１では
、高中圧ロータ１とスリーブ９の相対すべりと高応力Ｐ
。のため、フレツチングコロージョンが発生し、従って
高中圧ロータ１の表面では局部的疲労を受ける状態にな
っている。
けているため、焼ばめ接触面１０では複Ｘな応力状態と
なっている。特にスリーブ９の両端面の接触部１１では
、高中圧ロータ１とスリーブ９の相対すべりと高応力Ｐ
。のため、フレツチングコロージョンが発生し、従って
高中圧ロータ１の表面では局部的疲労を受ける状態にな
っている。
このため、この部分において亀裂発生、ロータ破壊の危
険性があったものである。
険性があったものである。
この焼ばめ接触面の高中圧ロータ１とスリーブ９の相対
的すべ！ｌｌは、第４図にて説明する。ロータ１に作用
する曲げモーメントＭは、図中上側では引張力Ｑが作用
しロータ表面の応力はσ、の引張となり、ロータの下側
では圧縮応力σ２となる。
的すべ！ｌｌは、第４図にて説明する。ロータ１に作用
する曲げモーメントＭは、図中上側では引張力Ｑが作用
しロータ表面の応力はσ、の引張となり、ロータの下側
では圧縮応力σ２となる。
一方、スリーブ９は、焼ばめ面圧によりロータ１と結合
さ扛ているため、ロータ曲げモーメントＭの影響を受け
、従ってここに応力σ３及びσ４が作用する。高中圧ロ
ータ１とスリーブ９の結合度合は、焼ばめ面圧Ｐと接触
部のまさつ係数μの関数として表わさｎロータ１の表面
応力σ、及びσ２ との大小関係により相対すべりが発
生する。
さ扛ているため、ロータ曲げモーメントＭの影響を受け
、従ってここに応力σ３及びσ４が作用する。高中圧ロ
ータ１とスリーブ９の結合度合は、焼ばめ面圧Ｐと接触
部のまさつ係数μの関数として表わさｎロータ１の表面
応力σ、及びσ２ との大小関係により相対すべりが発
生する。
従って
σ１〉μ・Ｐ
σ２〉μ・Ｐ
の時、相対すべりが発生する。
上記のとおりであるから、相対すべりを防ぐため、スリ
ーブが焼ばめされたロータの表面応力は低くおさえる必
要がある。特に、スリーブの焼ばめ端応力は低くシ、歪
を小さくすることが大切である。
ーブが焼ばめされたロータの表面応力は低くおさえる必
要がある。特に、スリーブの焼ばめ端応力は低くシ、歪
を小さくすることが大切である。
そこで本発明は、前記した局部的疲労に基づくトラブル
発生という従来技術の欠点を解消して、性能の優ｎたＣ
ｒ系鋼ロータを提供することを目的とする。
発生という従来技術の欠点を解消して、性能の優ｎたＣ
ｒ系鋼ロータを提供することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明においては、ジャーナ
ル部の外周面に炭素鋼または低合金のスリーブを焼ばめ
し、このスリーブの両端に切欠円周溝、または段つきコ
ーナＲ部１曲面部）を設けて構成する。
ル部の外周面に炭素鋼または低合金のスリーブを焼ばめ
し、このスリーブの両端に切欠円周溝、または段つきコ
ーナＲ部１曲面部）を設けて構成する。
第５図及び第６図は、本発明ロータの一実施側を示す概
略断面図である。
略断面図である。
第５図はスリーブ９の両端面の高中圧ロータ１に円周方
向に円形状の溝１２を設けた側である。
向に円形状の溝１２を設けた側である。
溝１２の深さをＸとしている。
第６図はスリーブ９の両端面の高中圧ロータ１に段付コ
ーナＲ部１３を設けた例である。Ｘは該Ｒ部１３の段差
を示す。
ーナＲ部１３を設けた例である。Ｘは該Ｒ部１３の段差
を示す。
本実施例を適用した後のロータの応力分布を第７図に示
す。こｔはスリーブ９の両端に段付コーナＲ部１３を設
けた例つまり第６図の例についてのものである。図にも
示す如くロータに作用する曲げモーメン）Ｍによりロー
タ表面では引張応力σ１が生じ、焼ばめ両端面の接触部
１１では曲げの影響が少ないため応力も小さく、従って
ロータ１とスリーブ９の相対すべり量も少なくなる。従
ってフレツチングコロージョンが防止さｎる。
す。こｔはスリーブ９の両端に段付コーナＲ部１３を設
けた例つまり第６図の例についてのものである。図にも
示す如くロータに作用する曲げモーメン）Ｍによりロー
タ表面では引張応力σ１が生じ、焼ばめ両端面の接触部
１１では曲げの影響が少ないため応力も小さく、従って
ロータ１とスリーブ９の相対すべり量も少なくなる。従
ってフレツチングコロージョンが防止さｎる。
接触部１１の相対すべり量と段差Ｘとの関係を第８図に
示す。段差Ｘを大きくすれば、ロータとスリーブの接触
部の作用力τは低下する。こ扛がまさつ抗力Ｇ以下とな
ると相対すべりが生ずる。
示す。段差Ｘを大きくすれば、ロータとスリーブの接触
部の作用力τは低下する。こ扛がまさつ抗力Ｇ以下とな
ると相対すべりが生ずる。
従って、段差ＸをＧ〉τとなる値まで大きく設定した段
付８部（第６図、第７図の例）、または円形状の円周溝
（第５図の例）を設けると、ロータとスリーブの接触面
間では相対すべりが発生せず、フレツチングコロージョ
ンを防止し信頼性のある１２％Ｃｒ系ロータを供給でき
る。
付８部（第６図、第７図の例）、または円形状の円周溝
（第５図の例）を設けると、ロータとスリーブの接触面
間では相対すべりが発生せず、フレツチングコロージョ
ンを防止し信頼性のある１２％Ｃｒ系ロータを供給でき
る。
上述の如く、本発明はロータ軸のジャーナル部の外表面
に炭素系鋼または低合金鋼のスリーブを焼ばめし、該ス
リーブの端境界部付近に切欠円周溝または段つきコーナ
ー曲面部を設けたことを特徴とするものであるので従来
技術の欠点である局部的疲労によるトラブルを防止でき
るという効果がある。
に炭素系鋼または低合金鋼のスリーブを焼ばめし、該ス
リーブの端境界部付近に切欠円周溝または段つきコーナ
ー曲面部を設けたことを特徴とするものであるので従来
技術の欠点である局部的疲労によるトラブルを防止でき
るという効果がある。
なお、当然のことではあるが本発明は図示の実施例にの
み限定さｎるものではない。
み限定さｎるものではない。
第１図は、蒸気タービンロータ概略図、第２図は蒸気タ
ービンロータたわみ図、第３図はロータのジャーナル部
、第４図は、ロータジャーナル焼はめ部の応力説明図で
ある。第５図及び第６図は、各々本発明の実施の一例の
説明図、第７図は該実施例の応力分布図、第８図は効果
説明図である。
ービンロータたわみ図、第３図はロータのジャーナル部
、第４図は、ロータジャーナル焼はめ部の応力説明図で
ある。第５図及び第６図は、各々本発明の実施の一例の
説明図、第７図は該実施例の応力分布図、第８図は効果
説明図である。
Claims (1)
- １、ロータ軸のジャーナル部の外表面に炭素系鋼または
低合金鋼のスリーブを焼ばめし、該スリーブの端境界部
付近に切欠円周溝または段つきコーナ曲面部を設けたこ
とを特徴とするＣｒ系鋼のロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14954081A JPS5853602A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | Ｃｒ系鋼のロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14954081A JPS5853602A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | Ｃｒ系鋼のロ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5853602A true JPS5853602A (ja) | 1983-03-30 |
Family
ID=15477369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14954081A Pending JPS5853602A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | Ｃｒ系鋼のロ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5853602A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04356204A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-12-09 | Bridgestone Corp | 空気入りラジアルタイヤおよびそれの組合わせ体 |
-
1981
- 1981-09-24 JP JP14954081A patent/JPS5853602A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04356204A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-12-09 | Bridgestone Corp | 空気入りラジアルタイヤおよびそれの組合わせ体 |
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