JP7477446B2 - Fixture for shaft assembly of horizontal rotating machinery - Google Patents
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Description
本発明は、シャフトの軸線が水平支持されるポンプやファン等の横型回転機械に係り、特に、この種の回転機械のシャフトアセンブリ用の治具に関する。 The present invention relates to horizontal rotating machines such as pumps and fans in which the axis of the shaft is supported horizontally, and in particular to a jig for shaft assembly of this type of rotating machine.
シャフトの軸線が水平支持される横型回転機械を分解・組立する際に用いられる治具として、例えば特許文献1に記載の技術が開示されている。同文献では、非熟練者であっても、ポンプのフレームプレートの交換作業を芯出しまで確実容易にできる技術が提案されている。
For example, the technology described in
しかしながら、同文献記載の治具は、フレームプレートの交換作業については改善されるものの、シャフトに軸受が組み込まれた状態のシャフトアセンブリの挿抜工程での作業性を向上させることはできない。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、横型回転機械における、シャフトに軸受が組み込まれた状態のシャフトアセンブリの挿抜工程での作業性を向上させるシャフトアセンブリ用の治具を提供することを課題とする。
However, although the jig described in this document improves the work of replacing the frame plate, it does not improve the workability in the process of inserting and removing the shaft assembly with the bearing mounted on the shaft.
Therefore, the present invention has been made with attention to such problems, and an object of the present invention is to provide a jig for a shaft assembly that improves the workability in the insertion and removal process of a shaft assembly in a horizontal rotating machine when a bearing is mounted on the shaft.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る横型回転機械のシャフトアセンブリ用の治具は、シャフトの軸線が水平に支持される回転機械に用いられ、前記シャフトに軸受が組み込まれた状態のシャフトアセンブリを回転機械本体のフレームに対して挿入若しくは抜き出す挿抜工程を補助するための治具であって、前記フレームのオイル室の底部に設置可能に構成され、前記オイル室内に配置されたときに前記シャフトの軸線と並行となるスライドガイド面を有する二枚の案内板と、該二枚の案内板の配置姿勢を保持するように前記オイル室に設置されるとともにオイルの循環を許容する油穴が開口された二枚の保持板と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a jig for a shaft assembly of a horizontal rotating machine according to one aspect of the present invention is used in a rotating machine in which the axis of the shaft is supported horizontally, and is a jig for assisting the insertion and removal process of inserting or removing a shaft assembly with a bearing mounted on the shaft into or from the frame of the rotating machine body, and is characterized in that it is configured to be installable at the bottom of the oil chamber of the frame and has two guide plates with slide guide surfaces that are parallel to the axis of the shaft when placed in the oil chamber, and two holding plates that are installed in the oil chamber to maintain the position of the two guide plates and have oil holes that allow oil to circulate.
ここで、本発明の一態様に係る横型回転機械のシャフトアセンブリ用の治具において、前記案内板と前記保持板とは、前記オイル室内での相互の分解および組立が可能な分割構造を有することが好ましい。 Here, in a jig for a shaft assembly of a horizontal rotating machine according to one aspect of the present invention, it is preferable that the guide plate and the retaining plate have a separable structure that allows them to be disassembled and assembled from each other within the oil chamber.
本発明に係る横型回転機械のシャフトアセンブリ用の治具によれば、シャフトに軸受が組み込まれた状態のシャフトアセンブリの挿抜工程での作業性を向上させることができる。 The jig for shaft assemblies of horizontal rotating machines according to the present invention can improve the workability of the process of inserting and removing shaft assemblies with bearings mounted on the shaft.
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。本実施形態は、横型の回転機械の一例としての遠心ポンプの例である。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. This embodiment is an example of a centrifugal pump as an example of a horizontal rotary machine. Note that the drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship and ratio between thickness and planar dimensions are different from the actual ones, and the drawings include parts where the relationship and ratio of dimensions are different from each other.
Furthermore, the embodiments described below are merely examples of devices and methods for embodying the technical ideas of the present invention, and the technical ideas of the present invention do not limit the materials, shapes, structures, arrangements, etc. of the components to the embodiments described below.
図1に示すように、本実施形態のポンプ10は、基台2と、基台2の上部に載置固定されたフレーム(軸受箱)3と、基台2の前側面に固定されたケーシング20と、を備える。フレーム3は、シャフト1の軸線が水平に配置され、シャフト1を前後の軸受ユニット9A、9Bを介して回転自在に支持している。フレーム3には、前後の軸受ユニット9A、9Bの間にオイル室4が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
シャフト1の先端1sは、ケーシング20の背面中央からケーシング20内部に張り出しており、シャフト1の先端1sにインペラ(羽根車)21が片持ち支持され、ケーシング20内の画成空間に収容されている。
インペラ21の軸方向の背面側には、ケーシング20とフレーム3との間に、軸封装置7がシャフト1を囲繞するように配される。シャフト1の基端側は、フレーム3の後端から後方に突設され、この突設部が不図示のモータの出力軸に駆動力を伝達可能に連結される。
A
A
本実施形態のケーシング20は、インペラ21の軸方向の前面側に吸込部5が設けられ、インペラ21の径方向の上方に吐出部6が設けられている。吐出部6は、ケーシング20の上部中央の位置に設けられ、これにより、インペラ21の回転により吸込部5から流体を吸い込んでその流体を吐出部6から吐出するようになっている。
In this embodiment, the
ここで、本実施形態のポンプ10を整備する場合に、シャフト1に軸受ユニット9A、9Bを組み込んだ状態のシャフトアセンブリ8(その質量が例えば、十数キロから数十キロ以上)は、ポンプ10のフレーム3に対して、オイル室4の軸方向後方の開口部分から挿抜される。この挿抜工程において、作業者は、フレーム3の後方からシャフト1の後端部を手で支えた片持ち状態で挿抜することになる。
When servicing the
しかし、シャフトアセンブリ8の重心は、挿抜の過程において、作業者の手元から遠いフレーム3内に位置する。そのため、一人の作業者では、シャフト1の軸線を水平に支持することが極めて困難であり、シャフトアセンブリ8は、図9に示すように、フレーム3中央部のオイル室4に落下してしまう。
そのため、従来は、二人の作業者によって挿入する際は、他の一名がシャフト1の先端部を軸封装置7側から手を出して引き上げて軸線を水平に支持する必要があった。また逆に、シャフトアセンブリ8をフレーム3から軸方向後方に引き抜く工程においても同様である。このように、従来は、シャフトアセンブリ8の挿抜作業を一名の作業者で作業を行いたいところ、二名での作業となっていた。
However, the center of gravity of the
Therefore, in the past, when two workers were performing insertion, one of them had to reach out his hand from the
これに対し、図2に示すように、本実施形態の治具30は、シャフト1に軸受ユニット9A、9Bが組み込まれた状態のシャフトアセンブリ8を、回転機械本体のフレーム3に対して挿入若しくは抜き出す挿抜工程を容易にするための治具であって、フレーム3のオイル室4の底部に設置可能に構成される。特に、本実施形態の治具30においては、フレーム3のオイル室4内で分解・組立可能な分割構造を有する。
In contrast, as shown in FIG. 2, the
詳しくは、本実施形態の治具30は、図2に示すように、シャフト1と並行にオイル室4内に配置される二枚の案内板40と、二枚の案内板40の配置姿勢を保持するようにオイル室4の底部に設置されるとともにオイルの循環を許容する油穴が開口された二枚の保持板50と、を有する。
各案内板40は、図3に示すように、短冊状をなす耐熱性のある樹脂製の板部材から形成されている。板部材の上面がスライドガイド面41とされており、オイル室4への組み込み時には、板部材の長手方向の両端面48を前後として組み込まれる。組み込み状態において、左右二条のスライドガイド面41は、軸受ユニット9Aの外周面の外径に応じた高さを保持するように設定した高さの面になっている。
In detail, as shown in FIG. 2, the
As shown in Fig. 3, each
各案内板40の下面47には、板部材の長手方向に離隔して二つのスリット42が形成されている。各スリット42の溝幅は、保持板50を挿入可能な幅とされている。各案内板40の下面47両側の2隅には隅切面46がそれぞれ形成されている。
主面49の中央には、円形の油穴44が形成されるとともに、主面49の左右には、油穴44よりも小さな円形とされた二つの油穴43が形成されている。また、主面49の下部には、二つのスリット42の間の位置に、凹の半円形の油穴45が二つ形成されている。
Two
A
また、各保持板50は、図4に示すように、短冊状をなす耐熱性のある樹脂製の板部材から形成されている。板部材の上面51には、大きな凹の円弧状をなす逃げ面54が形成されており、オイル室4への組み込み時には、板部材の長手方向の両端面58を左右として組み込まれる。
As shown in FIG. 4, each
各保持板50の逃げ面54には、板部材の長手方向に離隔して二つのスリット52が形成されている。逃げ面54により、挿抜時の軸受ユニット9Aとの干渉が防止されている。各スリット52の溝幅は、案内板40を挿入可能な幅とされている。
各保持板50の下面57両側の2隅には隅切面56がそれぞれ形成されている。主面59には、板部材の長手方向に離隔して、円形の4つの油穴53が形成されている。また、主面59の下部中央には、凹の半円形の油穴55が一つ形成されている。
Two
次に、本実施形態の治具30の組立手順およびシャフトアセンブリ8の挿入手順について説明する。
図5に示すように、オイル室4内の底部に対して、まず、フレーム3の後部開口から、各案内板40の配置姿勢を保持する二枚の保持板50を横向き姿勢にて軸方向の前後に離隔配置し、次いで、二枚の案内板40を軸方向に沿った縦向き姿勢にて左右に離隔配置する。
Next, a procedure for assembling the
As shown in Figure 5, first, two
次いで、オイル室4内にて、二枚の保持板50のスリット52に対してその上方から二枚の案内板40のスリット42を、相互のスリット42,52が溝の奥まで嵌め込まれる位置まで差し込んで、井桁形の枠状に組み立てる。
このとき、各案内板40および保持板50は、枠状に組み立てる前の状態は、短冊状の板部材なので、狭小なオイル室4にあっても、容易にオイル室4内に配置できる。オイル室4内での治具30の姿勢の保持は、オイル室4の底部凹部形状にはまり込む整合形状とされているので維持される。
Next, in the
At this time, since each
井桁形の枠状に治具30を組み立て後に、図2に示したように、オイル室4内の底部での所期の位置の上方から枠状の治具30を手で仮配置する。この仮配置状態では、オイル室4内の底面との間に僅かに隙間があったり、また、治具30の配置姿勢に僅かに傾きがあったりしてもよい。これにより、フレーム3のオイル室4内に作業用のスライドガイド面41を設けることができる。
After assembling the
次いで、図6~図7に示すように、シャフトアセンブリ8を片持ち状態でフレーム3後方から軸方向に沿って挿入する。この際、二枚の案内板40上面の二条のスライドガイド面41に軸受ユニット9Aの外周面を仮置きして、シャフトアセンブリ8の軸受ユニット9Aの外周面を載せてスライドガイド面41に沿って軸方向前方に向けて滑らせる。
ここで、スライドガイド面41による軸受ユニット9Aの支持範囲は、フレーム3に形成された軸受ユニット9Aの嵌合部に対して、軸受ユニット9Aの少なくとも前端部から前方側の途中部分が支持される位置まで延在されている。
6 and 7, the
Here, the support range of the
これにより、図8に示すように、オイル室4内でシャフトアセンブリ8を落下させることなく、シャフトアセンブリ8を軸方向に沿って所期の位置に移動させることができる。そして、シャフトアセンブリ8の荷重によって枠状の治具30下面がオイル室4内の底面に確実に当接し、治具30も所期の位置に配置される。
As a result, as shown in FIG. 8, the
このように、本実施形態の治具30によれば、フレーム3のオイル室4内に、案内板40上面の二条のスライドガイド面41を軸方向に沿って並行に配置したので、図6~7に示したように、案内板40上を、軸受ユニット9A、9Bの外周面部分をスライドガイド面41に沿って滑らせることによって、作業者が一名であっても、シャフトアセンブリ8の挿抜作業が可能である。よって、シャフトアセンブリ8の挿抜工程での作業性を向上させることができる。
As described above, according to the
ここで、例えばスライドガイド面の構成としては、単純な円筒状のパイプ材を用いてこれを適当な長さに切断したものをオイル室4内に置いてもスライド案内機能を奏するものの、組み込み後にオイル室4内にパイプ材が置いたままになると、オイルの循環機能を阻害するという問題がある。また、フレーム3のオイル室4という、限られた狭い空間内にて所望の治具機能を奏する必要がある。
For example, the slide guide surface can be configured by using a simple cylindrical pipe material cut to an appropriate length and placing it in the
これに対し、本実施形態の治具30では、図2に示したように、二枚の案内板40と、二枚の保持板50と、を有する簡単な構成とし、これら4枚の短冊状の板部材を、互いに組み合わせるスリット係合構造として、スリット交互を差し込んで井桁形の枠状に組み合わせているので、これにより、狭小空間であるオイル室4内での分解・組み立てが可能である。
さらに、二枚の保持板50には、図2から図4に示したように、オイルの循環を許容する複数の油穴53、55が形成されているので、組み込み後にオイル室4内に治具30を置いたままとしても、オイルの滞留を防止し、必要な循環性能が維持される。
In contrast, the
Furthermore, as shown in Figures 2 to 4, the two retaining
なお、例えば、フレーム3の基本構造としては、軸受箱としてのオイル室4の部分をシャフトアセンブリ8とともに着脱可能な構成を採用すれば、この部分でのシャフトアセンブリ8のメンテナンス性は向上するものの、ケーシング20との同芯度については低下することになる。
そのため、人が手で挿抜作業可能な小型から中型程度のサイズのポンプにおいては、ポンプ性能として必要な同芯度を保持するフレーム構造にするとともに、シャフトアセンブリ8の挿抜工程での作業性を向上させる上で、本実施形態の遠心ポンプ10およびこれに対応する本実施形態の治具30の構成が優れているといえる。
For example, if the basic structure of the
Therefore, for small to medium-sized pumps that can be manually inserted and removed, the
以上説明したように、本実施形態の治具30によれば、シャフト1に軸受ユニット9A、9Bが組み込まれた状態のシャフトアセンブリ8の挿抜工程での作業性を向上させることができる。
なお、本発明に係るシャフトアセンブリ用の治具は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、横型の回転機械として、遠心ポンプ10を例に説明したが、これに限定されず、本発明は、軸線が水平支持される回転機械であれば、種々のポンプやファン等の回転機械において、シャフトに軸受が組み込まれた状態のシャフトアセンブリを回転機械本体のフレームに対して挿入若しくは抜き出す工程に適用できる。
As described above, the
The jig for a shaft assembly according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the
1 シャフト
2 基台
3 フレーム(軸受箱)
4 オイル室
5 吸込部
6 吐出部
7 軸封装置
8 シャフトアセンブリ
9A、9B 軸受ユニット
10 ポンプ(横型回転機械)
20 ケーシング
21 インペラ
30 治具
40 案内板
50 保持板
1
20
Claims (2)
前記フレームのオイル室の底部に設置可能に構成され、
前記オイル室内に配置されたときに前記シャフトの軸線と並行となるスライドガイド面を有する二枚の案内板と、該二枚の案内板の配置姿勢を保持するように前記オイル室に設置されるとともにオイルの循環を許容する油穴が開口された二枚の保持板と、を有することを特徴とする横型回転機械のシャフトアセンブリ用の治具。 A jig for use in a rotary machine in which an axis of a shaft is supported horizontally, the jig being for assisting an insertion/removal process of inserting or removing a shaft assembly having a bearing mounted on the shaft into or from a frame of a rotary machine body, the jig comprising:
The oil chamber is configured to be installed at the bottom of the frame,
A jig for a shaft assembly of a horizontal rotating machine, comprising: two guide plates having slide guide surfaces that are parallel to the axis of the shaft when positioned in the oil chamber; and two retaining plates that are installed in the oil chamber to maintain the orientation of the two guide plates and have oil holes that allow oil to circulate.
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