JPH07185964A - Automatic tightening disassembling method of bolt-nut and its device - Google Patents
Automatic tightening disassembling method of bolt-nut and its deviceInfo
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- JPH07185964A JPH07185964A JP5335487A JP33548793A JPH07185964A JP H07185964 A JPH07185964 A JP H07185964A JP 5335487 A JP5335487 A JP 5335487A JP 33548793 A JP33548793 A JP 33548793A JP H07185964 A JPH07185964 A JP H07185964A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ボルト・ナットの自動
締め付け分解方法およびその装置の改良に係り、特に、
大型機械、例えば蒸気タービンのケ−シング等を締付け
ている大径のボルト・ナットの自動締め付け分解方法お
よびその装置の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tightening and disassembling method for bolts and nuts and an apparatus therefor, and in particular,
The present invention relates to a method for automatically tightening and disassembling large-sized bolts and nuts for tightening casings of large-scale machines, such as steam turbines, and an improvement of the apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本発明のボルト・ナットの自動締め付け
分解装置は、大径のボルト・ナットが用いられる大型機
械であれば如何なるものにも採用可能であるが、ここで
は理解し易いように、大型機械の一つである蒸気タービ
ンの場合を例にとって説明していく。2. Description of the Related Art The bolt / nut automatic tightening / disassembling apparatus of the present invention can be adopted in any large machine in which large diameter bolts / nuts are used. The case of a steam turbine, which is one of the large machines, will be described as an example.
【０００３】蒸気タービンのケーシングは、上下に２分
割されており、その上下ケーシングの締付けには、大径
のボルトが使用され、そして焼締法と呼ばれる締付方法
によって締結されているのが普通である。The casing of a steam turbine is divided into upper and lower parts, and a large-diameter bolt is used for tightening the upper and lower casings, and it is usually tightened by a tightening method called a quench tightening method. Is.
【０００４】焼締法とは、ボルトを加熱して膨張させ、
ボルトが膨張した状態、すなわち伸びた状態でナットを
捩じ込み、常温に戻る課程において加熱されたボルトが
収縮することによって発生する締付力によって、両部品
を所定の押圧力で締結するようにした方法である。The tightening method is to heat a bolt to expand it,
When the bolt is expanded, that is, when the nut is screwed in while it is extended, the tightening force generated by contracting the heated bolt during the process of returning to normal temperature causes both parts to be fastened with a predetermined pressing force. It is the method.
【０００５】一般に、ボルトには貫通ボルトと植込みボ
ルトがあるが、蒸気タービンのケーシングの場合、構造
上二重ケーシング、すなわち外部ケーシングと内部ケー
シングがあり、主として、貫通ボルトは、外部ケーシン
グの締結に、また植込みボルトは、内部ケーシングの締
結に用いられている。Generally, bolts include through bolts and stud bolts, but in the case of a casing of a steam turbine, there are structurally double casings, that is, an outer casing and an inner casing. Mainly, the through bolts are used for fastening the outer casing. Also, studs are used to fasten the inner casing.
【０００６】内部ケーシングに使われる植込みボルト
は、ボルトの一方側（一般には下部側）ネジがケーシン
グのねじ穴にねじ込まれ、他方側（一般には上部側）の
ねじにナットを締め込んで、上ケーシングを締付ける。
したがって、分解や組立はナットのみの締付けあるいは
弛め作業となる。A stud for use in an inner casing has a screw on one side (generally the lower side) of the bolt that is screwed into a screw hole of the casing and a nut on the screw on the other side (generally the upper side). Tighten the casing.
Therefore, the disassembling and assembling are the tightening or loosening work of only the nut.
【０００７】この内部ケーシングの分解時は、ボルトの
芯に予め設けられている穴にヒータを挿入し、ボルトを
加熱膨張させることによってボルトを伸ばし、ナットに
かかっている締付力を開放してナットを弛める。この場
合、一般には人力によりナットを弛め、取り外されたナ
ットは人力、あるいはクレーン等にて保管スペースまで
運搬される。When disassembling the inner casing, a heater is inserted into a hole provided in the core of the bolt in advance, and the bolt is heated and expanded to extend the bolt, thereby releasing the tightening force applied to the nut. Loosen the nut. In this case, generally, the nut is loosened manually, and the removed nut is transported to the storage space manually or by a crane or the like.
【０００８】一方外部ケーシングの組立ては、上ケーシ
ングのボルト穴に貫通ボルト（上ナットを着けた状態
で）を挿入し、そしてこの状態で、下ケーシングに上ケ
ーシングを被せた後、下ナットを焼締法を用いてボルト
にねじ込み上下ケーシングを締結する。On the other hand, when assembling the outer casing, a through bolt (with the upper nut attached) is inserted into the bolt hole of the upper casing, and in this state, the lower casing is covered with the upper casing, and then the lower nut is baked. Tighten the upper and lower casings by screwing them into the bolts using the tightening method.
【０００９】焼締法によるボルトの締付けは、規定の締
付力を得る為に締付力をボルトの伸びに換算し、その伸
び量をナットの回転弧長に変換することによって、加熱
前の伸び量を測定し、そこを基準にして、ボルトを加熱
して伸ばし、ナットを規定伸び量分回転させる。The tightening of the bolt by the quenching method is performed by converting the tightening force into the elongation of the bolt to obtain a specified tightening force, and converting the amount of expansion into the rotation arc length of the nut. The amount of elongation is measured, the bolt is heated and stretched based on the measured amount, and the nut is rotated by the specified amount of elongation.
【００１０】その後、ボルトが冷えることにより、ナッ
ト回転弧長分の締付力が発生し、ケーシングが締付けら
れる。Then, as the bolt cools, a tightening force corresponding to the length of the nut rotation arc is generated, and the casing is tightened.
【００１１】ボルトが常温まで降温したら、再度ボルト
の伸びを測定し、加熱前と後のボルトの伸びを比較し伸
び量を算出する。伸び量が過不足した場合、再度ボルト
加熱し、過不足伸び量分、ナット回転弧長を調整する。After the bolt is cooled to room temperature, the elongation of the bolt is measured again, and the elongation of the bolt before heating is compared with that after heating to calculate the amount of elongation. If the amount of elongation is excessive or insufficient, heat the bolt again and adjust the nut rotation arc length by the amount of excessive or insufficient elongation.
【００１２】また、分解時は、内部ケーシングと同様に
ボルトを加熱し、ボルトを伸ばして、下ナットを弛め
る。この場合も内部ケーシングのナットと同様に下ナッ
トの分解および取外しは人力により行なわれている。At the time of disassembly, the bolt is heated, the bolt is extended and the lower nut is loosened as in the case of the inner casing. In this case as well, like the nut of the inner casing, the lower nut is manually disassembled and removed.
【００１３】また、このような大型機械の大径ボルトや
ナットの分解、組立締め付け作業は、狭いスペースで足
場を組立て、重量品（２５ｋｇ〜５０ｋｇ／個）である
ナットを人力で取付け、弛めあるいは取外し作業を行っ
ているのが普通である。Further, for disassembling and assembling and tightening large-diameter bolts and nuts of such a large machine, the scaffold is assembled in a narrow space, and nuts which are heavy items (25 kg to 50 kg / piece) are manually attached and loosened. Or, it is normal to carry out removal work.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の大
径ボルトやナットの分解、組立締め付け作業は、人手に
よる作業が多く、安全上および作業環境上の問題を多く
含んでいた。As described above, the conventional work of disassembling and assembling and tightening large-diameter bolts and nuts often involves manual work, and thus involves many safety and working environment problems.
【００１５】特にナット締付時は、締め付け量を増すた
めに、ボルトを必要伸び量まで伸ばすわけであるが、こ
の場合ボルト伸び量に応じたナットの必要回転分だけ締
付けなければならず、この締付けの為に大ハンマにて、
スパナを打撃することにより締付けることが行われ、こ
のハンマー振りには熟練を要する。In particular, when tightening the nut, the bolt is stretched to the required extension amount in order to increase the tightening amount. In this case, the nut must be tightened by the required rotation amount of the nut according to the bolt extension amount. With a large hammer for tightening,
Tightening is performed by striking a spanner, and this hammer swing requires skill.
【００１６】また、ボルトの数は外ケーシング、内ケー
シングあわせて約１００本以上あり、体力的にも頑強で
あることが必要とされる。Further, the number of bolts in the outer casing and the inner casing is about 100 or more, and it is necessary that the bolt be physically strong.
【００１７】さらに下側ナットの組立、分解には、重量
ナットを人力で取付け、取外しを狭隘場所で行う為、中
腰姿勢となり、長時間の作業は出来ず、作業効率が低下
する嫌いもある。Further, when assembling and disassembling the lower nut, since the heavy nut is manually attached and detached at a narrow place, the worker is in a middle waist posture, cannot work for a long time, and has a dislike of lowering work efficiency.
【００１８】一方比較的小さなボルト、ナットをロボッ
トにて自動的に締め付ける装置は知られており、この種
大型の機械に用いられるボルト締めもロボット化するこ
とが考えられるが、大型の機械は当然のことながら締め
付け個所がロボットの位置から遠くなりがちでボルトや
ナットを保持するアームも長いものが必要であるため位
置合わせが難しいこと、さらにはアームが長いうえにボ
ルトおよびナット自体が重量物であることから安定した
ボルトの移動や締め付けが難しく、この種大径ボルトの
組立てや分解のロボット化には多くの問題点があり、実
現が難しいのが現状である。On the other hand, a device for automatically tightening relatively small bolts and nuts by a robot is known, and it is conceivable that the bolt tightening used for a large machine of this kind will be robotized, but a large machine is naturally required. However, the tightening point tends to be far from the position of the robot and the arm that holds the bolts and nuts also needs to be long, making alignment difficult.In addition, the arms are long and the bolts and nuts themselves are heavy objects. Because of this, stable movement and tightening of bolts are difficult, and there are many problems in assembling and disassembling this kind of large-diameter bolt robotically, and it is currently difficult to realize.
【００１９】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、たとえ大型機械でかつその機械に
用いられるボルトが大径の貫通ボルトであっても、機械
への装着および締め付けおよび弛めが、簡単にかつ安定
した状態で行われ、安全で大幅な作業合理化を実現する
ことが可能なこの種大径ボルト・ナットの自動締め付け
分解装置を提供するにある。The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to mount and tighten a machine even if the machine is a large machine and the bolts used in the machine are large diameter through bolts. An object of the present invention is to provide an automatic tightening and disassembling device for large-sized bolts and nuts of this kind that can be loosened easily and in a stable state, and can realize safe and significant work rationalization.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ボル
ト・ナットの自動締め付け分解装置を次のように形成し
たのである。すなわち大型機械が据え付けられているそ
の周囲架台上を走行する台車と、この台車上に設けら
れ、かつ水平方向に突出可能に形成された水平移動アー
ムと、この水平移動アームの突出端側に、前後左右およ
び垂直方向に移動可能に設けられ、かつボルト分解若し
くは締め付け時に上ナットを把持する上ナット把持機構
と、前記水平移動アーム上に前後左右および垂直方向に
移動可能に設けられ、かつ前記ナット把持機構の上ナッ
ト把持後に下ナットを運搬および締め付け若しくは分解
動作を行う下ナット作動機構とから形成するようになし
初期の目的を達成するようにしたものである。That is, the present invention forms an automatic tightening and disassembling device for bolts and nuts as follows. That is, a trolley that travels on its surrounding pedestal on which a large-sized machine is installed, a horizontal moving arm that is provided on the trolley and that is capable of protruding in the horizontal direction, and a protruding end side of the horizontal moving arm. An upper nut gripping mechanism that is movable in the front-rear, left-right, and vertical directions and that grips the upper nut when the bolt is disassembled or tightened; and a nut that is movable in the front-rear, left-right, and vertical directions on the horizontal moving arm, and The lower nut is formed so as to carry and tighten or disassemble the lower nut after gripping the upper nut of the gripping mechanism to achieve the initial purpose.
【００２１】[0021]
【作用】すなわちこのように形成されたボルト・ナット
の自動締め付け分解装置であると、上ナットを把持した
上ナット把持機構、水平移動アームおよび台車で両持ち
梁の形をなし、すなわち装置は門形をなして安定した形
となり、この安定した梁に支えられて下ナット作動機構
が作動することになり、たとえ重量物のナットであって
もその運搬および締め付け若しくは分解動作は安定して
行なわれ、したがって安全で大幅な作業合理化を実現す
ることが可能となる。In other words, the automatic tightening and disassembling device for bolts and nuts formed in this way has an upper nut gripping mechanism for gripping the upper nut, a horizontally moving arm and a trolley in the form of a doubly supported beam. It becomes a stable shape and the lower nut actuating mechanism operates by being supported by this stable beam, and even if it is a heavy nut, its transportation and tightening or disassembling operation is performed stably. Therefore, it is possible to realize a safe and significant work rationalization.
【００２２】[0022]
【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図１にはそのボルト・ナットの自動締め付
け分解装置とその周辺部分が示されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows an automatic tightening and disassembling device for the bolts and nuts and its peripheral portion.
【００２３】ボルト・ナットの自動締め付け分解装置
は、主として固定フレーム２０を搭載している自在方向
台車２５と、前記固定フレーム２０上に配置され、締め
付け機械側方向に移動可能に形成されている水平移動ア
ーム２１、それにこの水平移動アーム２１上を前後左右
および垂直方向に移動可能に形成された上ナット把持機
構１４および下ナット作動機構１５とより形成されてい
る。The bolt / nut automatic tightening and disassembling apparatus is mainly composed of a fixed direction carriage 25 on which a fixed frame 20 is mounted, and a horizontal structure which is arranged on the fixed frame 20 and is movable in the tightening machine side direction. The movable arm 21, the upper nut gripping mechanism 14 and the lower nut actuating mechanism 15, which are movable on the horizontal moving arm 21 in the front-rear, left-right, and vertical directions.
【００２４】上ナット把持機構１４は、垂直アーム１４
ａ、この垂直アーム１４ａを前後左右および垂直方向に
移動させる駆動装置１６、それに垂直アーム１４ａの下
方部先端に設けられ、ナットの保持および回転を行うナ
ット締め付け装置２８を備えている。The upper nut gripping mechanism 14 includes a vertical arm 14
a, a drive device 16 for moving the vertical arm 14a in the front-back, left-right, and vertical directions, and a nut tightening device 28 provided at the lower end of the vertical arm 14a for holding and rotating the nut.
【００２５】下ナット作動機構１５は、前記上ナット把
持機構１４と同様に、垂直アーム１５ａ、この垂直アー
ム１５ａを前後左右および垂直方向に移動させる駆動装
置１７、垂直アーム１５ａの下方部先端に設けられ、ナ
ットの保持および回転を行うナット締め付け装置２９を
備えている。The lower nut operating mechanism 15, like the upper nut gripping mechanism 14, is provided on the vertical arm 15a, a driving device 17 for moving the vertical arm 15a in the front-back, left-right, and vertical directions, and at the lower end of the vertical arm 15a. And a nut tightening device 29 for holding and rotating the nut.
【００２６】次に、このように形成されている装置を用
いてボルトナットを分解する場合について説明する。ま
ず、自在方向台車２５を分解するボルトナット２、３の
最短位置まで自走あるいは他力により接近させる。Next, a case where the bolt and nut are disassembled by using the device thus formed will be described. First, the omnidirectional truck 25 is disassembled to the shortest positions of the bolts and nuts 2 and 3 by self-propelling or other force.
【００２７】なおこの場合、蒸気タービンのケーシング
１は、タービン架台７０上に設置されているわけである
が、ケーシング１の軸方向両端は軸受台にて支持され、
ケーシング周囲は開口部７１となっており、ケーシング
すなわち分解するボルトナット２、３からこの開口部分
だけ隔てた位置に自在方向台車２５が設置されることに
なる。この開口部７１のために生ずる距離は、発電所に
よって異なるが、通常は１．５ｍから２．０ｍ程度であ
る。In this case, the casing 1 of the steam turbine is installed on the turbine mount 70, and both axial ends of the casing 1 are supported by bearing mounts.
An opening 71 is formed around the casing, and the omnidirectional carriage 25 is installed at a position separated from the casing, that is, the bolt nuts 2 and 3 to be disassembled by this opening. The distance generated by the opening 71 varies depending on the power plant, but is usually about 1.5 m to 2.0 m.
【００２８】分解するボルトナット部分に最も近い位置
まで接近した自在方向台車２５は、アウトリガーを動作
させることにより安定した固定状態に保たれる。The omnidirectional carriage 25 that has come close to the position closest to the bolt nut portion to be disassembled is kept in a stable fixed state by operating the outrigger.
【００２９】自在方向台車２５が安定状態になったとこ
ろで、自在方向台車に乗置されている油圧シリンダ２３
を作動させて、水平移動アーム２１をケーシング１側へ
伸ばす。この状態では、水平移動アーム２１のみが自在
方向台車２５より突出した梁の形となるが、次いで前記
上ナット把持機構１４を作動させ、図２にその詳細が示
されているように、垂直アーム１４ａの先端部をナット
保持部５を介して上ナット３に固定（把持）させる。When the omnidirectional carriage 25 is in a stable state, the hydraulic cylinder 23 mounted on the omnidirectional carriage 23
Is operated to extend the horizontal movement arm 21 to the casing 1 side. In this state, only the horizontally moving arm 21 is in the form of a beam projecting from the omnidirectional carriage 25. Then, the upper nut gripping mechanism 14 is actuated, and as shown in detail in FIG. The tip portion of 14a is fixed (gripped) to the upper nut 3 via the nut holding portion 5.
【００３０】この状態で図１の状態となり、すなわち垂
直アーム１４ａ、水平移動アーム２１および自在方向台
車２５で両持ち梁の形をなし、装置全体では門形をなし
て安定した形となる。すなわち上ナット把持機構１４の
ナット保持部５が、上ナット３に乗せ置くことにより、
片持梁の形態で不安定であった構造が、安定化した構造
となる。なお、この状態では、下ナット作動機構１５
は、水平移動アーム２１上の原点の位置にある。In this state, the state shown in FIG. 1 is obtained, that is, the vertical arm 14a, the horizontal moving arm 21 and the omnidirectional carriage 25 form a doubly supported beam, and the entire apparatus has a gate shape and is stable. That is, by placing the nut holding portion 5 of the upper nut gripping mechanism 14 on the upper nut 3,
A structure that was unstable in the form of a cantilever becomes a stabilized structure. In this state, the lower nut operating mechanism 15
Is at the origin position on the horizontal movement arm 21.
【００３１】なお、この場合ナット保持部５が、分解す
るボルトの中心点を見出す方法は、種々考えられるが、
一つの例としては、ナット締め付け装置２８部にＣＣＤ
カメラ６を設けておき、このカメラにより監視しながら
直接ボルト中心を見い出すようにすると良い。In this case, various methods can be considered for finding the center point of the bolt to be disassembled by the nut holding portion 5.
As one example, the nut tightening device 28 has a CCD
It is advisable to provide a camera 6 so that the center of the bolt can be found directly while monitoring with this camera.
【００３２】次にこの安定した門形状梁上を、下ナット
作動機構１５が移動するわけであるが、下ナット作動機
構１５の前後左右の移動量は、前記上ナット把持機構の
駆動装置１６の原点から移動量をフィードバックさせる
ことにより、垂直アーム１４ａの中心と下ナット保持部
３９の中心とを容易に一致させることが可能となる。Next, the lower nut actuating mechanism 15 moves on the stable gate-shaped beam. The amount of movement of the lower nut actuating mechanism 15 in the front, rear, left and right directions is the same as that of the drive unit 16 of the upper nut gripping mechanism. By feeding back the movement amount from the origin, it becomes possible to easily match the center of the vertical arm 14a with the center of the lower nut holding portion 39.
【００３３】上、下両ナット支持部中心が一致した後、
図３に示されているように、下ナット保持部３９を、サ
ーボモータ８にて回転させると同時に送りねじ機構３７
を動作させ、ボルト２の下面まで下ナット４を移動し、
下ナット４の瓜部とナット保持部３９の瓜部を噛合わせ
ることにより、ナット保持部３９の回転力をナット４側
に伝え、下ナット４を弛め分解する。After the centers of the upper and lower nut support parts are aligned,
As shown in FIG. 3, the lower nut holding portion 39 is rotated by the servo motor 8 and at the same time the feed screw mechanism 37 is rotated.
To move the lower nut 4 to the bottom surface of the bolt 2,
By engaging the gourd portion of the lower nut 4 and the gourd portion of the nut holding portion 39, the rotational force of the nut holding portion 39 is transmitted to the nut 4 side, and the lower nut 4 is loosened and disassembled.
【００３４】なお、この場合ボルト２の下面とナット４
との接触する位置は、噛合い状況が監視出来るように下
ナット作動機構１５にＣＣＤカメラ４０を設置するよう
にすると良い。In this case, the lower surface of the bolt 2 and the nut 4
The CCD camera 40 may be installed in the lower nut actuating mechanism 15 so that the engagement state can be monitored.
【００３５】また、ナット回転用のサーボモータ８とナ
ットを上、下方向に移動させる為のねじ送り機構駆動用
サーボモータ９との両者を用い、分解、組立を実施する
わけであるが、この場合当然のことながらねじ送り機構
３７の送り速度は、ボルトねじ山ピッチと同期して動作
運転が行われるように形成される。Further, both the servo motor 8 for rotating the nut and the servo motor 9 for driving the screw feed mechanism for moving the nut up and down are used to disassemble and assemble. As a matter of course, the feed speed of the screw feed mechanism 37 is formed so that the operation operation is performed in synchronization with the bolt thread pitch.
【００３６】なお、この場合ナット保持部３９とねじ送
り機構部３７間は、ナット回転部側を送りねじ機構側よ
りピン及びスプリング（緩衝装置）３６による支持方法
を採用することにより、ナット回転機構側サーボモータ
８とねじ送り機構側サーボモータ９との非同期運転を吸
収するようにすると良好である。In this case, between the nut holding portion 39 and the screw feed mechanism portion 37, by adopting a method of supporting the nut rotating portion side from the feed screw mechanism side by the pin and the spring (buffer device) 36, the nut rotating mechanism side is adopted. It is preferable to absorb the asynchronous operation of the side servo motor 8 and the screw feed mechanism side servo motor 9.
【００３７】すなわち、ナット分解時ナット保持部３９
がナット下面にタッチし、ナット瓜部が噛合うまでは、
ナットを回転させながらねじ送り機構を上昇させる。こ
の時、ナット回転部とねじ送り機構３７側との変位分を
スプリング３８によって吸収し、ナット保持部を回転す
ることにより瓜が噛合い圧縮されたスプリング３８がリ
リースされる。瓜が噛合った状態でナット弛めの方向に
回転しナットを分解するのである。That is, the nut holding portion 39 when the nut is disassembled
Touches the bottom surface of the nut until the nut gourd meshes.
Raise the screw feed mechanism while rotating the nut. At this time, the spring 38 absorbs the amount of displacement between the nut rotating portion and the screw feed mechanism 37 side, and the nut holding portion is rotated to release the spring 38 in which the melon is engaged and compressed. When the melon is engaged, it rotates in the direction of nut loosening and disassembles the nut.
【００３８】ナットを分解した下ナット作動機構１５は
ナット４をおろす為、ナットを保持した状態で原点まで
復帰する。The lower nut actuating mechanism 15 after disassembling the nut lowers the nut 4, and therefore returns to the origin while holding the nut.
【００３９】この原点復帰が確認された後、上ナット把
持機構１４が次のナットへと移動する。なお、移動は水
平移動アーム２１上を移動してＣＣＤカメラ６を監視し
ながら、操作盤にて行なわれる。After this return to origin is confirmed, the upper nut gripping mechanism 14 moves to the next nut. The movement is performed on the operation panel while moving on the horizontal movement arm 21 and monitoring the CCD camera 6.
【００４０】なお、この作業においてナットを弛める場
合、前述したように、予めボルトは加熱され伸びた状態
で行われ、このボルトヒータを使用した大径ボルトのナ
ット３の弛め方は次のように行われる。When the nut is loosened in this work, as described above, the bolt is preliminarily heated and stretched, and the method of loosening the nut 3 of the large diameter bolt using this bolt heater is as follows. To be done.
【００４１】すなわち図４に示されているように、ボル
トヒータ４５は、大径ボルト２の中心孔に挿入され、ボ
ルトを加熱し膨張させるが、ボルトヒータは、ヒータ部
の根本部と外部電源との配線接続筒４８との間にセラミ
ック等の断熱体４６を設け、この断熱体がボルト３の頭
部と接触する面に熱電対４７を取付け、ボルトヒータに
よるボルトの加熱温度を検出し、Ａ／Ｄ変換器５０、温
度設定器４９、コンピュータ５１より構成される制御機
構でボルトの伸び量を制御する。That is, as shown in FIG. 4, the bolt heater 45 is inserted into the central hole of the large-diameter bolt 2 to heat and expand the bolt. The bolt heater is the root of the heater part and the external power source. A heat insulator 46 made of ceramic or the like is provided between the wire connection cylinder 48 and the wire connection cylinder 48, and a thermocouple 47 is attached to the surface of the heat insulator that contacts the head of the bolt 3 to detect the heating temperature of the bolt by the bolt heater. The amount of extension of the bolt is controlled by a control mechanism including an A / D converter 50, a temperature setting device 49, and a computer 51.
【００４２】この温度センサ付ボルトヒータを使用する
ことによって、コンピュータ５１にボルト番号を入力す
れば、予めプログラム化した各ボルトの指定伸び量まで
ボルトヒータの加熱温度を制御し、ボルトが伸びること
によってナットにかかっていた締付応力の反力を開放
し、容易に弛められる状態になる。By using this bolt heater with a temperature sensor, if the bolt number is input to the computer 51, the heating temperature of the bolt heater is controlled up to the designated expansion amount of each bolt programmed in advance so that the bolt can be expanded. The reaction force of the tightening stress applied to the nut is released, and it can be loosened easily.
【００４３】また、このボルト温度を検出し、ボルト伸
びを管理する方法については、次のようにしても良い。
すなわち図５、図６および図７に示すように、ボルトヒ
ータ４５のヒータ部周囲にバイメタル５６等、熱変形す
る材質のものを取付け、ヒータの発熱により、外部に拡
がることを利用する。The method of detecting the bolt temperature and controlling the bolt elongation may be as follows.
That is, as shown in FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7, a material that is thermally deformable, such as a bimetal 56, is attached around the heater portion of the bolt heater 45, and the heat generated by the heater spreads to the outside.
【００４４】バイメタル等には、外表面にセラミック５
７等の絶縁体を貼付け、熱電対５８を固定させる。熱電
対５８は、バイメタル５６の長さの等分位置に３点貼付
け、熱電対より検出された温度は、補償導線にて制御装
置（温度設定器４９、Ａ／Ｄ変換器５０、コンピュータ
５１）へ入力される。For bimetal or the like, ceramic 5 is provided on the outer surface.
An insulator such as 7 is attached and the thermocouple 58 is fixed. The thermocouple 58 is attached at three points at equal positions of the length of the bimetal 56, and the temperature detected by the thermocouple is controlled by a compensating lead wire (a temperature setting device 49, an A / D converter 50, a computer 51). Is input to.
【００４５】これにより、ボルトヒータ４５が通電、加
熱されるとバイメタル５６に付けた熱電対５８を中心孔
内壁５９に押付け、温度を測定する。検出された温度
は、外部の制御装置へ入力される制御機構については、
図４と同じ機能を持つ。As a result, when the bolt heater 45 is energized and heated, the thermocouple 58 attached to the bimetal 56 is pressed against the inner wall 59 of the center hole to measure the temperature. The detected temperature is input to an external control device.
It has the same function as in FIG.
【００４６】ボルトの分解、吊上げは、貫通ボルト２に
ついては、ケーシングの分解、組立時にケーシング側に
予め挿入しておく為、ボルト単独の吊上げは不要となる
が、植込みタイプのボルトについては、図８に示す治具
５ａを上ナット３の上部にボルト３１にて取付け、上部
ナット回転機構３３を使用することにより、植込みタイ
プのナットの弛めから吊上げ、取外しまで一連の作業を
可能とする。When disassembling and hoisting the bolt, the through bolt 2 is inserted into the casing side in advance when disassembling and assembling the casing, so it is not necessary to hoist the bolt alone. By attaching the jig 5a shown in FIG. 8 to the upper part of the upper nut 3 with the bolt 31 and using the upper nut rotating mechanism 33, it is possible to perform a series of operations from loosening of the implant type nut to lifting and removal.
【００４７】次に、ナット組立の場合について説明す
る。ナット組立については、分解時と逆の工程となる。
すなわち図９に示すように、予め上ナット３とボルト２
とをピン４１等の位置決め治具を用いて一体化させ、図
４で説明した温度測定センサ付ボルトヒータ型ボルト伸
び測定装置を使用し、規定量までボルトを伸ばす。Next, the case of nut assembly will be described. The nut assembly process is the reverse of the disassembly process.
That is, as shown in FIG. 9, the upper nut 3 and the bolt 2 are previously prepared.
And are integrated by using a positioning jig such as a pin 41, and the bolt is extended to a specified amount by using the bolt heater type bolt elongation measuring device with a temperature measuring sensor described in FIG.
【００４８】その後、下ナット４にナット位置決め環４
２を取付けたナットをボルト・ナットの自動締め付け分
解装置を使用し、ボルト２の下面へナット位置決め環４
２が接触するまで締付ける。この状態では、ボルトが伸
びており、ケーシング１ｂの下面と下ナット４の上面と
には、伸び量分の隙間が出来、ボルトを常温まで下げる
ことにより、ボルトが収縮しケーシングを締付ける締付
力を発生して、締付ることになる。Then, the nut positioning ring 4 is attached to the lower nut 4.
Tighten the nut with 2 attached to the bottom surface of the bolt 2 by using the automatic bolt / nut disassembly device.
Tighten until the two touch. In this state, the bolt is extended, and a gap corresponding to the amount of extension is formed between the lower surface of the casing 1b and the upper surface of the lower nut 4, and the bolt contracts when the bolt is cooled to room temperature to tighten the casing. Will occur and will be tightened.
【００４９】このナット位置決め環４２の取付位置の決
め方は、後述する方法によるが必ず同一ボルト穴には、
再現性をもたせる為に同一ボルト、ナットを使用する。The mounting position of the nut positioning ring 42 is determined by the method to be described later.
Use the same bolts and nuts for reproducibility.
【００５０】前述したナット位置決め環４２の取付け
は、先ず従来の作業方法にてボルト加熱、伸び測定をす
ることにより、規定のボルト伸び状態（規定の締付力下
で）でのボルトと上、下ナットの位置を確認し、上ナッ
トはピン４１等でナットボルトを一体化し、また、ナッ
トボルトは位置決め環４２をボルト下面に接触、締付け
た状態で穴あけ、ボルトねじ込みによって、ナットボル
トを一体化する。The above-mentioned nut positioning ring 42 is attached by first heating the bolt and measuring elongation according to the conventional work method so that the bolt in the prescribed bolt elongation state (under the prescribed tightening force) and Check the position of the lower nut, integrate the nut bolt with the pin 41 etc. for the upper nut, and for the nut bolt, make a hole in the state where the positioning ring 42 is in contact with the lower surface of the bolt and tighten it, and then screw in the bolt to integrate the nut bolt. To do.
【００５１】このことにより、ボルトナットを締付けた
状態で、位置決めピン、位置決め環４２を取付けること
により、これらを分解してもナット、ボルトの位置は再
現性をもつことが出来、最初の位置決め作業以降の組立
には、ボルトの伸び測定なしに締付力を得ることが出来
る。Thus, by mounting the positioning pin and the positioning ring 42 while the bolt and nut are tightened, the positions of the nut and the bolt can be reproducible even if they are disassembled. In the subsequent assembly, the tightening force can be obtained without measuring the elongation of the bolt.
【００５２】以上により、蒸気タービン等大型機械の高
圧、中圧ケーシングのケーシング締付方法は、ボルトヒ
ータの加熱温度を管理することにより、一定のボルト伸
び量を精度良く効率的に得られ、また、大型機械のボル
ト・ナットの自動締め付け分解装置は、作業効率の向
上、安全性向上を図ることができる。As described above, in the casing tightening method for the high-pressure and medium-pressure casing of a large-scale machine such as a steam turbine, by controlling the heating temperature of the bolt heater, a constant amount of bolt elongation can be obtained accurately and efficiently. The automatic tightening and disassembling device for bolts and nuts of large machines can improve work efficiency and safety.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、たとえ大型機械でかつその機械に用いられるボルト
が大径のボルトであっても、機械への装着および締め付
けおよび弛めが、簡単にかつ安定した状態で行われ、安
全で大幅な作業合理化を実現することが可能なこの種大
径ボルト・ナットの自動締め付け分解装置を得ることが
できる。As described above, according to the present invention, even if the machine is a large machine and the bolt used in the machine is a large diameter bolt, it is easy to mount, tighten and loosen the machine. It is possible to obtain an automatic tightening and disassembling device for large bolts and nuts of this kind that can be performed in a stable and stable state, and that can realize a large work rationalization in safety.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明のボルト・ナットの自動締め付け分解装
置の一実施例を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of an automatic tightening and disassembling apparatus for bolts and nuts of the present invention.
【図２】本発明のボルト・ナットの自動締め付け分解装
置の上ナット把持機構の要部を示す一部破断側面図であ
る。FIG. 2 is a partially cutaway side view showing an essential part of an upper nut gripping mechanism of the automatic bolt / nut tightening and disassembling apparatus of the present invention.
【図３】本発明のボルト・ナットの自動締め付け分解装
置の下ナット作動機構の要部を示す一部破断側面図であ
る。FIG. 3 is a partially cutaway side view showing a main part of a lower nut operating mechanism of the bolt / nut automatic tightening and disassembling apparatus of the present invention.
【図４】加熱状態を示すボルトおよびその周囲を示す一
部破断側面図である。FIG. 4 is a partially cutaway side view showing a bolt and its surroundings in a heated state.
【図５】加熱状態を示すボルトおよびその周囲を示す一
部破断側面図である。FIG. 5 is a partially cutaway side view showing a bolt and its surroundings in a heated state.
【図６】図５のＡａ−Ａａ線に沿う断面図（加熱前）で
ある。FIG. 6 is a sectional view (before heating) taken along line Aa-Aa in FIG.
【図７】図５のＡａ−Ａａ線に沿う断面図（加熱中）で
ある。FIG. 7 is a cross-sectional view (during heating) taken along line Aa-Aa in FIG.
【図８】ナット、ボルト吊上げ用のソケットの構造を示
す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a structure of a socket for lifting nuts and bolts.
【図９】ナット、ボルトの締め付け状態を示す一部破断
側面図である。FIG. 9 is a partially cutaway side view showing a tightened state of nuts and bolts.
【図１０】大径ボルト、ナットの位置決め環を示す斜視
図である。FIG. 10 is a perspective view showing a positioning ring for large-diameter bolts and nuts.
１…ケーシング、２…ボルト、３…上ナット、４…下ナ
ット、１４…上ナット把持機構、１４ａ…垂直アーム、
１５…下ナット作動機構、１５ａ…垂直アーム、１６…
駆動装置、１７…駆動装置、２０…固定フレーム、２１
…水平移動アーム、２５…自在方向台車、２８…ナット
締め付け装置、２９…ナット締め付け装置、７０…架
台。1 ... Casing, 2 ... Bolt, 3 ... Upper nut, 4 ... Lower nut, 14 ... Upper nut gripping mechanism, 14a ... Vertical arm,
15 ... Lower nut operating mechanism, 15a ... Vertical arm, 16 ...
Drive device, 17 ... Drive device, 20 ... Fixed frame, 21
... horizontal moving arm, 25 ... free-direction carriage, 28 ... nut tightening device, 29 ... nut tightening device, 70 ...
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 英則 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 山田 稔 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 竹下 豊男 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 猪野 哲也 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 遠藤 幸雄 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目７番１号 東北電力株式会社内 (72)発明者 木幡 育生 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目７番１号 東北電力株式会社内 (72)発明者 両国 久 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目７番１号 東北電力株式会社内 (72)発明者 小川 誠 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目７番１号 東北電力株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Hidenori Inoue, 3-2-2 Saicho-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Engineering Service Co., Ltd. (72) Minoru Yamada 3--2, Saicho-cho, Hitachi, Ibaraki No. 2 In Hitachi Engineering Service Co., Ltd. (72) Inventor Toyao Takeshita 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Co., Ltd. In Hitachi Factory, Hitachi (72) Inventor Tetsuya Ino Sankocho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 1-chome 1-1 Hitachi Ltd. Hitachi factory (72) Inventor Yukio Endo 3-7-1, Ichibancho, Aoba-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture Tohoku Electric Power Co., Inc. (72) Ikuo Kowata Sendai, Miyagi Prefecture 3-7-1, Ichibancho, Aoba-ku, Tohoku Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Hisashi Ryogoku 3-7-1, Ichibancho, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi Prefecture Tohoku Electric Power Co., Ltd. in the (72) inventor Makoto Ogawa Sendai, Miyagi Prefecture, Aoba-ku, Ichibancho Third Street No. 7 No. 1 Tohoku Electric Power Co., Ltd. in
Claims (10)
れた大型機械のボルト・ナットを締め付け若しくは分解
する装置において、 前記機械が据え付けられているその周囲架台上を走行す
る台車と、 この台車上に設けられ、かつ水平方向に突出可能に形成
された水平移動アームと、 この水平移動アームの突出端側に、前後左右および垂直
方向に移動可能に設けられ、かつボルト分解若しくは締
め付け時に上ナットを把持する上ナット把持機構と、 前記水平移動アーム上に前後左右および垂直方向に移動
可能に設けられ、かつ前記ナット把持機構の上ナット把
持後に下ナットを運搬および締め付け若しくは分解動作
を行う下ナット作動機構と、を備えてなるボルト・ナッ
トの自動締め付け分解装置。1. A device for tightening or disassembling bolts and nuts of a large machine in which mechanical parts are fastened by bolts and nuts, and a trolley that travels on a surrounding pedestal on which the machine is installed, and a trolley on the trolley. A horizontal moving arm that is provided so as to be able to project in the horizontal direction, and is provided on the protruding end side of this horizontal moving arm so as to be movable in the front-rear, left-right, and vertical directions, and grips the upper nut when disassembling or tightening the bolt. Upper nut gripping mechanism, and a lower nut actuating mechanism that is provided on the horizontal moving arm so as to be movable in the front-rear, left-right, and vertical directions, and that carries and tightens or disassembles the lower nut after gripping the upper nut of the nut gripping mechanism. An automatic tightening and disassembling device for bolts and nuts.
れた機械のボルト・ナットを締め付け若しくは分解する
装置において、 前記機械が据え付けられている架台上を前後左右に走行
する台車と、 この台車上に設けられ、かつ水平方向に突出可能に形成
された水平移動アームと、 この水平移動アームの突出端側に、前後および垂直方向
に移動可能に設けられ、かつボルト分解若しくは締め付
け時に上ナットを把持する上ナット把持機構と、 前記水平移動アーム上に前後および垂直方向に移動可能
に設けられ、かつ前記ナット把持機構の上ナット把持後
に下ナットを運搬および締め付け若しくは分解動作を行
う下ナット作動機構と、を備えてなるボルト・ナットの
自動締め付け分解装置。2. A device for tightening or disassembling bolts and nuts of a machine in which mechanical parts are fastened by bolts and nuts, and a trolley that travels forward and backward and left and right on a pedestal on which the machine is installed, and a trolley on the trolley. A horizontal movement arm provided so as to be capable of protruding in the horizontal direction, and provided on the protruding end side of the horizontal movement arm so as to be movable in the front-rear direction and the vertical direction, and grips the upper nut when the bolt is disassembled or tightened. An upper nut gripping mechanism, a lower nut actuating mechanism that is provided on the horizontal moving arm so as to be movable in the front-back and vertical directions, and that carries and tightens or disassembles the lower nut after gripping the upper nut of the nut gripping mechanism, An automatic tightening and disassembling device for bolts and nuts.
れた大型機械のボルト・ナットを締め付け若しくは分解
する装置において、 前記機械が据え付けられている架台上を走行する台車
と、 この台車上に乗設され、かつ前記機械側の方向に突出可
能に形成された移動アームと、 この移動アームの突出端側に、前後左右および垂直方向
に移動可能に設けられ、かつボルト分解若しくは締め付
け時に上ナットを把持する上ナット把持機構と、 前記移動アーム上に前後左右および垂直方向に移動可能
に設けられ、かつ前記ナット把持機構が上ナットを把持
している状態のときに下ナットを運搬、締め付け若しく
は分解動作を行う下ナット作動機構と、を備えてなるボ
ルト・ナットの自動締め付け分解装置。3. A device for tightening or disassembling bolts and nuts of a large machine in which mechanical parts are fastened by bolts and nuts, and a trolley that travels on a pedestal on which the machine is installed, and an installation on the trolley. And a movable arm formed so as to be able to project toward the machine side, and provided on the protruding end side of the movable arm so as to be movable in the front-rear, left-right, and vertical directions, and gripping the upper nut when disassembling or tightening the bolt. And an upper nut gripping mechanism that is movable on the moving arm in the front-rear, left-right, and vertical directions, and transports, tightens, or disassembles the lower nut when the nut gripping mechanism grips the upper nut. An automatic tightening and disassembling device for bolts and nuts, which comprises a lower nut operating mechanism that performs
ーボモータにより回転させる下ナット回転装置と下ナッ
トをサーボモータにより上下移動させる下ナット移動装
置とを備え、 前記下ナット回転装置と下ナット移動装置との間に、下
ナット回転装置のサーボモータと下ナット移動装置のサ
ーボモータとの回転非同期を吸収する緩衝装置を介在さ
せてなる請求項１、２若しくは３記載のボルト・ナット
の自動締め付け分解装置。4. The lower nut operating mechanism includes a lower nut rotating device for rotating the lower nut by a servo motor and a lower nut moving device for vertically moving the lower nut by a servo motor, the lower nut rotating device and the lower nut. 4. A bolt / nut automatic according to claim 1, 2 or 3, wherein a shock absorber for absorbing rotational non-synchronization between the servo motor of the lower nut rotating device and the servo motor of the lower nut moving device is interposed between the moving device and the moving device. Tightening and disassembling device.
持機構とに、夫々ボルトとナットの芯合わせ状態を確認
するカメラを設けてなる請求項１、２若しくは３記載の
ボルト・ナットの自動締め付け分解装置。5. The automatic tightening of bolts and nuts according to claim 1, 2 or 3, wherein each of the lower nut actuating mechanism and the upper nut gripping mechanism is provided with a camera for checking the alignment of the bolt and the nut. Decomposing device.
締法により締め付けられている請求項１、２若しくは３
記載のボルト・ナットの自動締め付け分解装置。6. The bolt for fastening the machine component is fastened by a shrinkage method.
Automatic tightening and disassembling device for the described bolts and nuts.
締め付け伸び量を考慮したボルト端面に位置する部分
に、位置決め環を設け、前記下ナット作動機構をこの位
置決め環をガイドにして締め付け作動させるようにした
請求項１、２若しくは３記載のボルト・ナットの自動締
め付け分解装置。7. A positioning ring is provided at a portion located on the inner diameter side of the lower nut and on the bolt end face in consideration of the tightening extension amount of the bolt, and the lower nut operating mechanism is used as a guide for tightening operation. The automatic tightening and disassembling device for bolts and nuts according to claim 1, 2 or 3.
れた大型機械のボルト・ナットを締め付け若しくは分解
する装置が、 前記機械が据え付けられているその周囲架台上を走行す
る台車と、この台車上に設けられ、かつ水平方向に突出
可能に形成された水平移動アームと、この水平移動アー
ムの突出端側に、前後左右および垂直方向に移動可能に
設けられ、かつボルト分解若しくは締め付け時に上ナッ
トを把持する上ナット把持機構と、前記水平移動アーム
上に前後左右および垂直方向に移動可能に設けられ、下
ナットを運搬および締め付け若しくは分解動作を行う下
ナット作動機構とを備え、 前記下ナット作動機構を、前記上ナット把持機構が上ナ
ットを把持した後に作動させるようにしたことを特徴と
するボルト・ナットの締め付け分解方法。8. A device for tightening or disassembling bolts and nuts of a large machine in which machine parts are fastened by bolts and nuts, a trolley that travels on its surrounding mount on which the machine is installed, and a trolley on the trolley. A horizontal moving arm that is provided so as to be able to project in the horizontal direction, and is provided on the protruding end side of this horizontal moving arm so as to be movable in the front-rear, left-right, and vertical directions, and grips the upper nut when disassembling or tightening the bolt. An upper nut gripping mechanism, and a lower nut operating mechanism that is provided on the horizontal moving arm so as to be movable in the front-rear, left-right, and vertical directions and that carries and tightens or disassembles the lower nut. The bolt / nut tightening amount is characterized in that the upper nut gripping mechanism is operated after gripping the upper nut. Method.
れた大型機械のボルト・ナットを締め付け若しくは分解
する装置が、 前記機械が据え付けられているその周囲架台上を走行す
る台車と、この台車上に設けられ、かつ水平方向に突出
可能に形成された水平移動アームと、この水平移動アー
ムの突出端側に、前後左右および垂直方向に移動可能に
設けられ、かつボルト分解若しくは締め付け時に上ナッ
トを把持する上ナット把持機構と、前記水平移動アーム
上に前後左右および垂直方向に移動可能に設けられ、下
ナットを運搬および締め付け若しくは分解動作を行う下
ナット作動機構とを備え、 前記下ナット作動機構のナットの運搬、締め付けあるい
は分解の作動は、前記上ナット把持機構が上ナット上に
着地している状態のときに行なわれるようにしたことを
特徴とするボルト・ナットの締め付け分解方法。9. A device for tightening or disassembling bolts and nuts of a large machine in which mechanical parts are fastened by bolts and nuts, and a trolley that travels on a surrounding pedestal on which the machine is installed, and a trolley on the trolley. A horizontal moving arm that is provided so as to be able to project in the horizontal direction, and is provided on the protruding end side of this horizontal moving arm so as to be movable in the front, rear, left, right, and vertical directions, and grips the upper nut when disassembling or tightening the bolt. An upper nut gripping mechanism, and a lower nut operating mechanism that is provided on the horizontal moving arm so as to be movable in the front-rear, left-right, and vertical directions and that carries and tightens or disassembles the lower nut. The operation of transporting, tightening or disassembling the nut is performed when the upper nut gripping mechanism is landing on the upper nut. Tightening method for decomposing bolts and nuts, characterized in that the so that.
された大型機械のボルト・ナットを締め付け若しくは分
解する装置が、上ナットを把持する上ナット把持機構
と、下ナットを運搬および締め付け若しくは分解動作を
行う下ナット作動機構とを備えるとともに、前記上ナッ
ト把持機構および下ナット作動機構が同じ水平移動アー
ム上に乗置され、かつ前記下ナット作動機構を、前記上
ナット把持機構が上ナットを把持している状態の時に作
動させるようにしたことを特徴とするボルト・ナットの
締め付け分解方法。10. A device for tightening or disassembling bolts / nuts of a large machine in which machine parts are fastened by bolts / nuts, and an upper nut gripping mechanism for gripping an upper nut and a lower nut carrying and tightening or disassembling operation. And a lower nut actuating mechanism for performing, the upper nut gripping mechanism and the lower nut actuating mechanism are placed on the same horizontal moving arm, and the lower nut actuating mechanism grips the upper nut. A method for tightening and disassembling bolts and nuts, which is characterized in that it is activated when the bolt is in the open state.
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