JP2000283171A - 回転機のフランジ軸継手 - Google Patents

回転機のフランジ軸継手

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JP2000283171A
JP2000283171A JP11090713A JP9071399A JP2000283171A JP 2000283171 A JP2000283171 A JP 2000283171A JP 11090713 A JP11090713 A JP 11090713A JP 9071399 A JP9071399 A JP 9071399A JP 2000283171 A JP2000283171 A JP 2000283171A
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JP
Japan
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nut
flange
rotating machine
flanges
bolt
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JP11090713A
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Inventor
Hiroki Shiraishi
裕樹 白石
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電力供給の信頼性を維持することのできる回転
機のフランジ軸継手を得ること。 【解決手段】重ねられたフランジ1A,1Bのボルト穴
に挿入したカップリングボルト2Aの両側のおねじ部に
螺合させるナット3Aの座面側が嵌合する嵌合凹部1h
を、フランジ1A,1Bのボルト穴の挿入側に形成す
る。回転機の回転軸が過渡的に定格回転数を超えて、ナ
ット3Aによる遠心力が増えると、ナット3Aの座面側
の側面が嵌合凹部1hの内周に当ることで、ナット3A
の移動を防いで、カップリングボルト2Aの湾曲による
応力の増加を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転機のフランジ
軸継手に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、ガスタービン発電設備のタービ
ンの回転軸の端部やタービンと発電機の回転軸の端部を
連結する従来のタービン発電設備のフランジ軸継手の一
例を示す部分断面図である。
【0003】図5において、左側の図示しないタービン
の回転軸の右端に鍛造で形成された図示しない側面図で
は円板状のフランジ1Cの右端の中心部には、嵌合凸部
1aが形成され、この嵌合凸部1aの中心部には座ぐり
穴1cの中心に対して、センタ穴1eが加工されてい
る。
【0004】このうち、嵌合凸部1aの外側には、フラ
ンジ1Cの右側面に逃げ部1fが加工され、この逃げ部
1fの更に外側には、ボルト穴1g1が後述する図7で
示すように45°間隔に加工されている。
【0005】同様に、フランジ1Cの右側には、右側の
図示しないタービンの回転軸の左端に対して、左側のフ
ランジ1Cと外形が同一のフランジ1Dが対称的に形成
されている。
【0006】このフランジ1Dの左端の中心部には、左
側のフランジ1Cの嵌合凸部1aが嵌合する嵌合凹部1
bが形成され、この嵌合凹部1bの中心部にも、座ぐり
穴1cの中心にセンタ穴1eが加工されている。
【0007】右側のフランジ1Dの外周側にも、ボルト
穴1g2が左側のボルト穴1g1と対置して加工され、
左右のボルト穴1g1,1g2には、カップリングボル
ト2Aが打ち込まれ、カップリングボルト2Aの両側に
形成されたおねじ部には、六角ナット3Eが螺合され、
所定の締付トルクで締め付けられている。
【0008】このように構成された回転機のフランジ軸
継手においては、左側のフランジ1Cの右端に形成され
た嵌合凸部1aが、右側のフランジ1Dの左端に形成さ
れた嵌合凹部1bに挿入された状態で、カップリングボ
ルト2Aと六角ナット3Eを介して両側のフランジ1
C,1Dを締め付けることで、左右のタービンの軸心線
Lを同一線上に一致させて、連結した後の回転でフラン
ジ1C,1Dだけでなく左右の回転軸も振動しないよう
に配慮されている。
【0009】また、六角ナット3Eの締付けに当って
は、各カップリングボルト2Aによる締付力を均等にし
て、タービン発電機の回転に伴って共振れと称する振動
が発生しないように、トルク計で管理されている。な
お、カップリングボルトの締付力のトルク管理は、トル
ク計による方法の他に、油圧を利用する方法を採用する
場合もある。
【0010】図6は、この油圧によってトルクを管理し
てカップリングボルトを締め付けた従来のフランジ軸継
手の一例を示す部分断面図で、ボルトの締付部分のみを
示し、他は、図5と同一である。
【0011】図6において、カップリングボルト2B
は、中央部の直径が両側のおねじ部と比べて大径に製作
され、このカップリングボルト2Bの両側のおねじ部に
螺合されたナット3Aは、円柱状で、外周にはこのナッ
ト3Aを締め付ける工具用の穴3aが加工されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの図
5及び図6に示すように構成された回転機のフランジ軸
継手においては、左右のフランジ1C,1Dがタービン
の回転で回転すると、各ナットには、図7及び図8で以
下説明するように、フランジ1C,1Dの半径方向の外
側に矢印で示す遠心力Fr=Mrω2 が働く。ここで、
M;質量、r;半径、ω;回転数
【0013】一方、各ナットには、この遠心力Frの反
作用として、ナットの締付力Fwとこのナットの座面の
静止摩擦係数μの積に対応する静止摩擦力Fm=Fwμ
が半径方向中心方側に発生する。
【0014】そのため、カップリングボルト締付ナット
の締付トルクは設計回転状態において、Fm>Frとな
るように設定されているが、法規で定められた定格回転
数を超える試験運転や実稼動時における負荷の急激な遮
断時などでは、回転数の上昇で過渡的にFm<Frとな
る場合もある。
【0015】すると、ナット3A,3Eに印加される遠
心力でカップリングボルト2A,2Bの両側が僅かに弾
性変形するとともに、ナットが外周方向に僅かにずれる
おそれがある。
【0016】もし、ナットが移動すると、カップリング
ボルトには、図8の矢印で示す曲げモーメントMとせん
断力が加わり、応力が変化する。タービンの回転数が定
格に復帰した後も、カップリングボルトの弾性変形の反
力は、ナットの座面の静止摩擦力を上回ることがないた
め、カップリングボルトで変化した応力が残留するおそ
れがある。
【0017】その結果、図7で示した8本のカップリン
グボルト2A,2Bに残留する応力が不均一になると、
前述した共振れが発生するおそれがある。もし、この共
振れが発生すると、この対策のためにタービンを含む発
電設備の稼動を停めなければならないので、公共性の高
い電力供給の信頼を損うおそれがある。そこで、本発明
の目的は、電力供給の信頼性を維持することのできる回
転機のフランジ軸継手を得ることである。
【0018】
【課題を解決するための手段】請求項1に対応する発明
は、連結される回転軸の端部のフランジに貫挿する複数
のボルトにナットを螺合させて一対のフランジを締め付
ける回転機のフランジ軸継手において、ナットの座面側
が嵌合する凹部をフランジに形成したことを特徴とす
る。
【0019】請求項2に対応する発明は、連結される回
転軸の端部のフランジに貫挿する複数のボルトにナット
を螺合させて一対のフランジを締め付ける回転機のフラ
ンジ軸継手において、フランジのボルトの挿入穴に嵌合
する凸部をナットの座面に形成したことを特徴とする。
【0020】請求項3に対応する発明は、連結される回
転軸の端部のフランジに貫挿する複数のボルトにナット
を螺合させて一対のフランジを締め付ける回転機のフラ
ンジ軸継手において、フランジに底面が接触する複数の
リブをナットの外周に突設したことを特徴とする。
【0021】このような手段によって、請求項1に対応
する発明では、回転軸の過渡的な回転数の超過に伴う遠
心力によるナットの移動を、このナットの座面側が嵌合
したフランジの凹部の内周で防ぐ。
【0022】請求項2に対応する発明では、回転軸の過
渡的な回転数の超過に伴う遠心力によるナットの移動
を、ボルト貫挿穴に嵌合したナットの凸部で防ぐ。請求
項3に対応する発明では、回転軸の過渡的な回転数の超
過に伴うナットの遠心力によるボルトの湾曲を、ナット
の外周のリブの底面で防ぐ。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の回転機のフランジ
軸継手の一実施形態を図面を参照して説明する。図1
は、本発明の回転機のフランジ軸継手の第1の実施形態
を示す部分断面図で、従来の技術で示した図5及び図6
に対応し、請求項1に対応する図である。
【0024】図1において、前述した従来の技術で示し
た図5及び図6と異なるところは、ナットの座面で押圧
されるフランジのボルト穴の締付面の形状で、他は、カ
ップリングボルトを含めて図5及び図6と同様である。
【0025】すなわち、左右のフランジ1A,1Bに
は、ナット3Aの座面側が嵌合する図示しない側面図で
は環状の浅い嵌合凹部1hが対称的に形成され、この嵌
合凹部1hの内径は、ナット3Aの外径と比べてほとん
ど同一に近い大きさで、ナット3Aの締付時の回転が可
能となっている。
【0026】このようにボルト穴の締付面側に嵌合凹部
1hが形成され、この嵌合凹部1hにナット3Aが挿入
されてボルトを介してフランジ1A,1Bを締め付ける
回転機のフランジ軸継手においては、万一、タービンの
回転数が定格値を超え、ナット3Aに働く前述した図7
及び図8で示す遠心力Frが、このナット3Aの座面の
静止摩擦力Fmを超えた場合でも、ナット3Aの外周と
嵌合凹部1hの内周との間の間隙はほとんどないので、
締付ナット3Aは半径方向外側に移動せず、したがっ
て、前述した共振れと呼ぶ振動の増加を回避することが
でき、電力供給の信頼性を維持することができる。
【0027】図2は、本発明の回転機のフランジ軸継手
の第2の実施形態を示す部分断面図で、前述した第1の
実施形態で示した図1に対応し、請求項2に対応する図
である。図2において、特に前述した第1の実施形態で
示した図1と異なるところは、ナットの座面の形状で、
他は、カップリングボルトを含めて図6と同様である。
【0028】すなわち、左右のフランジ1C,1Dに形
成されたボルト穴には、ナット3Bの座面側に突設され
た嵌合凸部3bが嵌合している。この嵌合凸部3bの外
径は、ボルト穴のナット側の内径と比べて僅かに小さ
く、ナット3Bの締付時の回転が可能となっている。
【0029】このようにナット3Bの座面側に嵌合凸部
3bが形成され、このナット3Bが挿入されてボルトを
介してフランジ1C,1Dを締め付ける回転機のフラン
ジ軸継手においても、万一、タービンの回転数が定格値
を超え、ナット3Bに働く前述した図7及び図8で示す
遠心力Frが、このナット3Bの座面の静止摩擦力Fm
を超えた場合でも、ナット3Bは嵌合凸部3bの外周と
ボルト穴との間に形成された僅かな間隙によって僅かな
移動にとどめることができるので、前述した共振れと呼
ぶ振動の増加を回避することができ、電力供給の信頼性
を維持することができる。
【0030】図3は、本発明の回転機のフランジ軸継手
の第3の実施形態を示す部分断面図で、前述した実施形
態で示した図1及び図2に対応し、請求項3に対応する
図である。
【0031】図3において、前述した実施形態で示した
図1及び図2と異なるところは、ナットの外周に複数の
リブを形成したことで、他は、カップリングボルトを含
めて図1と同様である。
【0032】すなわち、カップリングボルト2Aの両側
に螺合されるナット3Cの外周には、台形で板状のリブ
3cが45°間隔に突設され、このリブ3cの座面側は、
ナット3Cの環状の座面と同一平面となっている。
【0033】このようなリブ3Cが外周に形成されたナ
ット3Cでフランジ1C,1Dを締め付ける回転機のフ
ランジ軸継手においては、万一、タービンの回転数が定
格値を超え、ナット3Cに働く前述した図7及び図8で
示す遠心力Frが、このナット3Cの座面の静止摩擦力
Fmを超えてカップリングボルト2Aに曲げモーメント
が印加された場合でも、ナット3Cの外周に形成された
リブ3cによる反力で曲げモーメントによりボルトの変
形を防ぐことができるので、前述した共振れが発生する
事態を回避することができ、電力供給の信頼性を維持す
ることができる。
【0034】また、リブ3cは、ナット3Cの緩み止め
トルクが増えるので、カップリングボルトの緩みを防ぐ
こともできる。なお、リブ3cは、45°間隔の8箇所で
なくて、30°間隔の12箇所としてもよく、10箇所として
もよい。
【0035】図4は、本発明の回転機のフランジ軸継手
の第4の実施形態を示す部分断面図で、前述した実施形
態で示した図2及び図3に対応し、請求項2及び請求項
3の他の実施例に対応する図である。
【0036】図4において、前述した実施形態で示した
図2及び図3と異なるところは、図3で示したナット3
Cの座面側に対して、図2で示した嵌合凸部3bを形成
したことで、他は、カップリングボルトを含めて図2と
同様である。
【0037】すなわち、左右のナット3Dの外周側に
は、図3で示したナット3Cと同様にリブ3cが45°間
隔に突設され、ナット3Cの座面側には、嵌合凸部3b
が図2と同様に形成され、この嵌合凸部3bの内径は、
ボルト穴のナット側と比べて僅かに大きく、ナット3D
の締付時の回転が可能となっている。
【0038】このようにナット3Dの外周側にリブ3c
が形成され座面に嵌合凸部3bが形成されたナット3D
が螺合されてボルトを介してフランジ1C,1Dを締め
付ける回転機のフランジ軸継手においても、万一、ター
ビンの回転数が定格値を超え、ナット3Dに働く前述し
た図7及び図8で示す遠心力Frが、このナット3Dの
座面の静止摩擦力Fmを超えた場合でも、ナット3Dは
嵌合凸部3bの外周とボルト穴との間に形成された僅か
な間隙によって僅かな移動にとどめることができるの
で、前述した共振れが発生する事態を回避することがで
き、電力供給の信頼性を維持することができる。
【0039】なお、上記実施形態では、ナットは円柱状
の場合で説明したが、図5で示した六角ナットの場合で
も同様に適用することができる。また、以上の実施形態
では、フランジ継手は、タービン発電設備のタービンや
発電機の端部に設けられた場合で説明したが、電動機の
軸端に設けられた場合でも全く同様に過渡的な回転数の
超過に伴う共振れやボルトの応力の増加に対応すること
ができる。
【0040】
【発明の効果】請求項1に対応する発明によれば、連結
される回転軸の端部のフランジに貫挿する複数のボルト
にナットを螺合させて一対のフランジを締め付ける回転
機のフランジ軸継手において、ナットの座面側が嵌合す
る凹部をフランジに形成して、回転軸の過渡的な回転数
の超過に伴う遠心力によるナットの移動を、このナット
の座面側が嵌合したフランジの凹部の内周で防いだの
で、電力供給の信頼性を維持することのできる回転機の
フランジ軸継手を得ることができる。
【0041】請求項2に対応する発明によれば、連結さ
れる回転軸の端部のフランジに貫挿する複数のボルトに
ナットを螺合させて一対のフランジを締め付ける回転機
のフランジ軸継手において、フランジのボルトの挿入穴
に嵌合する凸部をナットの座面に形成することで、回転
軸の過渡的な回転数の超過に伴う遠心力によるナットの
移動を、ボルトの挿入穴に嵌合したナットの凸部で防い
だので、電力供給の信頼性を維持することのできる回転
機のフランジ軸継手を得ることができる。
【0042】請求項3に対応する発明によれば、連結さ
れる回転軸の端部のフランジに貫挿する複数のボルトに
ナットを螺合させて一対のフランジを締め付ける回転機
のフランジ軸継手において、フランジに底面が接触する
複数のリブをナットの外周に突設することで、回転軸の
過渡的な回転数の超過に伴うナットの遠心力によるボル
トの湾曲を、ナットの外周のリブの底面で防いだので、
電力供給の信頼性を維持することのできる回転機のフラ
ンジ軸継手を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回転機のフランジ軸継手の第1の実施
形態を示す部分断面図。
【図2】本発明の回転機のフランジ軸継手の第2の実施
形態を示す部分断面図。
【図3】本発明の回転機のフランジ軸継手の第3の実施
形態を示す部分断面図。
【図4】本発明の回転機のフランジ軸継手の第4の実施
形態を示す部分断面図。
【図5】従来の回転機のフランジ軸継手の一例を示す部
分断面図。
【図6】従来の回転機のフランジ軸継手の図5と異なる
一例を示す部分断面図。
【図7】従来の回転機のフランジ軸継手の作用を示す側
面図。
【図8】従来の回転機のフランジ軸継手の作用を示す部
分断面図。
【符号の説明】
1A,1B,1C,1D…フランジ、1h…嵌合凹部、
2A,2B…カップリングボルト、3A,3B,3C,
3D…ナット、3E…六角ナット、3a…工具用の穴、
3n…嵌合凸部、3c…リブ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連結される回転軸の端部のフランジに貫
    挿する複数のボルトにナットを螺合させて一対の前記フ
    ランジを締め付ける回転機のフランジ軸継手において、
    前記ナットの座面側が嵌合する凹部を前記フランジに形
    成したことを特徴とする回転機のフランジ軸継手。
  2. 【請求項2】 連結される回転軸の端部のフランジに貫
    挿する複数のボルトにナットを螺合させて一対の前記フ
    ランジを締め付ける回転機のフランジ軸継手において、
    前記フランジの前記ボルトの挿入穴に嵌合する凸部を前
    記ナットの座面に形成したことを特徴とする回転機のフ
    ランジ軸継手。
  3. 【請求項3】 連結される回転軸の端部のフランジに貫
    挿する複数のボルトにナットを螺合させて一対の前記フ
    ランジを締め付ける回転機のフランジ軸継手において、
    前記フランジに底面が接触する複数のリブを前記ナット
    の外周に突設したことを特徴とする回転機のフランジ軸
    継手。
JP11090713A 1999-03-31 1999-03-31 回転機のフランジ軸継手 Pending JP2000283171A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010084935A (ja) * 2008-10-03 2010-04-15 Hitachi Ltd 回転体ボルト締結構造及び回転機械
CN104235201A (zh) * 2014-07-01 2014-12-24 杭州福朗机电科技有限公司 一种联轴器螺栓连接结构
JP2017020429A (ja) * 2015-07-13 2017-01-26 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ロータのリーマ穴補修方法
CN114810809A (zh) * 2021-01-29 2022-07-29 亚智科技股份有限公司 快拆装刷轮装置及快拆装刷轮方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010084935A (ja) * 2008-10-03 2010-04-15 Hitachi Ltd 回転体ボルト締結構造及び回転機械
CN104235201A (zh) * 2014-07-01 2014-12-24 杭州福朗机电科技有限公司 一种联轴器螺栓连接结构
JP2017020429A (ja) * 2015-07-13 2017-01-26 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ロータのリーマ穴補修方法
CN114810809A (zh) * 2021-01-29 2022-07-29 亚智科技股份有限公司 快拆装刷轮装置及快拆装刷轮方法

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