JPH11347857A - 油圧式テンショナーおよびテンショナー装置 - Google Patents
油圧式テンショナーおよびテンショナー装置Info
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- JPH11347857A JPH11347857A JP16124498A JP16124498A JPH11347857A JP H11347857 A JPH11347857 A JP H11347857A JP 16124498 A JP16124498 A JP 16124498A JP 16124498 A JP16124498 A JP 16124498A JP H11347857 A JPH11347857 A JP H11347857A
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Abstract
く、しかもすべての作業を通じて高い能率が保持される
油圧式テンショナーを提供する。 【解決手段】 油圧式テンショナー21はアクチュエー
タ24を備えている。このアクチュエータ24の軸心に
沿ってプランジャー28と共に移動可能にテンションロ
ッド25が設けられる。テンションロッド25は下端に
係合爪25bを有する。テンションナット26はテンシ
ョンロッド25の係合爪25bとかみ合う係合部を有す
る。組み立て時、テンションナット26をボルト3のね
じ部3cに螺合させておき、テンションロッド25の係
合爪25bを上方から下ろしてテンションナット26の
係合部と係合させ、テンションロッド25でボルト3を
引っ張り、ボルト3に伸びを与える。
Description
の上半ケーシングと下半ケーシングとを締結するボルト
に規定の伸びを付与するために用いられるボルトテンシ
ョナーおよびテンショナー装置に関する。
および分解における作業性を良好に保持するために水平
面で2分割した構造を採用しており、上半および下半ケ
ーシングの内部に組み込む要素の組み立てが完了した段
階で分割面にある水平方向の各フランジに配列された締
め付け用ボルトをある規定の伸びを与えた状態に締め付
けることが行われている。高張力鋼からなるボルトに伸
びを付与するには油圧式テンショナーが使用されてい
る。
タに油圧を作用させてボルトを伸長させ、その状態を保
ってボルトに装着してあるナットを締め上げる方向に回
転させ、油圧を減圧させて引っ張り力を解除するとい
う、手順で実施される。このとき、ボルトは弾性変形で
元の長さに戻ろうとするが、ナットが回転した分だけ伸
びは戻らないで、ボルトが伸びたままになる。ボルトが
戻ろうとする力がナットの座面を通して上半および下半
ケーシングのフランジを押さえ付け、水平面の接触状態
が内部の気密を保持するのに不足のないように保たれ
る。
に示している。上半ケーシング1のフランジ1aと下半
ケーシング2のフランジ2aとにわたってボルト3が延
びており、その両端のねじ部3a、3bにそれぞれ上半
ナット4および下半ナット5が螺合している。ここで、
ボルト3を伸長させる油圧式テンショナー6はフランジ
1aの上面にレグ7を介して支持されている。
ンションロッド8の先端のプラバー9を螺合させてお
く。この状態で油圧がアクチュエータ10に流れると、
テンションロッド8と係合するシリンダ11内のプラン
ジャー12の下面に油圧が作用し、テンションロッド8
が上方に移動する。このとき、ボルト3がテンションロ
ッド8の移動に従い伸長するので、上半ナット4を締め
上げることが可能になる。この後、アクチュエータ10
内の油圧を減圧すると、伸長したボルト3は元の長さに
戻ろうとするが、上半ナット4が回転した分は伸びが戻
らないで、伸びたままにすることができる。なお、図中
符号13はアクチュエータ10に油圧を供給する油圧発
生装置、符号14は座金を示している。
た油圧式テンショナー6は作業を遂行するうえで次のよ
うな難点がある。すなわち、油圧式テンショナー6はフ
ランジ1aの上面に長いレグ7を用いて取り付ける必要
があり、テンショナー6とレグ7とを組み合わせて使用
するとき、重量が極めて重くなる。また、プラバー9と
ボルト3との間に着脱のためのスペースを確保しなけれ
ばならず、その分高さ寸法が延びてさらに重量が増すこ
とになる。
式テンショナー6(公称能力800トン)の場合、重量
は約450kg、高さは1800mmである。重さが大
きくなると、取り扱いが容易でなくなるのに加えて、た
とえば、蒸気タービンのようにケーシング上半1に蒸気
を導く配管が突き出ていたり、もしくはケーシング外壁
が上半ナット4の座面近くに迫っているものでは狭隘箇
所が多くなることで、作業に支障を来すことがある。
うな油圧式テンショナー6が知られている。この油圧式
テンショナー6ではアクチュエータ10がテンションナ
ット15の下側に配置される。使用時、ボルト3の頭部
のねじ部3cにテンションナット15を螺合させてお
く。この状態で油圧がアクチュエータ10に流れると、
シリンダ11内のプランジャー12の下面に油圧が作用
し、プランジャー12が上方に移動する。この動作でボ
ルト3が伸長するので、上半ナット4を締め上げること
ができる。
ションナット15等が分割可能で、これらの要素の重量
が軽くなり、取り扱いが容易になる利点がある。しか
し、ボルト3が上方に伸び過ぎるという欠点がある。ま
た、ケーシングの内部の点検時の作業性が劣ることが問
題である。
扱いが不便であるだけでなく、幾つかの改良すべき点も
ある。すなわち、図23に示すようにレグ7には上半ナ
ット4を回転させる場合に上半ナット4の孔4aに工具
を当てるためのナット回転用窓7aが穿たれている。ボ
ルト3を上方に伸ばしたとき、引っ張り力に見合う反力
がレグ7に作用し、強度的に弱いナット回転用窓7a
の、特にコーナ部に応力が集中し、そこに亀裂が入る可
能性がある。これを回避するには円筒状のレグ7の肉厚
を強度上不安のない厚みに大きくすれば良いが、単にこ
の厚さを増したのではテンショナー6の外径寸法が大き
くなって、フランジ1a上に密にボルト3を配置したも
のにおいてテンショナー6の設置が事実上困難になるな
どの問題が生じる。
に高温、高圧の蒸気と触れるので、フランジ1a、2a
に経年的な変形を生じ易く、図24に示すようにボルト
3の中心が上半ナット4の座面に対して垂直にならず、
この状態でテンショナー6を取り付けてボルト3を引っ
張ると、ボルト3が傾いたまま引っ張られ、無理な力で
ねじ部3a、3cが損傷するなどの問題が生じる。
クチュエータ10の増強を実現しなければならない。ア
クチュエータ10の増強はシリンダ11の油圧室をより
多く積み上げることで容易に可能である。しかし、たと
えば図25に示す2段で構成したものでは下段プランジ
ャー12aと比べて上段プランジャー12bにより大き
な力が作用する。これは段数が増すのに比例して上段に
なればなるほど累積された力が作用することを意味す
る。このため、アクチュエータ10の最上段のプランジ
ャー12には過大な応力が生じることが避けられず、厳
しい応力に耐えられるようにプランジャー12の厚さを
より厚くしなければならない。なお、図中、符号16は
カラーを示している。
した場合、テンショナー6の外径寸法が大きくなり、ボ
ルト3を密に配置しているタービンケーシングにおいて
テンショナー6の設置が事実上難しくなるという問題が
生じる。
後、ボルト3は締め付け前よりも伸びた状態でプランジ
ャー12が移動したままになる。このとき、各シリンダ
ー11内には作動油が残り、次ぎのボルトの締め付けを
行う前にこれを抜き取る必要がある。シリンダー11内
に残された作動油を逃がすには人力でプランジャー12
を反対方向に押すか、あるいはプランジャー12の背面
側に油圧を作用させて元の位置まで戻すことになる。
の円周上にあるシールの抵抗に打ち勝つ必要があり、作
業者の疲労が大きくなるという問題がある。
3の締め付け完了時に行うのが一般的であるが、締め付
ける過程でもボルト3の伸び量を把握する必要がある。
これは上半ナット4の回転する角度に基づいて予測して
いる。しかし、上半ナット4の回転角度から求めるのは
フランジ1aとの接触面に隙間があるなど見込み違いが
あると、正確な値は得られず、予測精度があまり高くな
い。
ける関係から、機械式伸び差計を設置することは不可能
で、締め付け作業を終えてテンショナー6を取り外した
後に、機械式伸び差計を装着して伸び量を測定するとい
う、繁雑な手順が用いられている。しかし、この方法で
は測定の都度テンショナー6を取り外すので、能率のよ
い作業は望めず、すべてのボルト3を締め付けるまでに
長時間を費やさねばならないという、問題がある。
ないし締め付け不足がしばしば発生する。締め過ぎた場
合には油圧を同じ圧力に保って緩め、また締め足りない
場合には油圧を前よりも高圧に保って修正伸び量を上半
ナット4の回転角度から予測してその分だけ回転させる
油圧を設定している。この方法によれば、人為的な判断
に左右されることが多く、判断ミス、特に伸び量の予
測、あるいは油圧の設定における判断ミスのために不測
の事故を招きかねない。現状、この問題への有効な解決
策は見出されていない。
つ要素の損傷が少なく、しかもすべての作業を通じて高
い能率が保持されるようにした油圧式テンショナーおよ
びテンショナー装置を提供することにある。
に請求項1に係る発明はケーシングの水平継手面のフラ
ンジを上下に貫いて通すボルトを複数個のナットを用い
て締め付ける油圧式テンショナーであって、テンショナ
ーは複数個のシリンダ内の油圧室に導く作動油で各プラ
ンジャーを動作させてボルトを上方に引っ張るアクチュ
エータを備えたものにおいて、アクチュエータの軸心に
沿ってプランジャーと共に移動可能に設けられ、下端に
係合爪を有するテンションロッドと、このテンションロ
ッドの下端に着脱可能に設けられ、テンションロッドの
係合爪とかみ合う係合部を有するテンションナットとを
備え、ボルトの組み立て時、テンションナットをボルト
と螺合させる上側のナットの上方でボルトのねじ部に螺
合させておき、使用時、テンションロッドの係合爪を上
方から下ろしてテンションナットの係合部と係合させ、
テンションロッドで前記ボルトを引っ張るように構成し
たことを特徴とするものである。
は、アクチュエータ、テンションナット等の主要な要素
を単独で扱うようにそれぞれ分離しているので、軽量化
により取扱が容易になり、作業性を大きく向上させるこ
とができる。
ーシングの水平継手面のフランジを上下に貫いて通すボ
ルトを複数個のナットを用いて締め付ける油圧式テンシ
ョナーであって、テンショナーは複数個のシリンダ内の
油圧室に導く作動油で各プランジャーを動作させてボル
トを上方に引っ張るアクチュエータを備えたものにおい
て、アクチユエータの軸心に沿ってプランジャーと共に
移動可能に設けられ、下端に係合爪を有するテンション
ロッドと、このテンションロッドの係合爪とかみ合う、
ボルトの上端に形成された係合部とを備え、使用時、テ
ンションロッドの係合爪を上方から下ろしてボルトの係
合部と係合させ、テンションロットでボルトを引っ張る
ように構成したことを特徴とするものである。
アクチュエータ等の主要な要素を単独で扱うようにそれ
ぞれ分離しているので、軽量化により取り扱いが容易に
なり、作業性を大きく向上させることができる。
タをフランジ上に支持する、ナット回転用窓を有する筒
状の支持部材を備え、ナット回転用窓が形成される支持
部材の本体部領域を他の領域よりも直径を大きく形成し
たことを特徴とするものである。
ナット回転用窓が穿たれる支持部材の本体部に高い剛性
を持たせることができ、支持部材に損傷等が起こるのを
防ぐことが可能になる。
タをフランジ上に協働して支持する、球面座を有する筒
状の支持部材および凸面を有する筒状のベース部材を備
え、使用時、支持部材の球面座にベース部材の凸面が接
するように組み合わせ、フランジ面に対してボルトの中
心が傾いているとき、ベース部材を支持部材上において
微量変化させ、アクチュエータにより作用させる力をボ
ルトの中心に沿う方向に倣わせるように構成したことを
特徴とするものである。
テンショナーのベース部材が支持部材の球面座を滑りつ
つ、微量変位するので、ボルトのねじ部に無理な力が加
えられず、ボルトのねじ山が損傷するのを回避しなが
ら、ボルトをより安全に締め付けることが可能になる。
タの軸心に沿ってプランジャーと共に移動するテンショ
ンロッドがそれのほぼ全域にわたり刻まれるねじ部を備
え、各々プランジャーをテンションロッドのねじ部に螺
合させて、それぞれシリンダ内の油圧室で発生する力を
個別にテンションロッドのねじ部に作用させるようにし
たことを特徴とするものである。
個々のシリンダの油圧室で発生する力をテンションロッ
ドにねじ部を介して作用させるので、テンショナーの小
形化によりその取り扱いが容易になり、作業性を大きく
向上させることが可能になる。
ータがそれの側面にエアーマニホールドを備え、エアー
マニホールドのエア通路を各々プランジヤーの背面側と
連通させ、ボルトの締め付け終了時、圧縮空気をプラン
ジャーの背面に導いてプランジャーを元の位置に戻すよ
うに構成したことを特徴とするものである。
アクチュエータの各プランジャーがオーバーストローク
の状態に陥るのを防ぐことができ、無用な作業停止を強
いられるのを回避することが可能になる。
ッドが軸心に沿って内部を貫いて形成される中心孔を備
えると共に、ボルトがそれの下端近くから上側のナット
が螺合するねじ部にかけて形成される、径の小さい第1
の孔および上側のナットが螺合するねじ部からボルトの
上端にかけて形成される、中心孔とほぼ同じ大きさの第
2の孔を有し、使用時、テンションロッドの中心孔、第
2の孔および第1の孔を通して機械式伸び差計を挿入
し、テンショナーを取り付けたままの状態にてボルトの
伸び量を測定するようにしたことを特徴とするものであ
る。
テンションロッドに穿たれた中心孔を通して伸び差計を
取り付けるようにしたので、ボルトの伸び量を伸び差計
で確認しつつ、作業を進めることができ、締め過ぎ、あ
るいは締め付け不足から作業のやり直しを強いられる等
の無駄な作業が皆無となり、全作業を通じて高い能率を
保持することが可能になる。
たは2の油圧式テンショナーに、さらにボルトの伸びを
検出する伸び差計と、検出されたボルトの伸び量が規定
値を満たすか否かを判定し、規定値を満たさないとき、
再びボルトを締め直すための修正油圧を求めて出力する
計算機と、与えられた油圧信号に基づいて油圧発生装置
からアクチュエータに供給する作動油を調節する油圧コ
ントローラとを設けるものである。
ては伸び測定および合否判定を含む多くの作業を自動的
に行うことができ、多数のボルトを締め付ける上で作業
者が不注意から犯し易い判断ミスをより少なくすること
が可能になる。また、ボルトの締め付けで自動化がより
進むことで、作業者の労力を大きく軽減することができ
る。
を参照して説明する。図1において、上半ケーシング1
のフランジ1aと下半ケーシング2のフランジ2aとに
わたってボルト3が延びており、このボルト3のねじ部
3a、3bにそれぞれ上半ナット4および下半ナット5
が螺合している。
ーシング1のフランジ1aの上面の円筒状のレグ22の
上面にベース23を介して支持されている。この油圧式
テンショナー21はアクチュエータ24を備えている。
このアクチュエータ24の中心にはテンションロッド2
5が設けられており、このテンションロッド25の下端
にボルト3のねじ部3cと螺合するテンションナット2
6が装着されている。このテンションナット26は後記
のように内側に周方向に並ぶ複数個の係合部を有し、こ
れとかみ合う複数個の係合爪を有するテンションロッド
25と係合している。
示している。アクチュエータ24の軸心に沿ってテンシ
ョンロッド25が延びている。このテンションロッド2
5に沿ってシリンダー27およびプランジャー28から
なる、4段の昇圧手段が設けられている。各シリンダー
27はそれぞれの油圧室に油圧発生装置13からの作動
油を供給するマニホールド29と結ばれている。最上段
のシリンダー27にはエンドプレート30が備えられ、
これと係合するカラー31がテンションロッド25のね
じ部25aと螺合している。
25の係合爪およびテンションナット26の係合部の詳
細を示している。図3(a)(b)に示すようにテンシ
ョンロッド25の係合爪25bは周方向に等間隔を保っ
て4個設けられ、これらは同一形状からなる。さらに、
テンションナット26は図4(a)(b)に示すように
係合爪25bに倣い周方向に並ぶ4個の溝26aに隣接
して形成される、4個の係合部26bを備えている。
ット26とのかみ合い方法は次のように行う。テンショ
ンナット26の溝26aの位置にテンションロッド25
の係合爪25bを合わせてテンションロッド25を下方
に下ろして行く。このとき、望ましくは、テンションロ
ッド25、ベース23およびアクチュエータ24は一体
のものとして組み立てた状態で取り扱う。
合爪25bの高さに相当する距離だけ下に下ろした後
に、テンションロッド25をテンションナット26に対
して、図6(a)(b)に示すように、周方向に係合爪
25bの1個分に相当する角度回転させると、係合爪2
5bがテンションナット26の係合部26bとがかみ合
った状態になり、共に上下方向に移動させることが可能
になる。
ルト3に所定の伸び量を与える方法を説明する。フラン
ジ1a、2aにボルト3を挿入し、それぞれねじ部3
a、3bに上半ナット4および下半ナット5を組み付け
る。さらに、ボルト3の頭部のねじ部3cにテンション
ナット26を組み合わせておく。
4の上面にレグ22を載せ、予め組み立てたベース23
およびアクチュエータ24をレグ22に合わせて取り付
ける。このとき、アクチュエータ24から下方に突出し
ているテンションロッド25の係合爪25bをテンショ
ンナット26の溝26aに合わせて下ろし、係合爪25
bと係合部26bとをかみ合わせておく。
軸をマニホールド29を通して各シリンダー27に供給
する。作動油が各シリンダー27の油圧室に流れると、
それぞれプランジャー28が上方に移動し、同時にカラ
ー31が上方に上がる。このカラー31の上方へ移動に
従いテンションロッド25がテンションナット26と共
に上方に移動する。
と、テンションナット26とねじ部3cで螺合している
ボルト3が上方に伸びる。ボルト3が伸びる過程で生じ
る反力は各シリンダー27の下面からベース23、レグ
22、座金14を介して上半ケーシング1に伝わり、そ
こで受け止められる。
ンジ1aとの間に微少な隙間が発生する。そこで、図7
に示すようにレグ22の一部に穿たれたナット回転用窓
22aを通して、たとえば棒状のピン32を上半ナット
4の全周にわたり、穿たれた孔4aに差し込み、上半ナ
ット4を回転させる。上半ナット4を座金14を介して
フランジ1aに面に密着するところまで回転させ、アク
チュエータ24内の油圧を減圧する。
に戻ろうとするが、上半ナット4が回転した分の伸びは
戻らないで、ボルト3は伸びたままになる。このボルト
3の伸びが戻ろうとする力が上半ナット4と下半ナット
5との間にフランジ1a、2aを挟み込む力をもたら
し、内部の気密をより向上させることになる。
5bとテンションナット26の係合部26bとのかみ合
いを上記の手順と逆の手順を経て解除し、テンションロ
ッド25とベース23およびアクチュエータ24とを一
体のまま、またレグ22を単独として取り外し、さらに
テンションナット26もボルト3のねじ部3cから取り
外す。このとき、フランジ1a上にはねじ部3cが伸び
たボルト3と上半ナット4とが残る。
23およびアクチユエータ24、レグ22ならびにテン
ションナット26の3つの要素を単独で扱うようにそれ
ぞれ分離しているので、軽量化により取り扱いが容易に
なり、作業性を大きく向上させることができる。
に最低限必要なだけ長くなるだけで、タービン分解時の
内部点検を実施するうえで十分な作業性を確保すること
が可能になる。
エータ24、レグ22ならびにテンションナット26の
3要素に分離した付帯的な効果として、ボルト3の種類
によりアクチュエータ24の異なる油圧式テンショナー
21を使用しても、レグ22ならびにテンションナット
26については共通に使用することが可能になり、経済
性を高めることができる。
る。図8において、油圧式テンショナー33はレグ2
2、ベース23、アクチュエータ24およびテンション
ロッド25を備えている。ボルト3はそれの先端にねじ
部3aからほぼ同一径を保って伸びる延長部34を有す
る。この延長部34にテンションロッド25の係合爪2
5bとかみ合わせる溝および係合部(図示せず)が形成
されている。この溝および係合部は上記実施の形態のテ
ンションナット26に備えられるものと同一である。
ボルト3に所定の伸び量を与えるべく上記実施の形態の
テンションナット26に代えてボルト3の延長部34と
係合させる。すなわち、アクチュエータ24から下方に
突出しているテンションロッド25の係合爪25bを延
長部34の溝の位置に合わせて下ろし、係合爪25bと
係合部とをかみ合わせておく。次に、油圧発生装置を動
作させて作動油をマニホールド29から各シリンダー2
7に供給する。各シリンダー27に作動油が流入し、そ
れぞれプランジャー28が上方に移動し、同時にカラー
31が上方にその位置を変える。このカラー31の変位
に従いテンションロッド25が上方に移動し、テンショ
ンロッド25と係合しているボルト3が上方に伸びる。
ンジ1aとの間に微少な隙間が生じるためレグ22のナ
ット回転用窓から上半ナット4の孔に工具を掛けて上半
ナット4を回すことができる。上半ナット4をフランジ
1aと密着するところまで回転させ、アクチュエータ2
4内の油圧を減圧する。かくして、本実施の形態におい
てもボルト3に所定の伸びを与えることが可能になる。
アクチュエータ24ならびにレグ22の2つの要素を単
独で扱うように分離しているので、軽量化により取り扱
いが極めて容易になり、作業性を大きく向上させること
ができる。
に最低限必要なだけ長くなるだけで、タービン分解時の
内部点検を実施するうえで十分な作業性を確保すること
が可能になる。
施の形態においてはテンションナットのために作業者が
無駄に労力を費やす必要がなく、組み立て作業における
労力を大きく軽減することができる。
る。図9(a)(b)において油圧式テンショナー35
はレグ36、ベース23、アクチュエータ24、テンシ
ョンロッド25を備えている。特に、レグ36は図9
(b)に示すようにナット回転用窓36aが穿たれる本
体部領域は高い剛性を与えるように直径寸法をより大き
く形成し、そこから下端にかけての領域はそれよりも直
径を小さくしている。
油圧式テンショナー35は上記実施の形態(図1参照)
と同様に用いることで、ボルト3に所定の伸び量を付与
することができる。さらに、本実施の形態においては次
に述べるレグ36の働きにより、使用中、レグ36に損
傷等が起こるのを防ぐことが可能になる。すなわち、一
般に、レグにはボルトを延ばすときに同じ力が反力とし
て作用する。レグはこの力に耐えるのに十分な肉厚を持
つことを優先しなければならないが、上半ケーシングの
形状は図から判るようにその外壁面が上半ナットの座面
近くに迫っているので、座面の寸法を大きく取ることは
難しい。このためレグは望ましい断面積を保って座面と
接することができず、厳しい応力条件のもとにある。特
に、レグにはナット回転用窓が穿たれることから、その
コーナ部に応力が集中し、亀裂等が生じてレグが破損す
る可能性もある。
6aが穿たれるレグ36の本体部は上半ケーシング1の
外壁面との間に十分な間隔を保ちながら、直径をより大
きく形成したので、伸びの増大に伴って応力が高まると
きも、ナット回転用窓36aのコーナ部に亀裂等を生じ
ることがない。
に置かれるレグ36の下端領域はこれまでと同等の寸法
か、あるいは幾分径を小さくしても、特に応力が集中す
る箇所もなく、伸びの増大から応力が高くなるときも、
許容応力の範囲内に留めることが可能である。
特有の構成はテンションナット26を使用しない実施の
形態(図8参照)のものにも利用することができる。以
下の各実施の形態においても、同様の説明は改めて与え
られないが、それぞれの実施の形態に置ける特有の構成
はテンションナット26を使用しない実施の形態のもの
に用いることができる。
態(図1参照)の望ましい働きに加えて、ナット回転用
窓36aが穿たれるレグ36の本体部に高い剛性を付与
することができ、レグ36に損傷等が起こるのを防ぐこ
とが可能になる。
図10において、油圧式テンショナー37はレグ38、
ベース39、アクチュエータ24、テンションロッド2
5を備えている。このレグ38はベース39と接してい
る半径Rの球面座38aを有する。また、ベース39は
レグ38の球面座38aと同じ半径Rを保って形成され
る球面状の凸面39aを有する。
油圧式テンショナー37は上記実施の形態(図1参照)
と同様に用いることによりボルト3に所定の伸び量を付
与することができる。さらに、本実施の形態においては
次に述べるレグ38の働きによりボルト3をより安全に
締め付けることが可能になる。すなわち、タービンケー
シングは運転中、常に高温、高圧の作動流体に触れるの
で、経年的に変形が起こり、フランジ同士の接合面に僅
かに隙間が生じたり、あるいはフランジの上半ナットお
よび下半ナットと接する座面が傾いてしまうことがあ
る。
とを垂直に保つことが難しくなり、テンショナーはボル
トを真直ぐ上に引っ張ることができず、ボルトの中心に
対して角度のついたまま引っ張り上げてしまう。このと
き、ボルトには曲げ荷重が作用するので、ボルトのねじ
部に無理な力が加わり、ねじ山に損傷等が生じる可能性
があり、また、分解時には上半ナットおよび下半ナット
との間でかじりが発生する。
38aとベース39の凸面39aとが互いに球面で接す
るようにしたので、図11に示すようにボルト3の中心
がケーシング座面に対して垂直に保たれず、ボルト3を
伸長するために作用させる力がボルト3の中心に対して
異なる方向に作用したときにレグ38の球面座38a上
でベース39が滑りつつ、微量変位する。これによりア
クチュエータ24により作用させる力をボルト3の中心
に沿う方向に倣わせることができる。
態(図1参照)の望ましい働きに加えて、テンショナー
37のベース39がレグ38の球面座38a上を滑りつ
つ、微量変化するので、ボルト3のねじ部3a、3cに
無理な力が加えられず、ボルト3のねじ山が損傷するの
を回避しながら、ボルト3をより安全に締め付けること
ができる。
図12において、油圧式テンショナー40はレグ22、
ベース23、アクチュエータ41、テンションロッド4
2を備えている。このテンションロッド42はそれの本
体部がねじ部42aから構成されている。このテンショ
ンロッド42のねじ部42aにアクチュエータ41の各
プランジャー43がそれぞれ螺合されている。
油圧式テンショナー40は上記実施の形態(図1参照)
と同様に用いることによりボルト3に所定の伸び量を付
与することができる。さらに、本実施の形態においては
次に述べるプランジャー43の働きにより油圧式テンシ
ョナー40をより小形化することが可能になる。すなわ
ち、テンションロッドがプランジヤーと直接螺合してい
ない場合、上段のプランジャーには下段のプランジャー
よりも大きな力が作用する。段数が増すと、力が累積さ
れる最上段のプランジャーには過大な応力が生じるため
にそれに耐えられるようにプランジャーは厚さをより厚
くしなければならない。
に示す2段で構成したものにおいて、下段プランジャー
43aおよび上段プランジャー43bにはそれぞれの油
圧室で発生する力が作用するだけであり、このときの力
Fは個別にテンションロッド42にねじ部42aを介し
て作用するので、力の累積は起こり得ない。したがっ
て、プランジャー43は個々の油圧室で生じる力に耐え
ることのみを意図してより厚さの薄いものとして構成す
ることが可能になり、油圧式テンショナー40をより小
形化することができる。
態(図1参照)の望ましい働きに加えて、個々のシリン
ダー27の油圧室で発生する力Fをテンションロッド4
2にねじ部42aを介して作用させるので、テンショナ
ー40を小形化に構成することができる。これによりテ
ンショナー40の取り扱いが容易になり、作業性をより
向上させることが可能になる。
る。図14において、油圧式テンショナー44はレグ2
2、ベース23、アクチュエータ45、テンションロッ
ド25を備えている。アクチュエータ45は各シリンダ
ー46に圧縮空気を供給するエアマニホールド47を有
する。このエアマニホールド47内にはエア通路47a
が形成されている。また、各シリンター46にはプラン
ジャー28の背面側と連通する連絡路46aがそれぞれ
穿たれている。
油圧式テンショナー44は上記実施の形態(図1参照)
と同様に用いることによりボルト3に所定の伸び量を付
与することができる。さらに、本実施の形態においては
次に述べるエアマニホールド47の働きにより無用な作
業停止を強いられるのを回避することができる。すなわ
ち、通常、油圧式テンショナーでは作業対象のボルトの
締め付けを終了したとき、ボルトが伸びた状態でプラン
ジャーが上側に移動したままになっており、シリンダー
内の油圧室に作動油が残っている。このままプランジャ
ーを元の位置に戻さずに作業を続けて行くと、オーバー
ストロークの状態に陥り、作業の続行が困難になる。
3の締め付けを終了したとき、圧縮空気源(図示せず)
から導く空気をエアマニホールド47のエア通路47a
からそれぞれ連絡路46aを通してシリンダー47にそ
れぞれ導く。これにより各プランジャー28は背面に作
用した圧縮空気で下方に動き、元の位置に戻ることがで
きる。
態(図1参照)の望ましい働きに加えて、特にアクチュ
エータの各プランジャー28がオーバーストロークの状
態に陥るのを防ぐことができ、無用な作業停止を強いら
れるのを回避することが可能になる。また、各プランジ
ャー28の背面から圧縮空気で強制的に押すやり方なの
で、作業者の負担を軽くすることができ、作業者に過大
な疲労をもたらさず、労力を著しく軽減することが可能
になる。
る。図15(a)において、油圧式テンショナー48は
レグ22、ベース23、アクチュエータ24、テンショ
ンロッド49を備えている。テンションロッド49には
軸心に沿って中心孔49aが穿たれている。この中心孔
49aの内径は内部に機械式伸び差計50を挿入可能な
大きさを有する。
ぼ中間点からねじ部3aにかけて、図15(b)に示す
機械式伸び差計50のロッド51を通す径の小さい第1
の孔3dが穿たれている。また、ねじ部3aのほぼ中間
点からボルト3の上端にかけて、図15(b)に示す機
械式伸び差計50のスリーブ52を通すほぼ中心孔49
と同じ大きさの第2の孔3eが穿設されている。なお、
図中符号53はダイアルゲージを示している。
ボルト3の締め付け時、油圧式テンショナー48をボル
ト3に取り付けた後に機械式伸び差計50をテンション
ロッド49の中心孔49aに挿入する。このとき、伸び
差計50のロッド51は中心孔49aからボルト3のね
じ部3bのほぼ中間点に達する。アクチュエータ24が
作動油の導入によって動作すると、ボルト3が上方に伸
長する。このとき、図16(a)(b)に示すようにロ
ッド51の下端はねじ部3bの中間点にそのまま残るの
に対し、スリーブ52はボルト3の伸びに従い上方に移
動して行く。このボルト3の伸長で生じたロッド51と
スリーブ52との相対的な変位をロッド51の上端に取
り付けたダイアルゲージ53で読み取る。この読み取る
値がボルト3の有効長の伸びに対応するので、この伸び
量に基づいてボルト3の締め付けを管理することができ
る。
態(図1参照)の望ましい働きに加えて、特にテンショ
ンロッド49に穿たれた中心孔49aを通して機械式伸
び差計50を取り付けるようにしたので、ボルト3の伸
び量を伸び差計50で確認しつつ、作業を進めることが
でき、締め過ぎあるいは締め付け不足から作業のやり直
しを強いられる等の無駄な作業が皆無となり、全作業を
通じて高い能率を保持することが可能になる。
る。図17において、油圧式テンショナー48は上記実
施の形態(図15参照)のものと同じである。この油圧
式テンショナー48に上記実施の形態の機械式伸び差計
50に代えて電気式伸び差計54が設けられている。こ
の電気式伸び差計54の検出部には変位を検出する差動
変圧器55が備えられる。また、油圧式テンショナー4
8はA−D変換によりディジタル信号を得るA−D変換
器56、与えられるディジタル信号に基づいて後記の演
算を実行して伸び量が適正であるか否かを判定する計算
機57、伸び量が適正でないとき、計算機57から与え
られる指示値に基づいてボルト3を再び引っ張るように
油圧発生装置13から作動油を供給する油圧コントロー
ラ58、伸び量が適正であるとき、測定値を出力するた
めのプリンター59を備えている。さらに、計算機57
に対するデータ入力のために入力手段60を有する。
タル信号のまま記憶するティジタルラッチ61、ディジ
タル信号に基づいてD−A変換によりアナログ信号を得
るD−A変換器62、与えられる電圧信号から刻々変わ
る伸び量を表示させる表示器63を備えている。
演算手段を備えている。すなわち、伸び−油圧カーブ記
憶手段64は予め求めたアクチュエータ24に供給する
各油圧に応じたボルト3の伸びを記憶している。初期設
定油圧記憶手段65はボルト3に最初に伸びを与えたと
きの油圧を記憶している。ボルト伸び量記憶手段66は
適正と判定された各々ボルト3の伸び量を記憶してい
る。
に従い演算を実行する。さらに、入力手段60からの指
示に従い各種出力のための処理を行う。入出力処理手段
68はA−D変換器56、入力手段60、油圧コントロ
ーラ58、プリンター59および図示しない表示手段と
のインターフェイスとして情報を受け取り、もしくは指
示を出力する。
最初の締め付けで締め付け不足となった場合を例とし
て、図19に示すフローチャートを中心として説明す
る。
に作動油が流れると、ボルト3が伸び始め、圧力の上昇
と共にボルト3が上方に伸長する。設定油圧に達して上
半ナット4とフランジ1aとの間に隙間が生じたところ
でアクチュエータ24内の油圧を減圧する。電気式伸び
差計54はこのときのボルト3の伸びを検出する。検出
された電圧信号はA−D変換器56でディジタル信号に
変換され、計算機57に与えられる。計算機57では与
えられた伸び量と当該ボルト3に対して予め決められた
規定値とが比較される。
範囲に満たないと判定されたとき、不足している伸び量
に基づいてさらに加えるべき外力を求めるために修正応
力を算出する。さらに、これに基づいて引っ張り力を加
えるアクチュエータ24に作用させる作動油の修正圧力
を伸び−油圧カーブ記憶手段64に記憶させたデータか
ら決定する。初期設定油圧記憶手段65に記憶させた初
期設定油圧に修正圧力を加算し、これを新たな設定油圧
として圧力コントローラ58に出力する。
に新たな設定油圧信号を出力し、再び油圧発生装置13
から作動油がアクチュエータ24に供給される。ボルト
3は再び引っ張られて上方に伸長し、上半ナット4とフ
ランジ1aとの間に僅かに隙間が生じたところで、アク
チュエータ24内の油圧を減圧する。電気式伸び差計5
4は再度ボルト3の伸びを検出する。
様な手順を繰り返し行う。なお、初めの締め付けで伸び
量が規定値内にあると判定されたとき、ボルト伸び量記
憶手段66にその伸び量を保存すると共に、指示に応じ
てプリンタ59に出力する。また、ボルト3が締め過ぎ
となったときも、上記の締め付け不足の場合に準じた手
順で所定の伸び量を与えることができる。
態(図1参照)の望ましい働きに加えて、特に伸び測定
および合否判定を含む多くの作業を自動的に行うことが
でき、多数のボルト3を締め付けるうえで作業者が不注
意から犯し易い判断ミスをより少なくすることが可能に
なる。
り進むことで、作業者の労力を大きく軽減することがで
きる。
る。図20において、油圧式テンショナー69は上記実
施の形態の電気式伸び差計54に代わる超音波伸び差計
70を備えている。この超音波伸び差計70は反射形超
音波伸び差計であり、ボルト3の下端にて超音波を発射
し、反射波を同じ下端で受波してボルト3の有効長の伸
びを測定する。
で、伸び測定および合否判定は上記実施の形態のものと
同様に実施することが可能である。
のものと同様な効果を奏する。
よれば、アクチュエータ、テンションナット等の主要な
要素単独で扱うように、それぞれ分離しているので、軽
量化により取り扱いが容易になり、作業性を大きく向上
させることができる。
ュエータ等の主要な要素を単独で扱うようにそれぞれ分
離しているので、軽量化により取り扱いが容易になり、
作業性を大きく向上させることができる。
項1または2の発明の効果に加えて、ナット回転用窓が
穿たれる支持部材の本体部に高い剛性を持たせることが
でき、支持部材に損傷等が起こるのを防ぐことが可能に
なる。
求項1または2の発明の効果に加えて、テンショナーの
ベース部材が支持部材の球面座を滑りつつ、微量変位す
るので、ボルトのねじ部に無理な力が加えられず、ボル
トのねじ山が損傷するのを回避しながらボルトをより安
全に締め付けることが可能になる。
項1または2の発明の効果に加えて、個々のシリンダー
の油圧室で発生する力をテンションロッドにねじ部を介
して作用させるので、テンショナーの小形化によりその
取り扱いが容易になり、作業性をより向上させることが
可能になる。
求項1または2の発明の効果に加えてアクチュエータの
各プランジャーがオーバーストロークの状態に陥るのを
防ぐことができ、無用な作業停止を強いられるのを回避
することが可能になる。
項1または2の効果に加えて、テンションロッドに穿た
れた中心孔を通して伸び差計を取り付けるようにしたの
で、ボルトの伸び量を伸び差計で確認しつつ、作業を進
めることができ、締め過ぎ、あるいは締め付け不足から
作業のやり直しを強いられる等の無駄な作業が皆無とな
り、全作業を通じて高い能率を保持することが可能にな
る。
求項1または2の効果に加えて、伸び測定および合否判
定を含む多くの作業を自動的に行うことができ、多数の
ボルトを締め付けるうえで作業者が不注意から犯し易い
判断ミスをより少なくすることが可能になる。また、ボ
ルトの締め付けでの自動化がより進むことで、作業者の
労力を大きく軽減することができる。
を示す構成図。
ッドおよびテンションナットの詳細を示す断面図。
す正面図。(b)は(a)のA−A線に沿う断面図。
す断面図。(b)は(a)のB−B線に沿う断面図。
内に挿入した状態を示す断面図。(b)は(a)のC−
C線に沿う断面図。
す断面図。(b)は(a)のD−D線に沿う断面図。
子を示す斜視図。
図。(b)は(a)のレグの詳細を示す正面図。
用する力を説明するための図。
図。(b)は(a)の機械式伸び差計の詳細を示す断面
図。
の伸びを測定する様子を示すための図。
図。
締め付ける場合の手順を示すフローチャート。
図。
成図。
を示すための図。
する力を説明するための図。
圧式テンショナー 22、36、38 レグ 24、41 アクチュエータ 25、42、49 テンションロッド 26 テンションナット 28、43 プランジャー 47 エアマニホールド 50 機械式伸び差計 54 電気式伸び差計 70 超音波伸び差計
Claims (8)
- 【請求項1】 ケーシングの水平継手面のフランジを上
下に貫いて通すボルトを複数個のナットを用いて締め付
ける油圧式テンショナーであって、該テンショナーは複
数個のシリンダ内の油圧室に導く作動油で各プランジャ
ーを動作させて前記ボルトを上方に引っ張るアクチュエ
ータを備えたものにおいて、前記アクチュエータの軸心
に沿って該プランジャーと共に移動可能に設けられ、下
端に係合爪を有するテンションロッドと、このテンショ
ンロッドの下端に着脱可能に設けられ、該テンションロ
ッドの係合爪とかみ合う係合部を有するテンションナッ
トとを備え、該ボルトの組み立て時、前記テンションナ
ットを前記ボルトと螺合させる上側の該ナットの上方で
該ボルトのねじ部に螺合させておき、使用時、前記テン
ションロッドの係合爪を上方から下ろして前記テンショ
ンナットの係合部と係合させ、該テンションロッドで前
記ボルトを引っ張るように構成したことを特徴とする油
圧式テンショナー。 - 【請求項2】 ケーシングの水平継手面のフランジを上
下に貫いて通すボルトを複数個のナットを用いて締め付
ける油圧式テンショナーであって、該テンショナーは複
数個のシリンダ内の油圧室に導く作動油で各プランジャ
ーを動作させて前記ボルトを上方に引っ張るアクチュエ
ータを備えたものにおいて、前記アクチユエータの軸心
に沿って該プランジャーと共に移動可能に設けられ、下
端に係合爪を有するテンションロッドと、このテンショ
ンロッドの係合爪とかみ合う、該ボルトの上端に形成さ
れた係合部とを備え、使用時、前記テンションロッドの
係合爪を上方から下ろして前記ボルトの係合部と係合さ
せ、該テンションロッドで前記ボルトを引っ張るように
構成したことを特徴とする油圧式テンショナー。 - 【請求項3】 前記アクチュエータを前記フランジ上に
支持する、ナット回転用窓を有する筒状の支持部材を備
え、前記ナット回転用窓が形成される該支持部材の本体
部領域を他の領域よりも直径を大きく形成したことを特
徴とする請求項1または2記載の油圧式テンショナー。 - 【請求項4】 前記アクチュエータを前記フランジ上に
協働して支持する、球面座を有する筒状の支持部材およ
び凸面を有する筒状のベース部材を備え、使用時、前記
支持部材の球面座に前記ベース部材の凸面が接するよう
に組み合わせ、前記フランジ面に対して前記ボルトの中
心が傾いているとき、前記ベース部材を前記支持部材上
において微量変化させ、前記アクチュエータにより作用
させる力を該ボルトの中心に沿う方向に倣わせるように
構成したことを特徴とする請求項1または2記載の油圧
式テンショナー。 - 【請求項5】 前記アクチュエータの軸心に沿って該プ
ランジャーと共に移動する前記テンションロッドがそれ
のほぼ全域にわたり刻まれるねじ部を備え、各々前記プ
ランジャーを前記テンションロッドのねじ部に螺合させ
て、それぞれ該シリンダ内の油圧室で発生する力を個別
に前記テンションロッドのねじ部に作用させるようにし
たことを特徴とする請求項1または2記載の油圧式テン
ショナー。 - 【請求項6】 前記アクチュエータがそれの側面にエア
ーマニホールドを備え、該エアーマニホールドのエア通
路を各々該プランジヤーの背面側と連通させ、該ボルト
の締め付け終了時、圧縮空気を前記プランジャーの背面
に導いて該プランジャーを元の位置に戻すように構成し
たことを特徴とする請求項1または2記載の油圧式テン
ショナー。 - 【請求項7】 前記テンションロッドが軸心に沿って内
部を貫いて形成される中心孔を備えると共に、前記ボル
トがそれの下端近くから上側の該ナットが螺合するねじ
部にかけて形成される、径の小さい第1の孔および上側
の該ナットが螺合する前記ねじ部から前記ボルトの上端
にかけて形成される、前記中心孔とほぼ同じ大きさの第
2の孔を有し、使用時、前記テンションロッドの中心
孔、前記第2の孔および第1の孔を通して機械式伸び差
計を挿入し、該テンショナーを取り付けたままの状態に
て前記ボルトの伸び量を測定するようにしたことを特徴
とする請求項1または2記載の油圧式テンショナー。 - 【請求項8】 請求項1または2の油圧式テンショナー
に、さらに前記ボルトの伸びを検出する伸び差計と、検
出された該ボルトの伸び量が規定値を満たすか否かを判
定し、規定値を満たさないとき、再び該ボルトを締め直
すための修正油圧を求めて出力する計算機と、与えられ
た油圧信号に基づいて油圧発生装置から前記アクチュエ
ータに供給する作動油を調節する油圧コントローラとを
設けてなるテンショナー装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16124498A JPH11347857A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 油圧式テンショナーおよびテンショナー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16124498A JPH11347857A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 油圧式テンショナーおよびテンショナー装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11347857A true JPH11347857A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=15731398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16124498A Pending JPH11347857A (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 油圧式テンショナーおよびテンショナー装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11347857A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007043143A1 (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Imai, Akira | 液体圧装置 |
JP4856696B2 (ja) * | 2005-04-06 | 2012-01-18 | ホーマン ヨルク | 油圧ねじボルト締め付け装置および該装置により大型スクリューを締め付ける方法。 |
KR101331959B1 (ko) * | 2013-07-09 | 2013-11-21 | 대아기기(주) | 사용이 편리한 텐셔너 |
-
1998
- 1998-06-10 JP JP16124498A patent/JPH11347857A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4856696B2 (ja) * | 2005-04-06 | 2012-01-18 | ホーマン ヨルク | 油圧ねじボルト締め付け装置および該装置により大型スクリューを締め付ける方法。 |
WO2007043143A1 (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Imai, Akira | 液体圧装置 |
JP4839317B2 (ja) * | 2005-10-05 | 2011-12-21 | 淳 今井 | 液体圧装置 |
KR101331959B1 (ko) * | 2013-07-09 | 2013-11-21 | 대아기기(주) | 사용이 편리한 텐셔너 |
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