技術記事
塩害の港湾設備で固着したジョーカップリングのハブを外す方法と、次回外しやすくする取付け方
港湾の船積み機、岸壁のベルトコンベヤ、レールクランプの油圧ユニットでは、塩害によってカップリングのハブが軸に固着し、普通のプーラが曲がるほどになることがあります。無理に外そうとするとモータ軸に傷が付き、モータ軸受が損傷しますし、同じやり方で取り付けたハブは次回もやはり固着します。ここでは、固着したカップリングハブを安全に外す方法、切断すべきとき、次回は無理なく外せるように新しいハブを取り付ける方法を説明します。
港湾設備でハブが固着する理由
塩分を含んだミストが軸穴と軸のすき間に入り込み、生じたさびは元の鋼より体積が大きいため、はめあいは年々きつくなります。もともとはめあいが緩い場合は、負荷による微小な動きでフレッチング腐食が起き、赤褐色の酸化粉がはめあい面とキー溝に詰まります。
止めねじはねじ部でさび付き、キーはキー溝で腐食し、最初からきつかったはめあいには余裕がまったく残りません。ジョーカップリングでは、ジョーを引っ張る支点にしてはいけません。固着したハブが動く前に、ジョーが折れてしまうことがあるからです。
取外しの準備
駆動部をロックアウトし、カバーとスパイダを外し、新しいハブを同じ位置に戻せるよう、軸上のハブ位置と軸端間距離を記録してください。そのうえで、さび以外にハブを固定しているものをすべて片付けます。
- 止めねじを外します。固着している場合は、軸まで達しないよう慎重にドリルで揉み取ります。
- 露出した軸端とハブ端面を清掃し、合わせ目の塗料やスケールを取り除きます。
- 合わせ目とキー溝に浸透潤滑剤を染み込ませ、日程に余裕があれば数時間おき、または一晩かけて繰り返します。
止めねじが軸にバリを立てている場合、ハブは動き始めたところで引っかかることがあります。ハンマーに切り替えるのではなく、一定の引張りを保ちながら浸透潤滑剤を足し続けてください。
モータを傷めずに引き抜き・加熱する
力はハブ本体にかけ、ジョーには絶対にかけないでください。ハブ端面の裏にプーラの爪を掛けるか、ハブの裏に割りプレート（セパレータ）を挟むと荷重が分散されます。油圧プーラなら力を制御でき、軸のセンタ穴に当て物をすればスピンドルによる損傷を防げます。
このようにプーラを掛ければ、力はハブと軸端の間で閉じるので、モータ軸受にはほとんどかかりません。軸受まで届くのはハブや軸をハンマーでたたくことと、モータフレームにこじり棒を当てることで、軌道面に圧痕を付けるおそれがあるため、どちらもしないでください。
一定の引張りで外れない場合は、プーラで張力をかけたまま、ハブの外周を素早く均一に加熱し、熱が軸に伝わる前にハブを膨張させます。炎を1点に集中させると鋳造ハブが割れることがあるので熱は分散させ、モータ軸受とシールから熱を遠ざけ、温度計か温度チョーク（示温材）でハブ温度を確認してください。ハブは膨張したときに、たいてい急にポンと外れます。
切断すべきとき、外した後に確認すること
プーラが定格の力に達したとき、ジョーやハブに割れが出始めたとき、軸端が変形し始めたときは、引き抜きをやめてください。その時点でハブはどのみち廃棄品で、新しいモータ軸より切断するほうが安く済みます。ハブの肉を軸方向に、軸穴の手前までのこぎりかグラインダで切り込み、残りをたがねで割りますが、軸からは十分に距離を取ってください。
ハブを外したら軸を清掃し、孔食、むしれ、キー溝の広がり、バリを確認し、真円が保たれているか数か所で径を測ります。軽い傷は細かい研磨材で整えられますが、深い損傷は軸の補修が必要で、キーはいずれにせよ新品に替えます。
典型的な工況の例：ある船積み機のベルトコンベヤ駆動部で、ハブがしぶきを浴びながら何年もモータ軸に付いたままになっており、止めねじは折れ、最初のプーラは曲がったとします。ハブを切断して軸を整え、実測した軸径に合わせて新しいハブを発注するほうが、もっと大きなプーラで再挑戦するより、たいてい早く安全です。
次回外せるように取り付ける
新しいハブは実測した軸に合わせ、図面どおりのはめあいで、それ以上きつくせずに穴加工してください。当社のハブはGB/T 3852に基づくY、J、Z（1:10テーパ）形の軸穴、ご支給図面どおりのキー溝で供給でき、ハブ端面に引抜き用ねじ穴を追加すれば、次回はプーラをボルトで確実に取り付けられます。
次に、はめあいと周りの部品を守ります。効果が大きいのは次の習慣です。
- 軸穴とキーに焼付き防止剤を薄く塗ります。ただし、はめあいと止めねじは設計どおりに保ちます。
- ハブ両端の合わせ目を非硬化性シール剤でふさぎ、しぶきがはめあい面に流れ込まないようにします。
- 止めねじのねじ部に焼付き防止剤を塗るか、ステンレスの止めねじを使います。
- カバーはしぶきを防ぐよう閉じつつ水抜き穴を設け、カップリングの周りに水がたまらないようにします。
当社が出荷時に施す黒染めと防錆油は輸送中の保護であって、何年もの塩害には耐えません。現地で塗装を計画するか、その位置に合った表面処理をご指定ください。腐食が最も厳しい位置には、SUS304またはSUS316のハブを受注製作できます。
塩害環境に唯一正しい点検周期はありません。再取付け後は短い周期で始め、ハブ両端からのさび汁、止めねじの固着、カバーの損傷を確認し、嵐や洗浄の後にも点検し、問題が出ない状態が続いたら周期を延ばしてください。
FAQ
ハンマーでたたいてハブを外してもよいですか？
いけません。打撃は軸を通じてモータ軸受に伝わり軌道面に圧痕を付けるおそれがあり、鋳造ハブを割ったりジョーを折ったりすることもあります。プーラと加熱を使うか、ハブを切断してください。
無理に外した後は、モータ軸受を点検すべきですか？
ハブをたたいた、モータにこじり棒を当てた、あるいは熱が軸受ハウジングに届いた場合は、軸受の点検を計画してください。再起動後の異音や振動は、軸受の状態と合わせて追跡すべき手がかりですが、それだけで損傷の証拠にはなりません。
はめあいを緩くすれば固着を防げますか？
それだけでは防げません。緩すぎるはめあいは負荷でハブを動かし、フレッチング腐食を起こして別の形で固着させます。設計どおりのはめあいを保ち、塩水から守ってください。
古いハブを外したら、軸の実測寸法、キー溝寸法、軸と古いハブの写真、モータ銘板をお送りください。当社はGB/T 5272-2017に基づくLM50～LM400のジョーカップリングを軸穴10 mm～160 mmで製作し、実測した軸径に合わせて穴加工し、引抜き用ねじ穴と表面処理はご支給図面どおりに仕上げます。標準サイズは最短10日で出荷でき、旧品の複製は最短20日で、緊急のご注文は優先して手配でき、寸法検査成績書を製品と一緒にお付けできます。図面を送って見積もりを依頼するか実測データをお送りいただければ、位置ごとに軸穴、はめあい、表面処理を確認します。
選定または既設品交換の技術確認が必要ですか？
出力、回転数、軸径、キー溝、取付寸法、図面または既設品写真をお送りください。使用条件を確認してから型式と見積を検討します。