技術記事
酸洗・めっきラインのポンプ用ジョーカップリング交換：ジョー形状、スパイダの寸法と硬度、軸穴と取付長さの合わせ方
酸洗ラインや溶融亜鉛めっきラインでは、酸液循環ポンプ、リンスポンプ、排気ファンのジョーカップリングの多くが元の輸入品で、純正の予備品は届くまでに長くかかることがあります。別の調達先のスパイダやカップリング一式でも一度で取り付けられますが、それは発注前にジョーの形状と数、スパイダの寸法と硬度、軸穴、取付長さを確認した場合に限ります。ここでは、何を測り、何を変えずに残し、どんなときにカップリング全体を交換するほうがよいかを説明します。
酸洗・めっきラインがジョーカップリングに与える影響
酸洗槽の酸ミストや亜鉛ポット周辺のヒュームは鋼製ハブを腐食させ、止めねじを固着させ、軸穴やキー溝に孔食を生じさせます。リンス水や洗浄水で周囲は常に湿っています。スパイダは薬品、加熱炉や亜鉛ポット付近の熱、湿気にさらされ、あるポンプに合うエラストマが、槽に近い隣のポンプでは早く劣化することもあります。
負荷自体はたいてい中程度で、ポンプやファンが連続運転し定期的に起動する程度です。だからこそここではジョーカップリングがよく使われ、トラブルの多くは過負荷ではなく環境と、合っていない交換部品から生じます。
調達先の違うスパイダとハブを単純に互換できない理由
ジョーカップリングは外から見るとよく似ていますが、ジョーの形状、ジョーの数、ジョーの高さ、スパイダの寸法は設計や規格によって異なり、サイズの呼び名もメーカー間でそろっていません。別メーカーのハブにすっと入るスパイダでも予圧や接触面積が合っていないことがあり、そうなると伝えられるトルクが下がって早く摩耗します。直線ジョー形と曲線ジョー形はまったく互換性がありません。
何かを発注する前に、ノギスで旧カップリングを測り、結果を写真とともに記録してください。互換性を決めるのは次の寸法です。
- ハブ外径、ジョーの外径と内径、ジョーの数。
- ジョーの根元と先端での幅と厚さ、かかり長さを決めるジョーの高さ。
- スパイダの外径と内径、突起部の厚さ、軸方向の厚さ、突起部の数。
- スパイダを入れた状態でのハブ間すき間と、カップリングの全長。
- スパイダの硬度表示や色。ただし色分けはメーカー間で統一されていません。
スパイダの材質と硬度の決め方
元のスパイダの材質と硬度を出発点とし、はっきりした理由があるときだけ変えてください。そのポンプでエラストマが実際に触れるもの、つまり酸やアルカリのしぶき、加熱炉や亜鉛ポット周辺の熱、熱水と湿気、油と照らし合わせて確認します。たとえばポリウレタンとゴムのエラストマは、熱水や薬品に対して異なる反応を示します。
硬度は寿命だけでなく、伝達トルクとねじり剛性も変えます。硬いスパイダはより大きなトルクを伝えますが衝撃も多く伝え、駆動系のねじり特性を変えることがあります。柔らかいスパイダは緩衝性に優れますが早く変形します。使用条件が変わっていない限り元の硬度を保ち、当社ジョーカップリングの使用温度−30 °C～+80 °Cの範囲内で使ってください。
軸穴、キー溝、止めねじ、取付長さ
腐食したハブの軸穴を写すのではなく軸をそれぞれ実測し、キー溝の幅と深さ、はめあいの種類を記録してください。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製作でき、他国規格のキー溝にも対応できます。止めねじの位置と、キーに当たるのか軸に当たるのかも記録してください。
新しいカップリングは、設計上必要なハブ間すき間を確保したうえで既存の軸端間距離に収まり、ポンプもモータも動かさずに済む必要があります。ポンプを動かしにくい場所では、LMSダブルフランジ形なら機械を動かさずにエラストマを交換でき、酸による腐食が激しい場所ではハブを特注交換用カップリングとしてSUS304またはSUS316で製作できます。
スパイダだけか、片側のハブか、カップリング全体か
どの部分を交換するかは、何が摩耗しているか、元の形状をどれだけ正確に把握しているかで決まります。目安は次のとおりです。
| 状況 | 妥当な選択 |
|---|---|
| ハブの状態が良好で、元のスパイダの設計が確認できている | スパイダだけを、そのハブの設計に合わせて交換 |
| 片側のハブが腐食・損傷し、ジョーの形状を完全に測定済み | 片側のハブを、もう一方に正確に合わせて製作 |
| ジョーの形状が不確か、ハブが摩耗・腐食している、または調達先を変える | カップリング一式を同じ調達先から |
典型的な工況の例：ある酸洗ラインで同じ酸液循環ポンプが並び、すべて元のカップリングを使っていて、スパイダは長く待たないと届かない状況です。新しいカップリング一式に統一し、計画停止のたびに一台ずつ交換すれば、互換性の問題がなくなり、並んだポンプ全体で予備のスパイダが一種類で済みます。
FAQ
御社のスパイダを既存の元のハブに入れられますか？
ジョーの形状、ジョーの数、ジョーの高さ、スパイダの寸法を測って比較した後でなければ判断できません。十分に一致しない場合、入りそうに見えるスパイダでも伝達トルクが下がり早く摩耗するので、カップリング一式のほうが確実です。
引き合いの際には何を送ればよいですか？
ハブ、スパイダ、刻印類の写真、上に挙げた実測寸法、軸径とキー溝、ポンプとモータの銘板、軸端間距離、同じポンプの台数、各位置の薬品と温度についてのメモです。
酸槽の近くでは必ずステンレスのハブが必要ですか？
いいえ。多くの位置では通常の鋼製ハブと保護表面処理で十分ですが、酸ミストやしぶきでハブの腐食が早く、止めねじが固着したりはめあいが損なわれたりするなら、ステンレスのハブは追加費用に見合います。
旧カップリングを測り、必要なのがスパイダか、片側のハブか、カップリング一式かを決め、次の計画停止の前にデータをお送りください。当社は図面、または旧品の写真と実測寸法から交換用カップリングを製作でき、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、非標準設計は図面評価後に納期を確定し、ミルシート（材料証明書）と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、旧カップリングの写真と寸法をポンプのデータと一緒にお送りいただければ、確実に取り付けられる交換品をご提案します。
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。