回転体軸封装置の形状データ採取

密封した部品のCTスキャン例
密封した部品のCTスキャン

各種の軸封装置のリバースエンジニアリング


回転体軸封装置とは、回転する軸が機械本体やケーシングを貫通する部分から、液体・気体・潤滑油などが漏れるのを防ぐためのシール装置です。ポンプ、攪拌機、コンプレッサー、ブロワー、減速機、タービンなど、多くの回転機械に使用されています。

代表的な方式には、メカニカルシール、グランドパッキン、オイルシール、ラビリンスシールなどがあります。メカニカルシールは、回転側と固定側のシール面を密着させて漏れを抑える方式で、高速回転や高圧条件にも対応しやすいのが特長です。グランドパッキンは、軸の周囲にパッキン材を締め付けてシールする比較的シンプルな方式です。

軸封装置では、密封性能だけでなく、摩擦、発熱、摩耗、軸振れ、圧力、温度、流体の腐食性などを考慮した設計が重要です。シール面の摩耗や軸の偏心が進むと、漏れ量の増加や異常発熱、振動につながることがあります。

3Dスキャンやリバースエンジニアリングでは、軸封部の軸径、段差、シール取付部、フランジ、ハウジング、ボルト穴位置、シール室形状などを測定してCAD化できます。図面のない旧型設備の補修、軸封装置の交換、周辺部品との干渉確認、改良設計などに活用できます。

回転体軸封装置


これらの装置は、ポンプ、コンプレッサー、タービン、ミキサーなど、さまざまな産業機械にあります。

パッキンシール(グランドパッキン) :

・編んだ素材や柔らかい素材を使って軸を包み込むように設置する方式です。

・比較的安価で簡単に取り付けられますが、摩擦による磨耗が発生しやすい。


メカニカルシール(Mechanical Seal) :

・固定環と回転環が組み合わさって密封を行う方式。

・高いシール性能を持ち、長寿命だが、構造が複雑で高価。


リップシール(リップシール) :

・ゴムやエラストマーのリップが軸に密着することでシールを行う方式。

・シンプルでコストも、高圧や高温環境も適さない。


磁気流体シール(Magnetic Fluid Seal) :

・磁気流体を使って密封する方式。

・非接触でシールを行うため、摩擦がなく、極めて高いシール性能を持ち、コストが高い。

各種の軸封装置は、それぞれの特性に応じて、適した用途や環境で使用されます。例えば、高温高圧の環境ではメカニカルシールが適している一方、低コストが求められる場合にはパッキンシールが選ばれることが多いです。また、非接触シールが求められる場合には流体シールが使用されることがあります。

さらに、軸封装置の選定には流体の特性(例えば、腐食性や粘性)や運転条件(例えば、回転速度や圧力)も重要な要素となります。


 

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