ロータリー連合とは

ロータリー連合とは

ロータリー ユニオンは、ロータリー ジョイント、ロータリー カップリング、またはスイベル ジョイントとも呼ばれ、水、蒸気、油などの流体を固定されたソースから回転部品に移送できる装置です。ロータリー ユニオンは、機械の固定部分と回転部分の間を連続的に漏れなく接続し、高い流量と長い耐用年数を維持しながら、媒体を効率的に移送できるようにします。

ロータリー連合の仕組み

ロータリーユニオンのハウジングは、流体または媒体の固定供給源に接続されています。深溝玉軸受やアンギュラコンタクト玉軸受などの軸受によって支えられた回転軸は、ハウジングを通過します。軸は、ロール、ドラム、スピンドルなどの回転装置に接続されます。

流体は固定入口からロータリー ユニオンに入り、ハウジングとシャフトの内部通路を通って流れます。その後、流体は回転シャフトの出口からロータリー ユニオンから排出され、回転機器に一定の流体供給が行われます。

ロータリー連合の機能

ロータリー ユニオンの主な機能は、さまざまな産業用途において、流体、電力、または油圧を固定されたソースから回転コンポーネントに伝達できるようにすることです。主な機能は次のとおりです。

1. 流体転送ロータリーユニオンは、水、蒸気、油、冷却剤などの流体を回転機器に送り、冷却、潤滑、加熱などのプロセスに継続的に供給することを可能にします。
2. 電力伝送回転ユニオンと統合された電気スリップ リングにより、風力タービンや組立ラインなどの回転部品に電力と信号を伝送できます。
3. 油圧動力伝達油圧ユニオンは、射出成形や工作機械などの用途において、回転部品に動力を供給するための油圧流体の移送を容易にします。

ロータリー連合の構成

ハウジング

ハウジングはロータリー ユニオンの外側のシェルで、内部コンポーネントの保護カバーとして機能します。用途の要件に応じて、通常は陽極酸化アルミニウムやステンレス鋼などの耐久性のある材料で作られています。ハウジングには、移送される流体の固定入口用の入力穴または入力バルブも備わっています。

軸

シャフトは、紙やプラスチック材料のロールなどの回転装置に接続するロータリー ユニオンの回転部品です。連続回転のストレスに耐えられるように、通常は硬化鋼などの高強度材料で作られています。シャフトには、静止したソースから回転装置に流体を効率的に転送できるように、流路またはチャネルが備えられている場合があります。

ベアリング

ベアリングは、回転軸を支え、スムーズで低摩擦な動作を保証する、回転ユニオンの重要なコンポーネントです。回転ユニオンで使用される最も一般的なベアリングの種類は、深溝玉軸受とアンギュラコンタクト玉軸受です。これらのベアリングは、回転軸と流体圧力によって課されるラジアル荷重と軸方向荷重に耐えられるように設計されています。

保持リング

保持リングは、ベアリングをハウジング内に固定する小さいながらも重要な部品です。ベアリングが軸方向に動くのを防ぎ、シャフトとハウジングの適切な位置合わせを保証します。保持リングは通常、バネ鋼などの高強度材料で作られており、さまざまなロータリー ユニオンの設計に合わせてさまざまなサイズと構成が用意されています。

メカニカルシール

メカニカル シールは、回転ユニオンの重要なコンポーネントであり、固定部品と回転部品の間の流体の漏れを防ぎます。メカニカル シールは、固定シール リングと回転シール リングの 2 つの主要コンポーネントで構成されています。これらのシール リングは通常、シリコン カーバイド、タングステン カーバイド、セラミックなどの耐摩耗性材料で作られています。メカニカル シールはシール リング間の接触圧力を一定に保ち、高圧条件下でも漏れのない動作を保証します。

ロータリー連合の種類

ロータリー ユニオンにはいくつかの種類があり、それぞれ特定の用途と動作条件に合わせて設計されています。一般的な種類には次のようなものがあります。

圧力ジョイント

圧力ジョイントは、油圧システムや高圧水洗浄などの高圧用途向けに設計されています。通常、極度の圧力に耐えられるように強化ハウジングと特殊なシールを備えています。

プラストマーシール

プラストマーシールを備えたロータリーユニオンは、低圧から中圧および低温の用途に適しています。これらのシールは PTFE やポリウレタンなどの材料で作られており、優れた耐薬品性と低摩擦性を備えています。

静水圧シール

静水圧シールは、高速、高圧用途の回転ユニオンで使用されます。流体の薄膜を利用して固定部品と回転部品の間にバリアを作成し、摩耗を最小限に抑えて長寿命を実現します。

メカニカルシール

メカニカル シールは、ロータリー ユニオンで使用される最も一般的なタイプのシールです。メカニカル シールは、固定面と回転面の 2 つの平面で構成されており、これらを押し合わせて漏れのないシールを形成します。メカニカル シールは、さまざまな用途の要件に合わせて、さまざまな素材と構成で提供されています。

ロータリーユニオンの動作パラメータ

スピード

アプリケーションの回転速度によって、ロータリー ユニオンに必要なベアリングとシールの種類が決まります。高速アプリケーションでは、摩耗を最小限に抑え、長い耐用年数を確保するために、特殊なベアリングとシールが必要になる場合があります。

プレッシャー

システムの動作圧力は、適切なロータリー ユニオンを選択する上で重要な要素です。高圧アプリケーションでは、漏れを防ぎ、安全な操作を確保するために、強化されたハウジングと特殊なシールを備えたロータリー ユニオンが必要です。

温度

ロータリー ユニオンを選択する際には、移送される媒体の温度と動作環境の周囲温度を考慮する必要があります。高温の用途では、過酷な条件に耐えるために特殊なシールと材料を備えたロータリー ユニオンが必要になる場合があります。

ロータリー連合のメディアの種類

1. 水水用ロータリーユニオンは、冷却システム、洗浄装置、灌漑などの用途でよく使用されます。
2. スチーム: 蒸気ロータリーユニオンは、発電、食品加工、化学製造などの用途で高温高圧の蒸気を処理するように設計されています。
3. 油オイルロータリーユニオンは、工作機械の潤滑システム、油圧動力伝達、冷却システムなどの用途に使用されます。
4. 空気: エアロータリーユニオンは、空気圧動力伝達、冷却、乾燥システムなどの用途に使用されます。
5. 冷却剤: 冷却剤用ロータリーユニオンは、切削工具に冷却剤を連続的に供給するために、機械加工や金属切削の用途で使用されます。

ロータリーユニオンの応用

• 工作機械ロータリーユニオンは、工作機械において、スピンドルやインデックステーブルなどの回転部品に冷却剤、潤滑剤、油圧液を移送するために使用されます。
• プラスチック押し出しロータリーユニオンは、冷却水を押し出しロールに送るために使用され、正確な温度制御と一貫した製品品質を保証します。
• 製紙業界ロータリーユニオンは、蒸気、高温の油、冷却水を乾燥ロール、カレンダーロール、その他の回転部品に移送するために使用されます。
• 繊維ロータリーユニオンは、染色、印刷、仕上げなどの用途で使用され、回転するドラムやロールに蒸気、温水、染料を移送します。
• 食品加工ロータリーユニオンは、ミキサー、ブレンダー、調理容器などの回転機器に蒸気、温水、洗浄液を移送するために使用されます。
• 鉄鋼業界ロータリーユニオンは、連続鋳造機、圧延機、その他の装置の回転部品に冷却剤、油圧液、潤滑剤を移送するために使用されます。
• エネルギーロータリーユニオンは、風力タービンではブレードのピッチを制御するための油圧流体の移送に、水力発電所ではタービンへの水の移送に使用されます。