固定式ボールバルブの下部シャフト：構造的ずれの問題に関する実践経験とアドバイス

固定式ボールバルブの下部シャフトは、見落とされがちだが、設計ミスがあるとコストがかさむ部品である。ボールコアがスムーズに回転するか、軸がずれるかどうかは、多くの場合、この下部シャフトのサイズと中心基準が機械加工および組み立て段階で適切に管理されているかどうかに左右される。

弊社では同様の問題を数多く扱ってきましたが、DN500クラス600構造のお客様から、現場での開閉動作に明らかな不具合が報告されました。当初はアクチュエータまたはボールの偏心が原因ではないかと疑い、分解してみたところ、下軸位置決めステップの振れが大きすぎ、ベアリングシートのクリアランスも設計値を超えており、その結果、ボールコア全体の回転中心がずれていることが判明しました。

下部シャフトの構造設計では、段差位置決めを使用することをお勧めします。同時に、最終的に肩部位置決めによるのか、底部段差落下によるのかを明確にする必要があります。この詳細が図面に明確に示されていない場合、後々の組み立て時に経験的判断に頼ると、間違ったものを取り付けてしまう可能性があります。この側を扱う場合、一般的にはボールの軸を中心としてベアリングの上部および下部の穴の基準線を設定し、その後、上部および下部シャフトの構造に応じて位置決め構造を調整します。

加工技術としては、鍛造品の粗加工後に焼き戻しを行い、その後、すべての主要面を統一クランプで精密旋削加工します。当社では、段差振れを0.03以内、同軸度を0.015以下に抑えることを徹底しています。また、特に低摩擦や長寿命が求められるプロジェクトにおいては、摺動構造の一部に円筒研削や窒化処理を施すこともあります。

この部分はそれほど大きくはありませんが、中心ずれが蓄積すると、特にボールシートのかみ合いが不十分であったり、リミット構造がずれていたりすると、シール構造全体の安定性に影響を及ぼします。そのため、図面に嵌合方向を明確に示すか、組み立て前に全体構造図を提供していただくことをお勧めします。そうすることで、事前に干渉シミュレーションを行い、後々の手直しを防ぐことができます。