CN103119411A - 旋转体的不平衡修正方法以及不平衡修正量计算装置 - Google Patents

Abstract

一种修正旋转体的不平衡的不平衡修正方法，为了使判定转速范围内的振动值在规格以下，在判定转速范围内的多个转速下，对临时修正前的旋转体的振动状态和临时修正后的旋转体的振动状态进行测定（S1、S3）。根据转速各自的振动矢量，按照每个转速对用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围进行计算（S4）。从多个修正矢量中的、在按照每个转速计算出的集合范围分别相互重叠的区域具有前端的修正矢量，选定正式修正矢量。基于正式修正矢量，设定正式修正量和正式修正相位（S5）。基于正式修正量和正式修正相位，修正旋转体的不平衡（S6）。

Description

旋转体的不平衡修正方法以及不平衡修正量计算装置

技术领域

本发明涉及旋转体的不平衡修正方法以及不平衡修正量计算装置。

背景技术

在涡轮增压器、旋转电机、发电用涡轮等旋转设备中，为了减少由旋转体的旋转产生的振动，需要提高旋转设备的各构成部件的精度。不仅如此，还进行组装后的旋转设备的不平衡的修正（不均衡的修正）。专利文献1提出的针对涡轮增压器组件的不平衡修正方法的目的在于通过两次修正来精度良好地修正不平衡。具体而言，专利文献1的不平衡修正方法中对涡轮增压器组件进行两次测定和两次修正。在第一测定中测定初始不均衡，在第一修正中除去该初始不均衡。而且，通过对第一修正所进行的涡轮增压器组件进行第二测定，来测定残留不均衡。测定的残留不均衡不直接被修正，基于在第一测定测定到的初始不均衡和在第一修正中实际上修正过的修正量之比，首先修正。然后，以对修正后的残留不均衡进行修正的方式进行第二修正。

另外，专利文献2提出的均衡试验机仅检测旋转体的特定的转速（多为实际运转时的转速）下的不均衡，通过基于此进行不平衡的修正、或以旋转体为刚体进行不平衡修正，来改进不平衡修正方法的问题。具体而言，专利文献2的均衡试验机具有：具有保持转子（旋转体）的保持部件并以任意的转速被驱动的转子保持装置；检测转子转速的转速检测器；以及在转子的轴向的一个或者多个位置检测该位置的转子的不均衡振动的振动检测器。这些转速检测器和振动检测器对最低转速至最高转速之间预先设定的任意的各转速的转子的不均衡振动进行测量。均衡试验机基于这样的测量结果对在预先设定的转子的轴向特定位置（修正面）附加或者削除的修正重物进行计算。专利文献2的均衡试验机具有控制装置，该控制装置对假定为在修正面附加或者削除修正重物后的各转速的残留振动进行预测，并且，对在修正面安装的修正重物的重量和相位角进行显示。在与由控制装置显示的重量对应的修正重物实际上安装于修正面的状态下，均衡试验机实测残留振动，并反复这一系列的工序直至残留振动在管理值以下。修正重物的计算通过最小平方法来进行。

专利文献1：日本特开2003-302305号公报

专利文献2:日本特开2005-308538号公报

这样的专利文献1的不平衡修正方法是使特定转速（振动值最大的转速）下的振动值成为0的修正。本申请的图17表示以使虚线所示的振动值在特定转速（图17中修正转速）下成为0的方式进行修正。但是，该情况下，有在特定转速以外无法使振动足够小的情况。图17中，在特定转速的两侧，实线的振动值超过振动规格。但是，涡轮增压器之类的旋转设备具有的旋转体的实用转速的范围大，并且旋转体的轴振动的规格在具有某种程度的幅度的转速范围内，需要将振动值设定在一定以下。即，专利文献1的不平衡修正方法有无法满足涡轮增压器之类的旋转设备的轴振动规格的情况。

另一方面，上述专利文献2的均衡试验机对最低转速至最高转速之间的预先设定的任意的各转速的转子的不均衡振动进行测量，基于该测量结果计算修正重物。而且，均衡试验机对假定为在修正面附加或者削除该修正重物后的各转速的残留振动进行预测。因此，与专利文献1不同，专利文献2的均衡试验机能够与将具有幅度的转速范围内的旋转体的振动值设定为一定以下的轴振动规格对应。但是，专利文献2的均衡试验机用最小平方法进行修正重物的计算，从而产生必须在判定转速范围内使残留振动控制在规格内的情况。例如，除特定的转速以外，残留振动值极小，但是在仅在特定转速下残留振动值超过规格的情况下，即使使用以最小平方法来适当地计算出的修正重物，也有特定转速的残留振动值超过规格的担忧。

发明内容

本发明的目的在于提供能够使判定转速范围内的振动值在规格以下的旋转体的不平衡修正方法以及不平衡修正量计算装置。

为了实现上述的目的，根据本发明的一个方面，提供修正旋转体的不平衡的不平衡修正方法，不平衡修正方法包括在判定转速范围内的多个转速下，分别对临时修正前的旋转体的振动状态和临时修正后的旋转体的振动状态进行测定。不平衡修正方法还包括根据上述转速各自下的振动矢量、按照每个上述转速对用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围分别进行计算。不平衡修正方法还包括：从多个修正矢量中的、在按照每个上述转速计算出的上述集合范围分别相互重叠的区域具有前端的上述修正矢量，选定正式修正矢量；和基于上述正式修正矢量、对正式修正量和正式修正相位进行计算。不平衡修正方法还包括基于上述正式修正量和上述正式修正相位来进行上述旋转体的不平衡修正。

此处，“判定转速范围”指的是，进行以该转速旋转的情况下的旋转体的振动值是否在振动规格内的判断的转速的范围。即，“判定转速范围”指的是，从旋转体使用时的旋转体的转速范围、即、使用转速范围中选择的范围，不是必须限定与使用转速范围相同。另外，“正式修正矢量”指的是，具有在临时修正后用于最终修正旋转体的不平衡的修正量（正式修正量）和修正相位（正式修正相位）的修正矢量。“旋转体的振动状态”例如由旋转体的振动值和相位来表示。

根据该不平衡修正方法，对于进行不平衡的临时修正的旋转体，在判定转速范围内的多个转速下，对临时修正前的旋转体的振动状态和临时修正后的旋转体的振动状态进行测定。而且，根据两振动状态的各转速下的振动矢量，按照每个转速对用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围进行计算。接着，从多个修正矢量中的、在集合范围分别相互重叠的区域具有前端的修正矢量，选定正式修正矢量。基于该正式修正矢量，来设定用于最终进行不平衡修正的修正量（正式修正量）和修正相位（正式修正相位）。而且，基于该正式修正量和正式修正相位，来进行旋转体的不平衡修正。因此，不平衡修正方法能够使判定转速范围内的旋转体的振动值在规格以下。

上述不平衡修正方法优选构成为，基于与夹具固有振动频率对应的旋转体的转速下的初始振动相位，来对进行上述临时修正时的修正相位（临时修正相位）进行计算。此处，“夹具固有振动频率”指的是，包括在测定旋转体的振动状态时使用的夹具支承有旋转体的状态下的、非旋转时的夹具和旋转体在内的整体的固有振动频率。

实施不平衡修正方法的情况下，根据临时修正前的旋转体的不平衡状态，有在进行临时修正时若不将修正相位设定在规定的范围内则无法设定适当的正式修正矢量的担忧。但是，若与夹具固有振动频率相关地如上述那样地设定作为进行临时修正时的相位的临时修正相位，则临时修正相位成为更加适当的值。因而，不平衡修正方法能够与临时修正前的旋转体的不平衡状态无关地设定更加适当的正式修正矢量。

不平衡修正方法优选构成为，基于初始振动值的平均值与初始状态不平衡量的关系，对进行上述临时修正时的修正量（临时修正量）进行计算。实施不平衡修正方法的情况下，根据临时修正前的旋转体的不平衡状态，而且根据作为进行临时修正时的修正量的临时修正量，有旋转体的振动值成为不满足振动规格的状态的担忧。即，即使利用基于正式修正矢量而决定的正式修正量和正式修正相位来进行不平衡修正，也有正式修正后的振动值从预想振动值偏离的担忧。但是，若与初始振动值的平均值相关地、如上述那样计算作为进行临时修正时的修正量的临时修正量，则临时修正量成为更加适当的修正量。因而，利用基于正式修正矢量而决定的正式修正量和正式修正相位进行了不平衡修正后的旋转体的振动值更加可靠地满足振动规格。

不平衡修正方法优选构成为，选定在上述集合范围分别相互重叠的区域具有前端的修正矢量中修正效果最高的修正矢量，作为上述正式修正矢量。该情况下，作为正式修正矢量，选定最佳的修正矢量。

根据本发明的其它方面，提供对用于修正旋转体的不平衡的修正量进行计算的不平衡修正量计算装置。不平衡修正量计算装置具有：检测旋转体的旋转速度的转速测量部；振动值测量部；振动相位测量部；以及计算部。计算部构成为，基于在判定转速范围内的多个转速下所测定的临时修正前的旋转体的振动状态、和临时修正后的旋转体的振动状态，根据各转速下的振动矢量，按照每个转速对用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围进行计算。另外，计算部构成为，从多个修正矢量中的、在各转速的上述集合范围分别相互重叠的区域具有前端的修正矢量，选定正式修正矢量。另外，计算部构成为，基于上述正式修正矢量，对用于旋转体的不平衡修正的适当修正量进行计算。此处，“适当修正量”指的是，旋转体的不平衡修正所需要的修正量（正式修正量）和修正相位（正式修正相位）。

对于这样的不平衡修正量计算装置而言，在实施上述的不平衡修正方法的情况的顺序中，能够实施直至基于正式修正矢量最终决定进行不平衡修正用的修正量（正式修正量）和修正相位（正式修正相位）为止。若利用像这样计算出的正式修正量和正式修正相位，最终进行旋转体的不平衡修正，则能够使旋转体的判定转速范围内的振动值在规格以下。

上述计算部优选构成为，基于与夹具固有振动频率对应的旋转体的转速下的初始振动相位，来对作为进行上述临时修正时的相位的临时修正相位进行计算。因此，不平衡修正量计算装置能够与临时修正前的旋转体的不平衡状态无关地计算适当的正式修正矢量。

上述计算部优选构成为，基于初始振动值的平均值与初始状态不平衡量的关系，来对作为进行上述临时修正时的修正量的临时修正量进行计算。因此，临时修正量成为适当修正量。利用基于正式修正矢量而决定的正式修正量和正式修正相位进行了不平衡修正后的旋转体的振动值必定满足振动规格。

附图说明

图1是表示第一实施方式的不平衡修正方法的顺序的流程图。

图2是执行图1的不平衡修正方法的修正装置和所修正的旋转设备的简图。

图3（a）是表示图2的旋转体的初始振动状态的转速与振动值的关系的图表。图3（b）是表示初始振动状态的转速与相位的关系的图表。

图4是以模型圆来表示图2的旋转体的振动矢量与振动规格的关系的图。

图5（a）和图5（b）是分别表示求出使特定转速的振动值在规格内的修正矢量的操作的示意图。

图6（a）和图6（b）是分别表示求出使各转速的振动值在规格内的修正矢量的操作的示意图。

图7是表示不平衡修正前后的旋转体的转速与振动值的关系的图。

图8是表示各转速的修正矢量的前端的集合范围的几个圆不重叠的情况的简图。

图9是测试重物安装件的主视图。

图10（a）～图10（d）是分别表示无解的位置所存在的相互不同的工件上的测试重物的安装位置与有解以及无解的关系的示意图。

图11是第二实施方式的不平衡修正方法的临时修正工序的流程图。

图12（a）和图12（b）是分别表示初始振动、测试修正振动、正式修正后振动的关系的示意图。

图13是表示初始状态不平衡量与初始振动平均值的关系的图。

图14是第三实施方式的不平衡修正方法的临时修正工序的流程图。

图15（a）～图15（d）是用于说明以往的叶轮螺母研磨方法的示意图。

图16（a）～图16（d）是分别说明第四实施方式的叶轮螺母研磨方法的示意图。

图17是表示利用专利文献1的方法进行了修正的情况下的问题的图。

具体实施方式

图1～图7中，对将本发明具体化为汽车用涡轮增压器的不平衡修正方法的第一实施方式进行说明。

如图1所示，不平衡修正方法具备初始振动测定工序S1、临时修正工序S2、不平衡状态确认工序S3、修正矢量集合范围计算工序S4、适当修正量计算工序S5、以及不平衡修正工序S6。

初始振动测定工序S1中，在判定转速范围内的多个转速下，对作为旋转设备的涡轮增压器的初始振动状态、即临时修正前的振动状态、具体而言为临时修正前的涡轮增压器的振动值与相位进行测定。而且，在各转速下，求出转速与振动值的关系、以及转速与相位的关系。

临时修正工序S2中，基于任意的修正矢量，进行临时修正。对于修正涡轮增压器的不平衡，有在涡轮增压器附加重物的方法、和将作为涡轮增压器的一部分的修正部削除的方法。该实施方式中，进行削除修正部的方法。

不平衡状态确认工序S3中，在判定转速范围内的多个转速下，对进行临时修正后的涡轮增压器的振动状态进行测定。根据测定结果，求出表示振动规格的圆与各转速下的振动矢量的关系。

修正矢量集合范围计算工序S4中，基于在不平衡状态确认工序S3中求出的判定转速范围内的多个转速下的振动矢量与表示振动规格的圆的关系、以及修正在初始振动测定工序S1中测定的修正振动的不平衡的修正矢量，分别计算判定转速范围内的各转速下的修正矢量的前端的集合范围。

适当修正量计算工序S5中，从在修正矢量集合范围计算工序S4中计算出的各转速下的修正矢量的前端的集合范围分别相互重叠的区域，选定一个正式修正矢量。根据该正式修正矢量的振动值，计算正式修正量。并且，根据正式修正矢量的相位，计算并设定正式修正相位。

不平衡修正工序S6中，基于在适当修正量计算工序S5中计算出的正式修正量以及正式修正相位，进行修正加工。

在图2中，表示用于实施上述不平衡修正方法的修正装置。修正装置具备：在基板10上经由吸振橡胶11固定的安装用夹具12、拾振器部13、作为转速测量部的激光转速计14、FFT分析器15、作为计算部的控制装置16、以及修正加工装置17。对涡轮增压器20的不平衡修正用的适当修正量进行计算的不平衡修正量计算装置由基板10、吸振橡胶11、安装用夹具12、捡振器部13、激光转速计14、FFT分析器15、以及控制装置16构成。测量涡轮增压器20的振动值的振动值测量部和测量涡轮增压器20的振动相位的振动相位测量部由拾振器部13和FFT分析器15构成。

涡轮增压器20安装在安装用夹具12上。在安装用夹具12上涡轮增压器20的吸气口（未图示）连结有供给作为压缩空气的工厂气体的供给配管31。在供给配管31上设有对供给至涡轮增压器20的压缩空气的流量进行调整的流量调整阀32。通过调整流量调整阀32，能够调整涡轮增压器20的涡轮叶轮的旋转速度。

拾振器部13测定涡轮增压器20的振动，且向FFT分析器15输出作为测定结果而得到的测定信号。激光转速计14对涡轮增压器20所具有的作为旋转体的叶轮（Impeller）21的转速进行测定，并将作为测定转速的结果而获得的测定信号向FFT分析器15输出。

FFT分析器15构成为，基于分别从拾振器部13和激光转速计14接收到的测定信号而进行频率解析，并将解析结果作为信号而向控制装置16输出。

控制装置16基于从FFT分析器15接收到的输出信号，并基于在判定转速范围内的多个转速下所测定的临时修正前的旋转体的振动状态（即、涡轮增压器20的振动值和相位）与临时修正后的振动状态，根据各转速下的振动矢量，按照每个转速对用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围进行计算。控制装置16从多个修正矢量中的、在各转速的上述集合范围分别相互重叠的区域具有前端的修正矢量，来选定正式修正矢量。控制装置16基于该正式修正矢量来对旋转体的不平衡修正用的适当修正量、即正式修正量以及正式修正相位（修正方向）进行计算。该实施方式中，使用加速度来作为振动值。控制装置16将基于适当修正量而具有正式修正量和正式修正相位的信号向修正加工装置17输出。

修正加工装置17基于从控制装置16输出的信号，来进行不平衡修正。修正加工装置17通过对将叶轮21固定于主轴的叶轮螺母22进行切削，来进行不平衡修正。

（作用）

以下，对如上述那样构成的修正装置的作用进行说明。

如图2所示，在经由安装用夹具12并在修正装置的规定位置安装有涡轮增压器20的状态下，根据图1的流程图实施不平衡修正方法。

首先，初始振动测定工序S1中，控制装置16在判定转速范围内，经由FFT分析器15接收来自拾振器部13和激光转速计14的测定信号，从而对涡轮增压器20的初始振动状态、即涡轮增压器20的初始振动值和初始相位进行确认（把握）。若详细地说明，则控制装置16通过调整流量调整阀32，来在作为判定转速范围的例如60000rpm～85000rpm的范围内，以200rpm间隔变更叶轮21的转速。控制装置16经由FFT分析器15接收来自各转速下的拾振器部13和激光转速计14的测定信号。作为其结果，控制装置16如图3（a）所示地求出涡轮增压器20的转速与振动值的关系，并且如图3（b）所示地求出转速与相位的关系。

如图3（a）所示，例如在转速80000rpm下涡轮增压器20的振动值最大，如图3（b）所示，此时的相位是-109deg。若其关系以在具有原点和基准轴的坐标系中、振动值由离坐标的原点的距离表示且相位由离坐标的基准轴的角度表示的方式由模型圆法说明，则得到图4所示的曲线C。曲线C是振动矢量的前端的轨迹。基准轴是在图4中从原点向右侧延伸的轴。相位在从基准轴朝向逆时针方向测量出的情况下由正表示，在朝向顺时针方向测量出的情况下由负表示。图4中，以原点为基端、且以曲线C上的1点为前端的直线是与该1点对应的转速下的振动矢量。图4中，表示转速80000rpm下的振动矢量。图4中，用以原点为中心的圆表示振动规格。即，图4中，表示涡轮增压器20的转速的曲线C中、存在于振动规格的圆内的部分以外的部分（即、圆外的部分）不满足振动规格。

接着，临时修正工序S2中，控制装置16基于任意的修正矢量来进行涡轮增压器20的不平衡的临时修正。具体而言，控制装置16对例如与最大振动值的转速下的振动矢量对应的修正矢量进行计算。另外，控制装置16将具有基于该修正矢量的振动值和相位而计算出的修正量与修正方向的信号向修正加工装置17输出。修正加工装置17基于从控制装置16输出的信号，进行叶轮螺母22的切削（例如参照图15所示的叶轮螺母22和切削刀具26）。

接着，不平衡状态确认工序S3中，控制装置16通过经由FFT分析器15接收在判定转速范围内的多个转速下、分别来自拾振器部13和激光转速计14的测定信号，来确认把握涡轮增压器20的振动状态（振动值和相位）。因而，与初始振动测定工序S1相同，在判定转速范围内的多个转速下，求出涡轮增压器20的转速与振动值的关系、以及涡轮增压器20的转速与相位的关系。接着，控制装置16求出表示涡轮增压器20的振动规格的圆与判定转速范围内的200rpm间隔的各转速下的振动矢量的关系。详细说明，基于各转速、振动值和相位的关系，如图5（a）所示，在以离原点的距离表示振动值、且以离基准轴的角度表示相位的坐标系中，表示示出各转速下的振动矢量的前端的位置的曲线C。各转速下的振动矢量的前端由图5（a）所示的曲线上的点来表示。以图5（a）的坐标的原点为基端、且以曲线C上的点为前端的直线分别是各转速下的振动矢量。

接着，修正矢量集合范围计算工序S4中，控制装置16基于在不平衡状态确认工序S3中求出的判定转速范围内的各转速下的振动矢量与表示振动规格的圆的关系，来计算各转速下的修正矢量的前端的集合范围。使特定转速θrpm的振动值在振动规格内的修正矢量不限定于一个。例如图5（a）所示，各矢量V1、V2、V3分别连结对应于曲线C上的特定转速的点θ与振动规格的圆内的点（作为代表例仅图示3点），与该各矢量V1、V2、V3对应地，如图5（b）所示，分别存在修正矢量V1s、V2s、V3s。如图5（b）所示，与图5（a）的各矢量V1、V2、V3对应而计算出的全部修正矢量V1s、V2s、V3s的前端所存在的圆AS内成为修正矢量的前端的集合范围。

接着，适当修正量计算工序S5中，控制装置16对图6（a）所示的规格化前的曲线C上的各转速下的修正矢量的前端的集合范围进行计算。如图6（b）所示，与各转速对应的修正矢量的前端的集合范围作为集合范围的一部分与其它集合范围的圆AS重叠的圆AS来表示。图6（b）中，以各圆AS的重叠区域Ao内的1点为前端、且以坐标的原点为基端的直线是表示适当修正量的修正矢量。详细而言，修正矢量使不平衡修正后的涡轮增压器20的判定转速范围内的各转速下的振动值分别在振动规格内。控制装置16相对于表示适当修正量的全部修正矢量，进行利用基于该修正矢量而计算的修正量和修正相位进行了修正的情况下的不平衡修正效果的模拟。而且，控制装置16通过将修正效果最高的修正矢量选定为正式修正矢量，来根据正式修正矢量的振动值和相位计算适当修正量（正式修正量和正式修正相位）。

接着，不平衡修正工序S6中，控制装置16将表示在适当修正量计算工序S5中计算出的适当修正量所对应的叶轮螺母22的正式修正量（切削量）和正式修正相位（切削位置）的指令信号向修正加工装置17输出。修正加工装置17基于该指令信号，进行叶轮螺母22的切削加工。不平衡修正工序S6结束后，涡轮增压器20的振动值与转速的关系如图7所示地在判定转速范围内的全部的转速下，振动值满足振动规格。

根据该实施方式，能获得以下所示的效果。

（1）不平衡修正方法构成为，在判定转速范围内的多个转速下，对临时修正前的旋转体的振动状态（旋转体的振动值和相位）和临时修正后的旋转体的振动状态进行测定。另外，不平衡修正方法构成为，根据各转速下的振动矢量、按照每个转速对用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围进行计算。另外，不平衡修正方法构成为，从多个修正矢量中的、在各转速下的上述集合范围分别相互重叠的区域具有前端的修正矢量，选定正式修正矢量。而且，不平衡修正方法构成为，基于正式修正矢量来计算正式修正量和正式修正相位，并基于该正式修正量和正式修正相位来进行旋转体的不平衡修正。因此，不平衡修正方法能够使判定转速范围内的涡轮增压器20的振动值在规格以下。

（2）不平衡修正方法构成为，选定在上述集合范围分别相互重叠的区域具有前端的修正矢量中的、修正效果最高的修正矢量。因此，作为正式修正矢量而选定最佳的修正矢量，作为正式修正矢量。

（3）修正装置具备不平衡修正量计算装置（10～16）和修正加工装置17。不平衡修正量计算装置（10～16）具备检测旋转体的旋转速度的转速测量部、振动值测量部、振动相位测量部、以及对不平衡修正用的适当修正量进行计算的计算部。计算部基于在判定转速范围内的多个转速下所测定的临时修正前的旋转体的振动状态（旋转体的振动值和相位）与临时修正后的旋转体的振动状态，根据各转速下的振动矢量，按照每个转速地对用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围进行计算。另外，计算部从多个修正矢量中的、在各转速的上述集合范围分别相互重叠的区域具有前端的修正矢量，选定正式修正矢量。而且，计算部基于正式修正矢量，对用于旋转体的不平衡修正的适当修正量进行计算。因此，不平衡修正量计算装置在实施不平衡修正方法的情况的顺序中，能够实施至决定用于基于正式修正矢量最终进行旋转体的不平衡修正的正式修正量和正式修正相位。而且，修正加工装置17以决定的正式修正量和正式修正相位来最终进行旋转体的不平衡修正，从而修正装置能够使旋转体的判定转速范围内的振动值在规格以下。

图8～图11中，对具体化了本发明的第二实施方式进行说明。该实施方式中，在临时修正工序S2中进行临时修正（测试切削）的情况下，基于与夹具固有振动频率对应的旋转体的转速下的初始振动相位，对作为进行叶轮螺母22的测试切削时的修正相位的临时修正相位进行计算。第二实施方式在该方面与上述第一实施方式不同。对于与第一实施方式相同的部分使用相同附图标记而省略详细说明。

若在各种工件（涡轮增压器）使用第一实施方式的不平衡修正方法，则如图8所示，根据工件不同，而在适当修正量计算工序S5中产生成为圆AS中没有一部分的圆与其它一部分的圆的重叠区域的状态的情况。图8中，例如左下的圆AS不与右上的圆AS或右下的圆AS重叠。这些圆AS表示根据各转速下的振动矢量而计算出的修正矢量中的、用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围。研究产生像这样相互不重叠的圆AS的原因时，在增大旋转体的弯曲的弯曲增幅方向上进行修正的情况下，可知，旋转体的外观的不平衡量增大，且不平衡与振动的线形关系变为不成立。这样的情况下，可以认为修正矢量的计算结果产生偏差，而成为没有一部分的圆AS与其它一部分的圆AS的重叠区域的状态。

为了验证该想法，如图9所示，在适当修正量计算工序S5中将沿周向以规定间隔形成有测试重物的多个安装孔25a的测试重物安装件25安装于产生了问题的工件。图9中，12个安装孔25a等间隔地形成。而且，在各安装孔25a依次安装了测试重物的状态下，对有解相位和无解相位进行了调查。此处，“有解相位”指的是，在该相位的安装孔25a安装有测试重物的情况下，在适当修正量计算工序S5中，对于多个圆AS中的全部的圆AS，存在一部分的重叠区域的情况的相位。各个圆AS表示基于各转速下的振动矢量、为了得到满足振动规格的振动值而计算的修正矢量的前端的集合范围。另外，“无解相位”指的是，在该相位的安装孔25a安装有测试重物的情况下，在适当修正量计算工序S5中，多个圆AS中存在不与其它的圆AS重叠的圆AS的情况。此外，该情况下，圆AS也表示基于各转速的振动矢量、为了得到满足振动规格的振动值而计算的修正矢量的前端的集合范围。

其结果，适当修正量计算工序S5中，对于产生了问题的工件、即无解的工件，也能够确认不会在全部的相位中成为“无解”。即，图10（a）～（d）例示研究结果的一部分，图10（a）中，测试重物安装件25的下半部分是有解相位，上半部分是无解相位。图10（b）中，左面的一部分是有解相位，剩余是无解相位。图10（c）中，仅右斜下方的一个是有解相位，剩余是无解相位。图10（d）中，上半部分是有解相位，下半部分是无解相位。这样，分别在一个工件中，也确认到有解相位和无解相位。并且，能够确认有解相位在工件周向上连续地存在，另外可知无解相位也在工件周向上连续地存在。另外，可知，无解相位的范围和有解相位的范围根据工件而不同。

另外，各工件中，若作为分别表示安装测试重物的位置的相位的安装相位在图10（a）～（d）中分别表示的箭头FA方向设定，则任一个工件中，都确认到“有解”。即，对于测试重物安装相位而言，在使用第一实施方式的修正方法进行修正后，若将修正后的峰值振动值设定为最小的相位（理想修正相位），则任一个工件中，都确认到“有解”。箭头FA在各个工件中、从工件轴心朝向有解相位的角度幅度的中心延伸。因此，若根据工件的初始振动测定结果（临时修正前的旋转体的振动值与相位的测定结果），预测理想修正相位，则在临时修正工序S2中，进行临时修正的相位（方向）能够作为适当的修正相位。而且，在适当修正量计算工序S5中，对于表示修正矢量的前端的集合范围的多个圆AS的全部，存在一部分的重叠区域。即、成为“有解”。此外，对于这些圆AS而言，通过根据各转速的振动矢量对用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围进行计算来得到。

此外，与上述的说明不同，在旋转体的不平衡修正不通过测试重物的附加而通过叶轮螺母22的切削来进行的情况下，修正相位（方向）成为与测试重物的安装相位偏离180deg的相位。即，与图10（a）～（d）所示的箭头FA方向偏离180deg的方向成为通过切削叶轮螺母22而成为修正工件的情况下的理想修正相位（箭头FA方向）。

另外，在与夹具固有振动频率对应的转速下，发现工件所具有的性质被最大增幅，从而认为工件的不平衡方向与振动产生方向相互一致。另外，初始振动测定时，若对与夹具固有振动频率对应的转速下的旋转体的振动相位进行把握，则认为能够进行理想修正相位的导出。因此，使用固有振动频率相互不同的夹具，来调查夹具固有振动频率与理想修正相位的关系时，确认到对应于夹具固有振动频率的转速下的振动产生方向与理想修正相位相互一致。此处，“夹具固有振动频率”指的是，图2中，在安装用夹具12安装有涡轮增压器20的状态下的、包括非旋转时的安装用夹具12和涡轮增压器20的修正装置整体（其中，比吸振橡胶11靠上的修正装置的部分）的固有振动频率。

基于以上的研究结果，发明了该第二实施方式的不平衡修正方法。即，第二实施方式的不平衡修正方法具备第一实施方式的各工序，即、具备初始振动测定工序S1、临时修正工序S2、不平衡状态确认工序S3、修正矢量集合范围计算工序S4、适当修正量计算工序S5、以及不平衡修正工序S6，仅临时修正工序S2与第一实施方式不同。如图11所示，第二实施方式的临时修正工序S2具备夹具固有振动频率确认工序S2-1、和测试修正相位导出工序S2-2。

控制装置16在夹具固有振动频率确认工序S2-1中，根据在涡轮增压器20的非旋转状态下检测到的夹具固有振动频率，计算与夹具固有振动频率对应的转速。接着，控制装置16在测试修正相位导出工序S2-2中，基于与夹具固有振动频率对应的转速下的旋转体的初始振动相位，来决定临时修正相位（修正方向），并根据与该修正方向对应的修正矢量，来计算作为临时的修正量的临时修正量。而且，控制装置16将具有计算出的临时修正量和临时修正相位的信号向修正加工装置17输出。修正加工装置17基于从控制装置16输出的信号，来进行叶轮螺母22的切削（测试切削）。以下，不平衡状态确认工序S3～不平衡修正工序S6的各工序与第一实施方式同样地实施而结束不平衡修正。

因此，根据该第二实施方式，除了得到与第一实施方式的（1）～（3）相同的效果，还能得到以下的效果。

（4）进行临时修正时的修正相位是基于与夹具固有振动频率对应的旋转体的转速下的初始振动相位而计算的。因此，进行临时修正时的修正相位成为更加适当的值。与临时修正前的旋转体的不平衡状态无关，控制装置16能够计算更加适当的正式修正矢量。

图12～图14中，对具体化了本发明的第三实施方式进行说明。该实施方式中，在临时修正工序S2中进行临时修正（测试切削）的情况下，在使叶轮螺母22的测试切削量为更加适当的量而对叶轮螺母22进行测试切削的方面与上述第一实施方式不同。与第一实施方式相同的部分使用相同附图标记而省略详细说明。

若第一实施方式的不平衡修正方法用于各种工件（涡轮增压器），则根据工件不同，产生修正后的振动值成为不满足振动规格的状态的情况。具体而言，即使以成为在适当修正量计算工序S5中计算出的适当修正量（修正量以及修正相位）的方式进行正式修正，也产生正式修正后的旋转体的振动值（涡轮增压器的振动值）从预想为在正式修正后得到的预想振动值偏离的情况。研究该原因的结果，认为，旋转体的振动测定一定产生偏差，根据临时修正工序S2的临时修正时的修正量，进行临时修正后的振动测定时的偏差会变大。作为这样的结果，认为在旋转体的预想振动值与实际的修正结果（正式修正后的振动值）之间产生不匹配。

图12（a）和图12（b）中，以图像表示振动测定的偏差的影响。图12（a）、图12（b）所示的二维平面中，表示各振动的圆的大小（半径）示出振动的偏差的大小。

如图12（a）所示，在临时修正量不适当的情况下，正式修正后的振动（修正后振动）的偏差变大。另一方面，如图12（b）所示，在临时修正量适当的情况下，正式修正后的振动（修正后振动）的偏差变小。调查初始状态不平衡量与初始振动平均值（加速度）的关系的结果为，如图13所示，确认到两者有很强的相关性（比例关系）。图13的比例常量根据旋转体的主轴径、旋转体的主轴长、以及旋转体质量等产品设计值、夹具的共振状态以及质量而变化，按照旋转体的机种、而且按照夹具具有固有值。

基于以上的研究结果，发明了该第三实施方式的不平衡修正方法。第三实施方式的不平衡修正方法具备第一实施方式的各工序，即、具备初始振动测定工序S1、临时修正工序S2、不平衡状态确认工序S3、修正矢量集合范围计算工序S4、适当修正量计算工序S5、以及不平衡修正工序S6，仅临时修正工序S2与第一实施方式不同。如图14所示，第三实施方式的临时修正工序S2具备初始振动平均值计算工序S2-3和测试修正量计算工序S2-4。并且，控制装置16在存储器存储有表示按照旋转设备的机种、而且按照夹具预先求出的初始状态不平衡量与初始振动平均值（加速度）的关系的映射表或者关系式。

控制装置16在初始振动平均值计算工序S2-3中，对在初始振动测定工序S1中确认到的判定转速范围内的振动值（具体而言是加速度）的平均值进行计算。接着，控制装置16在测试修正量计算工序S2-4中，根据表示初始状态不平衡量与初始振动平均值的关系的映射表或者关系式、在初始振动平均值计算工序S2-3中计算出的初始振动平均值，计算初始状态不平衡量。另外，控制装置16根据初始状态不平衡量，来对作为临时的修正量的临时修正量进行计算。另外，控制装置16基于第二实施方式的理想修正方向或者任意的修正矢量，来求出作为临时的修正相位的临时修正相位（临时修正方向）。而且，控制装置16将具有上述临时修正量和上述临时修正相位的信号向修正加工装置17输出。修正加工装置17基于从控制装置16输出的信号，进行叶轮螺母22的切削。以下，通过以与第一实施方式相同的方式实施不平衡状态确认工序S3～不平衡修正工序S6的各工序，来结束旋转体的不平衡修正。

因此，根据该第三实施方式，除了得到与第一实施方式的（1）～（3）相同的效果，还能得到以下的效果。

（5）进行临时修正时的修正量是基于初始振动值的平均值与初始状态不平衡量的关系而计算的。因此，进行临时修正时的修正量变得更加适当。因而，对于利用基于正式修正矢量而决定的修正量和修正相位来进行了不平衡修正后的振动值而言，更加可靠地满足振动规格。

图15和图16中，对具体化了本发明的第四实施方式进行说明。第四实施方式在叶轮螺母22的形状以及切削方法方面具有特征。在通过叶轮螺母22的切削来进行不平衡的修正的情况下，以往，如图15（a）所示，使用在外周部具有多个凸部22a和凹部22b的叶轮螺母22。如图15（b）所示，修正加工装置通过使切削刀具26在叶轮螺母22的切线方向移动（行进）来进行叶轮螺母22的切削，并且，通过使切削刀具26在与行进方向垂直的方向上移动来调整切削深度而进行切削量的调整。这样，有通过对叶轮螺母22的1个位置进行切削加工来进行叶轮螺母22的修正的修正加工装置。但是，该情况下，加工单元使切削刀具26移动所需要的轴数是2个轴，与1个轴相比变得高价。另外，由于切削横跨凸部22a和凹部22b地进行，从而切削的切削量（修正量）容易产生误差。并且，如图15（c）所示，在不平衡修正工序S6的修正加工中，有利用一对夹持部件27夹持叶轮螺母22的情况。在这种情况下，若由各个夹持部件27夹持的叶轮螺母22的夹持位置成为横跨在临时修正工序S2中被切削的部分的状态，则有产生切削相位的偏离的情况。并且，若成为不平衡修正工序S6的修正相位是与临时修正工序S2的修正相位相同的相位的状态、或者如图15（d）所示地成为不平衡修正工序S6的修正位置的一部分横跨在已经通过临时修正工序S2进行了切削加工的部分的状态，则有无法修正叶轮螺母22的问题。

另一方面，第四实施方式中，如图16（a）所示，使用具有幅度（角度幅度）比以往的叶轮螺母22的凸部大的凸部22a的叶轮螺母22。即，扩大凹部22b间的间隔。而且，叶轮螺母22的切削位置限定于凸部22a，并且，切削叶轮螺母22的2个位置而以合成矢量调整切削相位。这样的方法与以往的切削方法较大不同。对于切削而言，如图16（b）所示，通过使切削刀具26以从叶轮螺母22的中心离开一定的距离、沿叶轮螺母22的轴向平行地移动来进行。切削量的调整通过切削距离、即切削刀具26的移动量的调整来进行。因此，第四实施方式中，加工单元（修正加工装置17）的切削刀具26的移动所需要的轴数是1个轴。另外，如图16（c）所示，由夹持部件27夹持的叶轮螺母22的夹持位置限定于未被加工的凸部22a。

因此，若在上述第一～第三实施方式中实施该第四实施方式的叶轮螺母22和切削方法，则除了各实施方式的效果，还能得到以下的效果。

（6）通过对具有6个以上的凸部22a（角度幅度约60度）的叶轮螺母22进行切削加工，来进行旋转体的不平衡修正，且修正位置（切削位置）限定于凸部22a。因此，不会产生由凹凸引起的修正量的误差。

（7）在叶轮螺母22的修正加工时，由夹持部件27把持的叶轮螺母22的夹持位置限定于非加工位置。另外，修正加工在叶轮螺母22的2个位置（2个凸部22a）进行。因此，被夹持的叶轮螺母22的夹持位置不会变成包括在临时修正中切削的修正位置的情况。因而，旋转体的修正精度不会降低，而修正精度变高。

（8）通过使切削刀具26以从叶轮螺母22的中心离开一定的距离、沿叶轮螺母22的轴向平行地移动，来进行叶轮螺母22的切削加工。因此，加工单元的轴数成为1个轴，从而与以往的2个轴相比，第四实施方式的加工单元即修正加工装置17廉价。

（9）叶轮螺母22的切削量的调整通过切削距离（切削刀具26的移动量）的调整来进行。因此，即使临时修正的修正相位和正式修正的修正相位相互相同，也能够进行叶轮螺母的适当的修正加工。

这些实施方式不限定于上述实施方式，例如也可以具体化为如下实施方式。

适当修正量计算工序S5中，作为用于计算适当修正量（正式修正量以及正式修正相位）的正式修正矢量，选定将图6（b）的坐标的原点和重叠区域Ao内的任意1点连结起来的修正矢量即可。例如也可以将连结图6（b）的原点和重叠区域Ao的重心的矢量选定为正式修正矢量。或者，相对于表示适当修正量的修正矢量的全部，通过模拟来求出利用基于各个修正矢量而计算的修正量和修正相位来进行了修正的情况下的不平衡修正效果。而且，也可以将这些全部的修正矢量中修正效果最高的修正矢量选定为正式修正矢量。但是，选定连结重叠区域Ao的重心和坐标原点的修正矢量在正式修正矢量的选定中简单。

临时修正工序S2和不平衡修正工序S6的旋转体的不平衡修正（修正加工）不限定于切削叶轮螺母22而进行的方法。例如，将与叶轮螺母22不同的切削修正用部件以能够和叶轮21一体旋转的方式固定于涡轮增压器20的旋转主轴，而且对切削修正用部件进行切削。这样，也可以进行临时修正工序S2和不平衡修正工序S6的修正。

对于临时修正工序S2和不平衡修正工序S6的修正而言，也可以代替切削叶轮螺母22或者切削修正用部件，而在旋转体附加修正用的重物。例如将第二实施方式所说明的测试重物安装件25之类的修正用的重物安装件设于旋转体。临时修正工序S2或者不平衡修正工序S6中，与修正量对应的重物在修正用的重物安装件上安装。

第四实施方式中，叶轮螺母22的凸部22a的数量也可以比6个多。

修正装置不是必须具备不平衡量计算装置和修正加工装置17两者。例如，不平衡量计算装置和修正加工装置17也可以相互独立地设置。而且，专用的修正加工装置也可以通过由不平衡量计算装置计算出的修正量和修正相位来进行叶轮螺母22的修正加工。

初始振动测定工序S1和不平衡状态确认工序S3中，用于测定旋转体的振动状态（振动值和相位）的转速的间隔并不限定于200rpm间隔，也可以比200rpm间隔小，也可以比其大。若转速的间隔变小，则精度变高，而计算的工夫变多。另一方面，若转速的间隔变大，则精度降低，而计算的工夫变少。转速的间隔允许变大至1000rpm间隔左右。

判定转速范围不需要设定为与涡轮增压器20的使用转速范围相同，设定在涡轮增压器20的使用时旋转振动能够变大的范围内即可。例如即使扩大涡轮增压器20的使用转速范围，判定转速也不会扩大至在涡轮增压器20的使用时、没有旋转振动变大的可能性的低速旋转区域。

旋转设备不限定于涡轮增压器20，也可以是旋转电机、发电用涡轮等其它的旋转设备。

根据上述实施方式能够把握以下的技术的思想（发明）。

（1）一种修正旋转体的不平衡的不平衡修正方法，上述旋转体使用螺母而固定于旋转设备的旋转主轴，上述不平衡修正方法为了通过切削上述螺母来修正上述旋转体的不平衡，而具有：

使用具有6个以上的凸部的部件作为上述螺母，

通过仅对上述凸部进行切削，来修正上述旋转体的不平衡。

（2）根据上述技术的思想（1）所记载的不平衡修正方法，上述不平衡修正方法还具有当对上述凸部进行切削加工时，夹持上述螺母，

上述螺母的夹持位置限定于非加工位置，

相对于相互不同的2个上述凸部进行上述螺母的切削加工。

（3）根据上述技术的思想（1）或者（2）所记载的不平衡修正方法，上述螺母的切削加工具有使切削刀具从上述螺母的中心离开一定的距离沿上述螺母的轴向平行地移动。

附图标记说明：

AS…表示集合范围的圆；Ao…重叠区域；V1s、V2s、V3s…修正矢量；13…构成振动值测量部以及振动相位测量部的拾振器；15…相同的FFT分析器；14…作为转速测量部的激光转速计；16…作为计算部的控制装置。

Claims (7)

1.一种旋转体的不平衡修正方法，是修正旋转体的不平衡的不平衡修正方法，其特征在于，上述不平衡修正方法包括：

在判定转速范围内的多个转速下，对临时修正前的上述旋转体的振动状态和临时修正后的上述旋转体的振动状态进行测定；

根据上述转速各自的振动矢量，按照每个上述转速对用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围进行计算；

从多个上述修正矢量中的、在按照每个上述转速计算出的上述集合范围分别相互重叠的区域具有前端的上述修正矢量，选定正式修正矢量；

基于上述正式修正矢量来设定正式修正量和正式修正相位；以及

基于上述正式修正量和上述正式修正相位来进行上述旋转体的不平衡修正。

2.根据权利要求1所述的不平衡修正方法，其特征在于，

基于与夹具固有振动频率对应的上述旋转体的转速下的初始振动相位，对进行上述临时修正时的修正相位进行设定。

3.根据权利要求1或2所述的不平衡修正方法，其特征在于，

基于上述旋转体的初始振动值的平均值与初始状态不平衡量的关系，对进行上述临时修正时的修正量进行计算。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的不平衡修正方法，其特征在于，

选定在上述集合范围分别相互重叠的区域具有前端的修正矢量中修正效果最高的修正矢量，作为上述正式修正矢量。

5.一种旋转体的不平衡修正量计算装置，是对用于修正旋转体的不平衡的修正量进行计算的不平衡修正量计算装置，其特征在于，上述不平衡修正量计算装置具有：

检测上述旋转体的旋转速度的转速测量部；

振动值测量部；

振动相位测量部；以及

对上述旋转体的不平衡修正用的适当修正量进行计算的计算部，

上述计算部构成为，

基于在判定转速范围内的多个转速下所测定的临时修正前的上述旋转体的振动状态和临时修正后的上述旋转体的振动状态，根据各转速下的振动矢量，按照每个转速对用于得到满足振动规格的振动值的修正矢量的前端的集合范围进行计算，并从多个上述修正矢量中的、在各转速的上述集合范围分别相互重叠的区域具有前端的修正矢量，选定正式修正矢量，并基于上述正式修正矢量来计算上述适当修正量。

6.根据权利要求5所述的不平衡修正量计算装置，其特征在于，

上述计算部基于与夹具固有振动频率对应的旋转体的转速下的初始振动相位，来对进行上述临时修正时的修正相位进行计算。

7.根据权利要求5或6所述的不平衡修正量计算装置，其特征在于，

上述计算部基于上述旋转体的初始振动值的平均值与初始状态不平衡量的关系，来对进行上述临时修正时的修正量进行计算。

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