JP2001153757A - 回転軸傾き測定装置 - Google Patents
回転軸傾き測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】回転軸の回転軸傾きを、傾き方向と傾き量との
各要素にわたって測定できる様にする。 【解決手段】回転軸１の周方向２ヶ所以上と回転軸方向
２ヶ所以上の計４ヶ所以上に設置した非接触式レーザ変
位センサ３により、実運転時を模擬した状態での回転軸
１の振動量２を測定し、測定結果を収録演算処理装置７
で演算処理することによって、実運転時の回転軸１の傾
きをベクトルで明瞭に表示する。
各要素にわたって測定できる様にする。 【解決手段】回転軸１の周方向２ヶ所以上と回転軸方向
２ヶ所以上の計４ヶ所以上に設置した非接触式レーザ変
位センサ３により、実運転時を模擬した状態での回転軸
１の振動量２を測定し、測定結果を収録演算処理装置７
で演算処理することによって、実運転時の回転軸１の傾
きをベクトルで明瞭に表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸の傾き方向
及び傾き量を明確化する測定装置に係り、特に、限られ
た時間内で回転軸の傾きを測定する必要がある原子力発
電所のポンプ等の回転軸や、精密な回転軸調整が必要な
機器の回転軸の傾き測定装置に有用なものである。
及び傾き量を明確化する測定装置に係り、特に、限られ
た時間内で回転軸の傾きを測定する必要がある原子力発
電所のポンプ等の回転軸や、精密な回転軸調整が必要な
機器の回転軸の傾き測定装置に有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】特開平7−63604号公報記載のように、軸
心のずれや軸表面の凹凸に起因した見かけの軸心振動を
除去し、軸表面の変位量測定から正確な軸心の振動値を
測定する方法がある。しかし、本方法では軸心の傾き量
の測定ができない。
心のずれや軸表面の凹凸に起因した見かけの軸心振動を
除去し、軸表面の変位量測定から正確な軸心の振動値を
測定する方法がある。しかし、本方法では軸心の傾き量
の測定ができない。
【０００３】原子力発電所に使用されている回転軸を有
する機器では、回転軸が高速回転する実運転時に回転軸
が振動する現象が生じる。この実運転時の回転軸振動が
機器構造から定められる許容値以上となった場合は、ケ
ース及び回転軸受け等が破損等を起こす恐れがある為、
回転軸振動の低減が求められている。
する機器では、回転軸が高速回転する実運転時に回転軸
が振動する現象が生じる。この実運転時の回転軸振動が
機器構造から定められる許容値以上となった場合は、ケ
ース及び回転軸受け等が破損等を起こす恐れがある為、
回転軸振動の低減が求められている。
【０００４】回転軸振動の主原因としては、回転軸の微
細な芯ずれや部品相互の位置変化による回転軸傾き振れ
廻り等が考えられているが、現状の回転軸振動を測定す
る方法である接触式変位センサまたは非接触式変位セン
サを有する装置では、回転振動量は測定できても、回転
軸傾き量及び傾き方向は測定できない。
細な芯ずれや部品相互の位置変化による回転軸傾き振れ
廻り等が考えられているが、現状の回転軸振動を測定す
る方法である接触式変位センサまたは非接触式変位セン
サを有する装置では、回転振動量は測定できても、回転
軸傾き量及び傾き方向は測定できない。
【０００５】そのため、現状では、前記特開平7−63604
号公報記載の方法等により回転軸が高速回転する実運転
時まで回転軸振動を監視し、回転軸振動が許容値を超え
た場合に機器を停止し、再調整しているため時間を要し
ている。
号公報記載の方法等により回転軸が高速回転する実運転
時まで回転軸振動を監視し、回転軸振動が許容値を超え
た場合に機器を停止し、再調整しているため時間を要し
ている。
【０００６】特に原子力発電所等の定期検査の日程が限
られている施設では、回転軸調整の時間短縮が必要とさ
れている。
られている施設では、回転軸調整の時間短縮が必要とさ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の技術では、２方向から回転軸の振動量を測定し演算処
理することにより正確な軸心振動が測定できるが、回転
軸傾き量及び傾き方向は測定できない。従って、実運転
時に回転軸振動量が許容範囲外であれば機器停止後再調
整するため、回転軸調整に時間を要していることが問題
である。
の技術では、２方向から回転軸の振動量を測定し演算処
理することにより正確な軸心振動が測定できるが、回転
軸傾き量及び傾き方向は測定できない。従って、実運転
時に回転軸振動量が許容範囲外であれば機器停止後再調
整するため、回転軸調整に時間を要していることが問題
である。
【０００８】また、本装置で使用する回転軸振動量測定
用変位センサは、接触式の変位センサでは回転軸とセン
サの接触部が摩耗してしまうこと、非接触式の変位セン
サでも渦電流損方式のセンサでは対象物の物性による校
正や消磁、材料組織の均一化等の特殊処理を事前に実施
しないと正確な測定ができないことが問題である。
用変位センサは、接触式の変位センサでは回転軸とセン
サの接触部が摩耗してしまうこと、非接触式の変位セン
サでも渦電流損方式のセンサでは対象物の物性による校
正や消磁、材料組織の均一化等の特殊処理を事前に実施
しないと正確な測定ができないことが問題である。
【０００９】本発明の目的は、回転軸傾き量及び傾き方
向を測定することによって、回転軸調整の時間短縮がで
きる回転軸傾き測定装置を提供することにある。
向を測定することによって、回転軸調整の時間短縮がで
きる回転軸傾き測定装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における回転軸傾き測定装置は、回転軸の軸
方向の複数箇所で相互に位相差のある回転軸の周方向の
複数箇所に測定箇所を設定して配備した振動量測定手段
と、前記振動量測定手段からの測定情報を入力とし、前
記測定情報に基づいて前記回転軸の傾き量と傾き方向を
演算する演算手段とを備えた回転軸傾き測定装置であ
る。
に、本発明における回転軸傾き測定装置は、回転軸の軸
方向の複数箇所で相互に位相差のある回転軸の周方向の
複数箇所に測定箇所を設定して配備した振動量測定手段
と、前記振動量測定手段からの測定情報を入力とし、前
記測定情報に基づいて前記回転軸の傾き量と傾き方向を
演算する演算手段とを備えた回転軸傾き測定装置であ
る。
【００１１】このような、本発明の回転軸傾き測定装置
であれば、限られた時間内で回転軸傾きを測定し修正す
る必要がある機器、例えば原子力発電所の精密な回転軸
制御を必要とする回転軸を有する機器の回転軸傾き測定
作業に際して、例えば回転軸周方向２ヶ所以上と回転軸
軸方向２ヶ所以上の計４ヶ所以上の箇所で振動量測定手
段として非接触式レーザ変位センサを用いて回転中の回
転軸の振動量を測定し、その測定情報を基に演算手段で
実運転時の回転軸の傾き量及び傾き方向が測定できる。
であれば、限られた時間内で回転軸傾きを測定し修正す
る必要がある機器、例えば原子力発電所の精密な回転軸
制御を必要とする回転軸を有する機器の回転軸傾き測定
作業に際して、例えば回転軸周方向２ヶ所以上と回転軸
軸方向２ヶ所以上の計４ヶ所以上の箇所で振動量測定手
段として非接触式レーザ変位センサを用いて回転中の回
転軸の振動量を測定し、その測定情報を基に演算手段で
実運転時の回転軸の傾き量及び傾き方向が測定できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例に係る回転
軸傾き測定装置を図を用いて説明する。図１は、本発明
の一実施例に係る回転軸傾き測定装置の構成を示す。な
お、本発明の一実施例は、高さ方向に直径約３００mmの
回転軸１が接合している場合の例である。
軸傾き測定装置を図を用いて説明する。図１は、本発明
の一実施例に係る回転軸傾き測定装置の構成を示す。な
お、本発明の一実施例は、高さ方向に直径約３００mmの
回転軸１が接合している場合の例である。
【００１３】回転軸傾き測定装置は、回転軸１の振動量
２を測定する振動量測定手段としての非接触式レーザ変
位センサ３と、回転軸１表面のマーキング印４を検出す
る移送検出手段としての位相検出センサ５と、両センサ
を設置する非接触式レーザ変位センサ架台６と、両セン
サ３，５と演算手段としての収録演算処理装置７とを接
続する信号ケーブル８から構成される。
２を測定する振動量測定手段としての非接触式レーザ変
位センサ３と、回転軸１表面のマーキング印４を検出す
る移送検出手段としての位相検出センサ５と、両センサ
を設置する非接触式レーザ変位センサ架台６と、両セン
サ３，５と演算手段としての収録演算処理装置７とを接
続する信号ケーブル８から構成される。
【００１４】非接触式レーザ変位センサ３は、回転軸周
方向に９０°の位相差で２ヶ所と、回転軸軸方向に軸接
合部９を含んで３ヶ所の計６ヶ所に設置している。非接
触式レーザ変位センサ３の設置位置について、回転軸周
方向のセンサ設置角度１０は９０°の位相差で２ヶ所に
設置することが望ましい。回転軸１の軸方向のセンサ設
置スパン１１は本実施例では約２００mmから約３００mm
のスパンで軸接合部９の位置と軸接合部９の上下の３ヶ
所に対向させて設置しているが、軸接合部９が存在しな
い場合は回転軸上下の２ヶ所に約２００mmから約３００
mmのスパンで設置してもよい。
方向に９０°の位相差で２ヶ所と、回転軸軸方向に軸接
合部９を含んで３ヶ所の計６ヶ所に設置している。非接
触式レーザ変位センサ３の設置位置について、回転軸周
方向のセンサ設置角度１０は９０°の位相差で２ヶ所に
設置することが望ましい。回転軸１の軸方向のセンサ設
置スパン１１は本実施例では約２００mmから約３００mm
のスパンで軸接合部９の位置と軸接合部９の上下の３ヶ
所に対向させて設置しているが、軸接合部９が存在しな
い場合は回転軸上下の２ヶ所に約２００mmから約３００
mmのスパンで設置してもよい。
【００１５】また、位相検出センサ５の設置位置は回転
軸１の軸方向の異なる位置に設置した非接触式レーザ変
位センサ３の間で回転軸周方向に２ヶ所設置した非接触
式レーザ変位センサ３のどちらか一方に位相差を付ける
こと無く設置することが望ましいが、非接触式レーザ変
位センサ３と位相検出センサ５の位相差が分かれば回転
軸１の周方向の設置位置は任意の位置でもよい。
軸１の軸方向の異なる位置に設置した非接触式レーザ変
位センサ３の間で回転軸周方向に２ヶ所設置した非接触
式レーザ変位センサ３のどちらか一方に位相差を付ける
こと無く設置することが望ましいが、非接触式レーザ変
位センサ３と位相検出センサ５の位相差が分かれば回転
軸１の周方向の設置位置は任意の位置でもよい。
【００１６】実運転時を模擬した状態で回転軸１を回転
させて、固定静止状態の非接触式レーザ変位センサ架台
６から、非接触式レーザ変位センサ３と位相検出センサ
５で回転軸１の振動量２と回転軸１の位相の情報をとら
えて信号ケーブル８を通じて収録演算処理装置７へ入力
する。実運転状態が模擬できない状況があれば、模擬を
省略し回転軸１の振動量２と回転軸１の位相の情報をと
らえる。
させて、固定静止状態の非接触式レーザ変位センサ架台
６から、非接触式レーザ変位センサ３と位相検出センサ
５で回転軸１の振動量２と回転軸１の位相の情報をとら
えて信号ケーブル８を通じて収録演算処理装置７へ入力
する。実運転状態が模擬できない状況があれば、模擬を
省略し回転軸１の振動量２と回転軸１の位相の情報をと
らえる。
【００１７】収録演算処理装置７は、非接触式レーザ変
位センサ３と位相検出センサ５に信号ケーブル８で接続
されており、非接触式レーザ変位センサ３で測定した回
転軸１の振動量２と回転軸１の位相の情報を収録する機
能を有する。
位センサ３と位相検出センサ５に信号ケーブル８で接続
されており、非接触式レーザ変位センサ３で測定した回
転軸１の振動量２と回転軸１の位相の情報を収録する機
能を有する。
【００１８】収録演算処理装置７に収録された回転軸１
の振動量２と回転軸１の位相の情報は、位相検出センサ
５と非接触式レーザ変位センサ３の位相差を補正後、同
じ高さにある非接触式レーザ変位センサ３で測定された
回転軸１の振動量２について設計回転軸中心１２を原点
として回転軸１の振動量２を加算演算処理し回転軸中心
１３を測定する。同様に回転軸軸方向に異なる位置の回
転軸１の振動量２を加算演算処理し回転軸中心１３を測
定し、設計回転軸中心１２と回転軸中心１３の傾き量を
回転軸傾き１４として表示する。
の振動量２と回転軸１の位相の情報は、位相検出センサ
５と非接触式レーザ変位センサ３の位相差を補正後、同
じ高さにある非接触式レーザ変位センサ３で測定された
回転軸１の振動量２について設計回転軸中心１２を原点
として回転軸１の振動量２を加算演算処理し回転軸中心
１３を測定する。同様に回転軸軸方向に異なる位置の回
転軸１の振動量２を加算演算処理し回転軸中心１３を測
定し、設計回転軸中心１２と回転軸中心１３の傾き量を
回転軸傾き１４として表示する。
【００１９】次に図２で回転軸傾き１４を測定する演算
手法について回転軸傾き測定の演算処理の概略を軸接合
部９が無い場合の例で説明する。図２（ａ）の非接触レ
ーザ変位センサ３により回転軸１の同一周上２ヶ所の振
動量２を測定し、設計回転軸中心１２を原点として、２
ヶ所から測定した回転軸１の振動量２を加算する。回転
軸１の振動量を加算することにより、回転軸中心１２の
位置をベクトル１５として求めることができる。同様
に、図２（ｂ）に示す様に、軸方向の異なる位置におい
ても、回転軸１の同一周上２ヶ所の振動量２を測定し、
回転軸中心１３の位置を求める。
手法について回転軸傾き測定の演算処理の概略を軸接合
部９が無い場合の例で説明する。図２（ａ）の非接触レ
ーザ変位センサ３により回転軸１の同一周上２ヶ所の振
動量２を測定し、設計回転軸中心１２を原点として、２
ヶ所から測定した回転軸１の振動量２を加算する。回転
軸１の振動量を加算することにより、回転軸中心１２の
位置をベクトル１５として求めることができる。同様
に、図２（ｂ）に示す様に、軸方向の異なる位置におい
ても、回転軸１の同一周上２ヶ所の振動量２を測定し、
回転軸中心１３の位置を求める。
【００２０】図２（ｂ）のように、回転軸１の軸方向の
複数の位置において実際の回転中の回転軸中心１３の位
置が求まれば設計上の回転軸中心１２と回転軸中心１３
との回転軸傾き１４を測定することができる。この回転
軸傾き１４は、ベクトル１５で求められているため、回
転軸傾き１４の傾き量及び傾き方向を求めることができ
る。
複数の位置において実際の回転中の回転軸中心１３の位
置が求まれば設計上の回転軸中心１２と回転軸中心１３
との回転軸傾き１４を測定することができる。この回転
軸傾き１４は、ベクトル１５で求められているため、回
転軸傾き１４の傾き量及び傾き方向を求めることができ
る。
【００２１】すなわち、回転軸傾き１４を求めるには、
回転軸周方向２ヶ所以上と回転軸軸方向２ヶ所以上の計
４ヶ所以上から回転軸１の振動量２を測定する必要があ
る。従って本実施の形態では図１に示す様に、非接触レ
ーザ変位センサ３を、回転軸１の同一周上に２ヶ所及び
回転軸１の軸方向３ヶ所の計６ヶ所に設置している。図
３は、回転軸傾き演算処理の結果求められた回転軸の傾
き１４の例を示す。本実施例では、回転軸１の軸方向３
ヶ所の非接触レーザ変位センサ取付位置１６での測定結
果について示したものであり、回転軸中心軌跡１７と回
転軸中心１３のベクトル１５及び回転軸傾き１４を表示
している。図３では回転軸中心１３のベクトル１５が回
転軸１の下方となるに従い、回転軸傾き量が大きくなっ
ていることが分かり、回転軸傾きの方向も明瞭に表示さ
れている。
回転軸周方向２ヶ所以上と回転軸軸方向２ヶ所以上の計
４ヶ所以上から回転軸１の振動量２を測定する必要があ
る。従って本実施の形態では図１に示す様に、非接触レ
ーザ変位センサ３を、回転軸１の同一周上に２ヶ所及び
回転軸１の軸方向３ヶ所の計６ヶ所に設置している。図
３は、回転軸傾き演算処理の結果求められた回転軸の傾
き１４の例を示す。本実施例では、回転軸１の軸方向３
ヶ所の非接触レーザ変位センサ取付位置１６での測定結
果について示したものであり、回転軸中心軌跡１７と回
転軸中心１３のベクトル１５及び回転軸傾き１４を表示
している。図３では回転軸中心１３のベクトル１５が回
転軸１の下方となるに従い、回転軸傾き量が大きくなっ
ていることが分かり、回転軸傾きの方向も明瞭に表示さ
れている。
【００２２】図４は、回転軸傾きの表示例を示す。本実
施例では、非接触レーザセンサ取付位置１６である軸接
合部９と軸接合部９の上下の位置で振動量２を測定し、
演算処理の結果求められた回転軸傾き１４について、設
計上の回転軸中心１２と実際の回転軸中心１３を記載す
ることによって、回転軸傾き１４をより明瞭にしてい
る。
施例では、非接触レーザセンサ取付位置１６である軸接
合部９と軸接合部９の上下の位置で振動量２を測定し、
演算処理の結果求められた回転軸傾き１４について、設
計上の回転軸中心１２と実際の回転軸中心１３を記載す
ることによって、回転軸傾き１４をより明瞭にしてい
る。
【００２３】以上の手順にて、事前に実運転時の回転軸
傾き１４を測定することによって、回転軸調整の方向及
び調整量を明確にすることにより実運転後の回転軸再調
整の時間短縮ができる。
傾き１４を測定することによって、回転軸調整の方向及
び調整量を明確にすることにより実運転後の回転軸再調
整の時間短縮ができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、回転軸振動量の測定結
果を演算処理し回転軸傾き量と方向とを測定することが
できる。
果を演算処理し回転軸傾き量と方向とを測定することが
できる。
【図１】本発明の一実施例による回転軸傾き測定装置の
全体構成図である。
全体構成図である。
【図２】本発明の一実施例による回転軸傾き演算処理例
の概念説明図である。
の概念説明図である。
【図３】本発明の一実施例による回転軸傾き演算処理結
果の表示例の説明図である。
果の表示例の説明図である。
【図４】本発明の一実施例による回転軸傾き演算処理結
果の他の表示例の説明図である。
果の他の表示例の説明図である。
１…回転軸、２…振動量、３…非接触式レーザ変位セン
サ、４…マーキング印、５…位相検出センサ、６…非接
触式レーザ変位センサ架台、７…収録演算処理装置、８
…信号ケーブル、９…軸接合部、１０…センサ設置角
度、１１…センサ設置スパン、１２…設計回転軸中心、
１３…回転軸中心、１４…回転軸傾き、１５…ベクト
ル、１６…非接触レーザ変位センサ取付位置、１７…回
転軸中心軌跡。
サ、４…マーキング印、５…位相検出センサ、６…非接
触式レーザ変位センサ架台、７…収録演算処理装置、８
…信号ケーブル、９…軸接合部、１０…センサ設置角
度、１１…センサ設置スパン、１２…設計回転軸中心、
１３…回転軸中心、１４…回転軸傾き、１５…ベクト
ル、１６…非接触レーザ変位センサ取付位置、１７…回
転軸中心軌跡。
フロントページの続き (72)発明者 林 章二 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 武原 秀俊 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 渋谷 浩司 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 亀山 博史 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA32 AA37 AA39 BB27 CC00 FF09 FF11 GG04 JJ05 JJ16 QQ00 2G024 AD03 BA11 BA21 BA27 CA03 CA13 DA09 FA06 FA11 2G064 AB22 BA02 BC32 CC29
Claims (4)
- 【請求項１】回転軸の軸方向の複数箇所で相互に位相差
のある回転軸の周方向の複数箇所に測定箇所を設定して
配備した振動量測定手段と、 前記振動量測定手段からの測定情報を入力とし、前記測
定情報に基づいて前記回転軸の傾き量と傾き方向を演算
する演算手段とを備えた回転軸傾き測定装置。 - 【請求項２】回転軸の軸方向の複数箇所で相互に位相差
のある回転軸の周方向の複数箇所に測定箇所を設定して
配備した振動量測定手段と、 相互に位相差のある前記回転軸の周方向の複数箇所に設
けた印を検出する配置にて配備された位相検出手段と、 前記位相検出手段と前記振動量測定手段とからの各測定
情報を入力とし、前記振動量測定手段の測定情報に前記
振動量測定手段と前記位相検出手段の位相差を補正し、
その補正後の測定情報に基づいて前記回転軸の傾き量と
傾き方向を演算する演算手段とを備えた回転軸傾き測定
装置。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記演
算手段は、 前記回転軸の軸方向に離れた一方の箇所と他方の箇所と
のそれぞれについて、設計回転軸中心を原点として前記
振動量測定手段で測定された前記回転軸の振動量を加算
演算処理して実際の回転軸中心を求め、 前記実際の回転軸中心と前記設計回転中心との相対的関
係をベクトルとして求める処理部と、を備えたことを特
徴とした回転軸傾き測定装置。 - 【請求項４】回転軸を有する機器の前記回転軸の回転軸
振動量を測定する手段と、前記回転軸の位相を測定する
手段と、前記回転軸振動量と前記回転軸の位相の情報を
収録し演算処理して前記回転軸の傾きに変換する収録演
算処理装置とを有する回転軸傾き測定装置であって、 前記回転軸の回転軸振動量を測定する手段は、９０°の
位相差を設けて回転軸周方向に２ヶ所以上と前記回転軸
の回転軸接合部を含む回転軸軸方向に２ヶ所以上の計４
ヶ所以上との箇所を対象にして前記回転軸に垂直に設置
した複数の非接触式振動量測定センサを備えるものであ
り、 前記回転軸の位相を測定する手段は、前記回転軸に９０
°毎にマーキングした印を検出する位相検出センサを備
えるものであって、 前記収録演算処理装置は、前記非接触式振動量測定セン
サにより測定した回転軸振動量を収録する機能と、９０
°の位相差を設けて設置した前記非接触式振動量測定セ
ンサの回転軸振動量に前記非接触式振動量測定センサと
前記位相検出センサの位相差を補正する機能と、前記回
転軸の設計時の回転軸中心位置を原点として前記位相差
補正後の前記回転軸振動量を加算して実際の回転軸中心
位置を演算処理する機能と、前記回転軸の軸方向に異な
る位置の実際の回転軸中心を直線で結んで表現される実
際の回転軸中心線の設計上の回転軸中心線に対する傾き
量と傾き方向を演算処理にて導出する機能を有する回転
軸傾き測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33929099A JP2001153757A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 回転軸傾き測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33929099A JP2001153757A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 回転軸傾き測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001153757A true JP2001153757A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18326067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33929099A Pending JP2001153757A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 回転軸傾き測定装置 |
Country Status (1)
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