JP2007225510A - バランス検査方法、及びバランス検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロペラの静的バランスを検査するバランス検査である。水平姿勢にしたプロペラ11を積載テーブル2に載せ、上記中心軸位置で下側から球面軸受4,6を介して揺動可能に支持し、さらに上記球面軸受の軸受面間に潤滑剤を圧入し浮上状態にして上記プロペラの静的バランスを求め、その静的バランスに基づき当該回転体のアンバランス量を検出する。
【選択図】 図1
Description
また、プロペラをレールに沿って回転可能な不安定な状態としてのバランス検査となり、また、設置した後も重錘を何度も着け替える作業が発生すると共に、重錘を付ける度に回動変位させる必要があることから時間も掛かる。すなわち、従来のバランス検査方法にあっては、少しずつ回転させながら周方向に沿ったバランス状態を順次、検査する必要があり、手間と時間が掛かる。
以上のような課題は、バランス検査を行うプロペラ等の回転体が大型化かつ重くなるほど顕著なものとなる。
本発明は、このような点に着目してなされたもので、プロペラその他の回転体を安定した状態でバランス検査を行えること課題としている。
水平姿勢にした上記回転体を、上記中心軸位置で下側から球面軸受を介して揺動可能に支持し、さらに上記球面軸受の軸受面間に潤滑剤を圧入し浮上状態にして上記回転体の静的バランスを求め、その静的バランスに基づき当該回転体のアンバランス量を検出することを特徴とするものである。
次に、請求項3に記載した発明は、放射状に配置された翼体を備え且つ中心軸周りに回転する回転体の静的バランスを検査するバランス検査装置であって、
水平姿勢にして上記回転体を載置する支持架台と、支持架台に載置された上記回転体の中心軸位置で揺動可能に当該支持架台を下側から球面軸受で支持する軸支部と、上記球面軸受の軸受面間に潤滑剤を圧入して上記支持架台を浮上支持状態とする浮上手段と、上記回転体を載せた支持架台の傾き状態若しくは荷重バランスに基づき上記回転体のアンバランス量を検出するアンバランス量検出手段と、を備えることを特徴とするものである。
次に、請求項5に記載した発明は、請求項3又は請求項4に記載した構成に対し、上記支持架台の載置面が水平若しくは略水平になるように、支持架台に下から当接して当該支持架台を支持する複数のサポート部と、球面軸受の外周側に位置して上記回転体を載置した支持架台の複数位置での荷重を検出する複数の荷重検出手段とを備え、
上記アンバランス量検出手段は、上記複数の荷重検出手段の検出値に基づきアンバランス量を検出することを特徴とするものである。
次に、請求項7に記載した発明は、請求項3〜請求項6のいずれか1項に記載した構成に対し、上記球面軸受の軸受面間に形成する潤滑剤の膜厚を所定範囲に制御することを特徴とするものである。
次に、請求項8に記載した発明は、請求項3〜請求項7のいずれか1項に記載した構成に対し、支持架台を昇降させる昇降手段を備えることを特徴とするものである。
また、検査対象物が大型化するほど、球面軸受の軸心(支持位置)と検査対象物の中心軸とを一致させることが困難となるが、請求項2又は請求項4に係る発明によれば、その偏差量を検出し、検出した偏差量で上記アンバランス量を補正する結果、検査対象物が大きくなっても精度良くアンバランス量を測定することができる。
なお、各サポート部は多少上下方向に伸縮可能となっていても良い。
次に、請求項7に記載した発明によれば、膜厚制御をすることで、安定して浮上させた状態にすることができる。
次に、請求項8に記載した発明によれば、軸受面間が離れるように支持架台を浮かすことが可能となり、浮かした状態で回転体を載置することで当該回転体を載置する際の衝撃を軸受面に入力することが回避されて、球面軸受の寿命劣化を抑えることができる。
図1は、本実施形態におけるバランス検査装置を示す概要構成図である。
本実施形態のバランス検査装置は、図1に示すように、基台1と、その基台1の上方に位置し支持架台を構成する積載テーブル2と、基台1の中央部に上記積載テーブル2の中央部を揺動自在に支持する軸心部5とを備える。
ここで、本実施形態の回転体の例は、プロペラ11であって、図4に示すように、プロペラ軸を嵌め込む貫通穴を中央部に形成した円環状のボス部11aと、そのボス部11aから放射状に延びる複数の羽根部11bとから構成されていて、横置き状態のプロペラ11における、上記ボス部11aの下端面が上記積載テーブル2の載置面2aに当接してプロペラ11が設置される。なお、本実施形態では、回転体の例としてプロペラ11を挙げているが、ファンなど、放射状に複数の羽根部11bが配置されて、所定の回転軸周りに回転する構造のものであれば適用可能である。
なお、本実施形態では、支持ジャッキ13と電動ジャッキ15とは径方向で並ぶように配置されているが、径方向で並んでいなくても良い。
また、コントローラ20は、図11に示すように、アンバランス量測定手段20A、偏心量測定手段20B、および膜厚制御手段20Cを備える。
ここで、上記膜厚制御は、球面座6と球体間を浮上状態にする制御で摩擦を極小に抑えることを実現し、その浮上状態での静的バランスを求めることによりアンバランス量の検出を可能とするための操作である。
まず、図13(a)のように、3台の支持ジャッキ13を、同期をもって駆動し上限位置まで伸展させることで、積載テーブル2を上方に持ち上げ、球体4を球面座6から離した状態(軸受面間を非接触状態)とする。これを初期位置とする。
次に、必要であれば、電動ジャッキ15の高さを調整することで、積載テーブル2の水平状態の調整を行う。
この状態で、各電動ジャッキ15に設けたロードセル16によって各位置の荷重を検出してコントローラ20に出力する。
コントローラ20では、径方向で重ならない3点以上の各位置での各荷重の偏荷重に基づき、プロペラ11の中心軸を中心にしたX-Y平面での荷重の偏心状態(アンバランス情報)を演算する。このとき、上記求めた軸心からの偏心情報を使用して、上記アンバランス情報を補正する。
上記検査が完了したら、上記弁を開け球面座6から潤滑油を抜くと共に、図13(f)のように、支持ジャッキ13を上昇させて積載テーブル2を上方に浮かせる。
そして、プロペラ11の羽根部11bの先端部を切削工程に搬送して、上記検出した釣合質量に基づき切削してバランスを取る。
また、従来のように、プロペラ11を回転させて、いわゆる動的バランス状態によって静的バランスを検査する必要がないので、大型のプロペラ11でも容易にバランスの検査が可能となる。
また、上記のように軸受面間に潤滑膜を形成して浮かした状態でアンバランスを検出するので、静止摩擦を許容できるまで小さく設定でき、質量が重い回転体についての静止状態でのバランス検査であっても、当該静止摩擦による誤差が回避されて、正確に測定することができる。
ここで、上記実施形態では、3点の位置の荷重を検出しているが4点以上の位置の荷重を検出しても良い。ただし3点の位置の荷重が検出できれば、周方向に沿った荷重バランス状態は判定することができる。
また、支持ジャッキ13、電動ジャッキ15、軸芯置測定装置18などについても3台に限定されず、4台以上使用しても良い。
また、電動ジャッキ15を省略して、支持ジャッキ13にサポート部の役割を持たせても良い。ただし、別途、電動ジャッキ15を設けた方が、制御が簡易となる。
2 積載テーブル(支持架台)
3 短柱部
4 球体(球面軸受)
5 軸心部
6 球面座(球面軸受)
6a 溝部
8 潤滑剤供給装置
8A アンバランス量測定手段
8B 偏心量測定手段
8C 膜厚制御手段
11 プロペラ
11a ハブ部
11b 羽根部
12 芯だしガイド
13 支持ジャッキ(昇降手段)
15 電動ジャッキ(サポート部)
16 ロードセル(荷重検出手段)
18 軸心位置測定装置
Claims (8)
- 放射状に配置された翼体を備え且つ中心軸周りに回転する回転体の静的バランスを検査するバランス検査方法であって、
水平姿勢にした上記回転体を、上記中心軸位置で下側から球面軸受を介して揺動可能に支持し、さらに上記球面軸受の軸受面間に潤滑剤を圧入し浮上状態にして上記回転体の静的バランスを求め、その静的バランスに基づき当該回転体のアンバランス量を検出することを特徴とするバランス検査方法。 - 平面視における上記球面軸受の揺動中心位置と回転体の中心軸との偏差に基づき上記検出するアンバランス量を補正することを特徴とする請求項1に記載したバランス検査方法。
- 放射状に配置された翼体を備え且つ中心軸周りに回転する回転体の静的バランスを検査するバランス検査装置であって、
水平姿勢にして上記回転体を載置する支持架台と、
支持架台に載置された上記回転体の中心軸位置で揺動可能に当該支持架台を下側から球面軸受で支持する軸支部と、
上記球面軸受の軸受面間に潤滑剤を圧入して上記支持架台を浮上支持状態とする浮上手段と、
上記回転体を載せた支持架台の傾き状態若しくは荷重バランスに基づき上記回転体のアンバランス量を検出するアンバランス量検出手段と、を備えることを特徴とするバランス検査装置。 - 支持架台に載置された回転体の中心軸と、球面軸受の揺動中心位置との平面視における偏心量を測定する測定手段を設け、
上記アンバランス量検出手段は、該測定手段が測定した偏心量に基づきアンバランス量を補正することを特徴とする請求項3に記載したバランス検査装置。 - 上記支持架台の載置面が水平若しくは略水平になるように、支持架台に下から当接して当該支持架台を支持する複数のサポート部と、球面軸受の外周側に位置して上記回転体を載置した支持架台の複数位置での荷重を検出する複数の荷重検出手段と、を備え、
上記アンバランス量検出手段は、上記複数の荷重検出手段の検出値に基づきアンバランス量を検出することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載したバランス検査装置。 - 上記荷重検出手段は、上記サポート部に設けられていることを特徴とする請求項5に記載したバランス検査装置。
- 上記球面軸受の軸受面間に形成する潤滑剤の膜厚を所定範囲に制御することを特徴とする請求項3〜請求項6のいずれか1項に記載したバランス検査装置。
- 支持架台を昇降させる昇降手段を備えることを特徴とする請求項3〜請求項7のいずれか1項に記載したバランス検査装置。
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