JP2008280998A - Shaft bending calculation system of turbine rotor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for calculating shaft bending of a turbine rotor. <P>SOLUTION: This system comprises: an input part for setting measurement points of a rotor disc; a deflection amount detecting part for deriving a radial displacement amount of four or more points along an outer surface of the turbine rotor in the circumferential direction based on a measured value of a displacement meter; a storage part for storing the radial displacement amount and measured angles of the measurement points; and a calculating part for calculating most probable circular core deviation data. The calculating part selects three arbitrary points from the radial displacement amount and the measured angles out of all measured points to calculate a calculated circle value, calculates a difference between the calculated circle value and the radial displacement amount as an error amount to derive an error amount total value, and selects the smallest calculated circle out of the error amount total value as the most probable circle. The calculating part includes a core deviation calculating means for calculating deviation between a center of the most probable circle and the rotational center of the turbine rotor as the most probable circular core deviation data, a determining means for determining whether or not the maximum core deviation amount is within a reference value, and a shaft bending distribution calculating means for calculating the shaft bending distribution from the most probable circular core deviation data. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、タービンロータの軸曲がりを算出するシステムに関する。   The present invention relates to a system for calculating a shaft bending of a turbine rotor.

一般にタービンロータに軸曲りや芯ずれが発生するとタービンロータは不釣合い状態となり、運転中に軸振動が発生する原因となる。この軸振動が過大となると、軸受部に異常が発生し、正常な運転が出来なくなる。また、この過大振動が更に進行すると、軸の破損事故に繋がる場合もある。従って、このような事故を予防するため、タービンロータの軸曲がりや芯ずれを許容値内に納めることが重要である。   Generally, when a shaft bend or misalignment occurs in the turbine rotor, the turbine rotor becomes unbalanced, which causes shaft vibration during operation. If this shaft vibration becomes excessive, an abnormality occurs in the bearing portion and normal operation cannot be performed. Further, if this excessive vibration further progresses, it may lead to a shaft breakage accident. Accordingly, in order to prevent such an accident, it is important to keep the shaft bending and misalignment of the turbine rotor within allowable values.

本発明の対象となるタービンロータには、ガスタービンロータの他に、蒸気タービンロータが含まれる。   The turbine rotor that is the subject of the present invention includes a steam turbine rotor in addition to a gas turbine rotor.

以下に、ガスタービンロータを一例に具体的に説明する。図9は、ガスタービンロータの一般的な構造図を示したものである。ガスタービンロータ1は、圧縮機ロータ部10とタービンロータ部20及び両者を接続する中間軸25から構成され、圧縮機ロータ部10、タービンロータ部20はともに、外周に放射状に動翼11を植え込んだ円盤状のロータディスク50から構成されている。ガスタービンロータ1は、これらロータディスク50をロータ軸線方向に積層してスピンドルボルト30で締結し、両端が軸受S1、S2で支持された一体構造の組立体である。   Hereinafter, a gas turbine rotor will be specifically described as an example. FIG. 9 shows a general structural diagram of a gas turbine rotor. The gas turbine rotor 1 includes a compressor rotor unit 10, a turbine rotor unit 20, and an intermediate shaft 25 that connects the compressor rotor unit 10 and the turbine rotor unit 20. Both the compressor rotor unit 10 and the turbine rotor unit 20 are implanted with blades 11 radially on the outer periphery. It is composed of an ellipsoidal rotor disk 50. The gas turbine rotor 1 is an integral structure in which these rotor disks 50 are stacked in the rotor axial direction and fastened with spindle bolts 30 and both ends are supported by bearings S1 and S2.

このような構成のガスタービンロータ1に軸曲り又は芯ずれが発生した場合、軸振動の原因になる。また、ロータディスク50の外周に装着された動翼11の先端と外側のケーシング(図示せず)との隙間は周方向に一定となるように調整されている。軸振動が大きくなると、動翼先端とケーシングとが干渉し、運転不能となる場合がある。そのため、軸曲がり量又は芯ずれ量が許容値内に納まるよう、ロータ組立時に調整する必要があり、また軸曲がりが許容値を超えた場合には、その軸曲がりの矯正を行う必要がある。   When shaft bending or misalignment occurs in the gas turbine rotor 1 having such a configuration, shaft vibration is caused. Further, the gap between the tip of the moving blade 11 mounted on the outer periphery of the rotor disk 50 and the outer casing (not shown) is adjusted to be constant in the circumferential direction. When the shaft vibration becomes large, the tip of the rotor blade and the casing may interfere with each other and operation may become impossible. Therefore, it is necessary to adjust at the time of assembling the rotor so that the amount of shaft bending or misalignment falls within the allowable value, and when the shaft bending exceeds the allowable value, it is necessary to correct the shaft bending.

軸曲がりの矯正は以下の手順で行っている。図9に示すガスタービンロータ1の構成において、ロータディスク50ごとに芯ずれ量及び芯ずれ角度からなる芯ずれデータを算出し、ガスタービンロータ1の軸曲がり分布を算出する。ガスタービンロータ1の軸曲がり分布の1例を、図10に示す。横軸はガスタービンロータ1の軸受S1からの距離を示し、縦軸はロータディスク50の芯ずれ量を表している。   The following procedure is used to correct shaft bending. In the configuration of the gas turbine rotor 1 shown in FIG. 9, misalignment data including a misalignment amount and a misalignment angle is calculated for each rotor disk 50, and a shaft bending distribution of the gas turbine rotor 1 is calculated. An example of the axial curve distribution of the gas turbine rotor 1 is shown in FIG. The horizontal axis indicates the distance from the bearing S1 of the gas turbine rotor 1, and the vertical axis indicates the misalignment amount of the rotor disk 50.

軸曲がりが発生する要因の1つは、ロータディスク50の厚さが均一でないことにある。そのため、ロータディスク50の積層の仕方によっては、ロータディスク50の芯ずれ量が許容値をこえる場合がある。このような場合、ガスタービンロータ1の軸曲がり分布から修正すべきロータディスク50を選定し、ロータディスク50の接手面(図8において、ロータディスク50、51が互いに接触する面50b、51b)を切削して、ロータディスク50、51の間の接触面角度(α)が小さくなるように、軸曲がりを矯正している(図8)。   One of the factors that cause the shaft bending is that the thickness of the rotor disk 50 is not uniform. Therefore, depending on how the rotor disks 50 are stacked, the amount of misalignment of the rotor disks 50 may exceed an allowable value. In such a case, the rotor disk 50 to be corrected is selected from the axial curve distribution of the gas turbine rotor 1, and the contact surfaces of the rotor disk 50 (surfaces 50b and 51b where the rotor disks 50 and 51 contact each other in FIG. 8) are selected. The axial bending is corrected so that the contact surface angle (α) between the rotor disks 50 and 51 is reduced by cutting (FIG. 8).

図8は、ガスタービンロータ1の軸曲がりが発生した状態を示したものであり、ロータディスク50、51、ロータディスク接手面FG及びロータディスク50、51の間の接触面角度(α)及びロータ回転中心線RCに対するロータディスク50、51の径方向の振れ量及び芯ずれ量の関係を示したものである。尚、ガスタービンロータ1は、ロータ軸方向に複数のロータディスク50を積層して一体化したものであるが、図8ではロータディスクの一部のみを表示している。   FIG. 8 shows a state in which the axial bending of the gas turbine rotor 1 has occurred. The rotor disk 50, 51, the rotor disk contact surface FG, the contact surface angle (α) between the rotor disks 50, 51, and the rotor This shows the relationship between the radial deflection amount and the misalignment amount of the rotor disks 50 and 51 with respect to the rotation center line RC. The gas turbine rotor 1 is formed by stacking and integrating a plurality of rotor disks 50 in the rotor axial direction, but only a part of the rotor disk is shown in FIG.

ロータディスク50の径方向の振れ量は、ロータディスク50の外表面50aにおいて、ロータを回転させながら周方向へ等間隔に複数の計測点を選定し、各計測点での変位計の読みからその計測点での径方向の変位量を計測して得られる。即ち、計測開始点を基準(便宜上、計測開始点における変位量を0(ゼロ)とする)として、各計測点における計測開始点に対する径方向の変位量を各計測点における振れ量としている。変位計としては、公知の各種センサーが適用される。例えば、ダイヤルゲージ等の接触センサーの他に、レーザセンサー、静電容量式センサー、超音波センサー等の非接触式センサーが使用できる。   The amount of runout in the radial direction of the rotor disk 50 is determined by selecting a plurality of measurement points at equal intervals in the circumferential direction while rotating the rotor on the outer surface 50a of the rotor disk 50 and reading the displacement meter at each measurement point. It is obtained by measuring the amount of radial displacement at the measurement point. That is, with the measurement start point as a reference (for convenience, the displacement amount at the measurement start point is set to 0 (zero)), the radial displacement amount with respect to the measurement start point at each measurement point is used as the shake amount at each measurement point. Various known sensors are applied as the displacement meter. For example, in addition to a contact sensor such as a dial gauge, a non-contact sensor such as a laser sensor, a capacitance sensor, or an ultrasonic sensor can be used.

各計測点における振れ量の計測値から芯ずれデータを算出する。図8に示すように、ガスタービンロータ1の径方向の振れ量は、ロータディスク50の外表面50aとロータ回転中心線RCとの距離の変動幅で示される。ここで、ロータ回転中心線RCとは、軸受S1と軸受S2の中心間を結ぶ直線をいう。ロータディスク50の外表面50aにおける振れ量の計測値から、計測対象であるロータディスク50の断面の図形中心Oを算出し、算出された図形中心Oとロータ回転中心線RCとのずれを芯ずれとしている。このようにして得られた芯ずれを定量的に表示したものが、芯ずれ量と芯ずれ角度からなる芯ずれデータである。各ロータディスクの芯ずれ量を軸受S1からの距離に応じてプロットして、図10に示すような軸曲がり分布が得られる。 Misalignment data is calculated from the measured value of the shake amount at each measurement point. As shown in FIG. 8, the radial deflection amount of the gas turbine rotor 1 is indicated by the fluctuation range of the distance between the outer surface 50 a of the rotor disk 50 and the rotor rotation center line RC. Here, the rotor rotation center line RC refers to a straight line connecting the centers of the bearings S1 and S2. The figure center O 1 of the cross section of the rotor disk 50 to be measured is calculated from the measured value of the shake amount on the outer surface 50a of the rotor disk 50, and the deviation between the calculated figure center O 1 and the rotor rotation center line RC is calculated. Misalignment. Quantitative display of the misalignment obtained in this way is misalignment data consisting of the misalignment amount and misalignment angle. By plotting the amount of misalignment of each rotor disk according to the distance from the bearing S1, an axial curve distribution as shown in FIG. 10 is obtained.

特許文献1には、回転体の芯ずれ算出方法及び算出装置が開示されている。また、特許文献2には、タービンロータの振れ量計測装置の一例が開示されている。
特開2001−91244号公報 特開平11−230733号公報
Patent Document 1 discloses a rotating body misalignment calculating method and calculating apparatus. Patent Document 2 discloses an example of a vibration amount measuring apparatus for a turbine rotor.
JP 2001-91244 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-230733

一般的にタービンロータの軸曲りを算出する場合、特許文献1に示される最小二乗法等を適用して、ロータの真円度やロータ軸心の芯ずれ量を算出し、軸曲がりを算出する方法が知られている。   In general, when calculating the shaft bending of the turbine rotor, the least square method disclosed in Patent Document 1 is applied to calculate the roundness of the rotor and the misalignment amount of the rotor shaft center, thereby calculating the shaft bending. The method is known.

しかし、特許文献1に示される従来の方法は、高精度の算出方法ではあるが、計算が複雑であり、膨大な計算を必要とするという問題点がある。   However, although the conventional method disclosed in Patent Document 1 is a highly accurate calculation method, there is a problem in that calculation is complicated and enormous calculation is required.

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、従来法よりも簡便な方法によりタービンロータの軸曲りを算出するシステムの提供を目的とするものである。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a system for calculating the shaft bending of a turbine rotor by a simpler method than the conventional method.

請求項1に係わる発明は、タービンロータの軸曲がり算出システムであって、前記タービンロータを構成するロータディスクの計測点を設定する入力部と、該タービンロータの周方向の外表面に沿った少なくとも4点以上の計測点について、変位計により計測された計測値に基づく前記タービンロータの径方向の変位量を導出する振れ量検出部と、前記振れ量検出部にて導出された前記径方向の変位量及び前記計測点の計測角度を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶されたデータを呼び出して前記タービンロータの最確円芯ずれデータを演算する演算部を備え、該演算部は、前記記憶部に記憶された全ての計測点における前記径方向の変位量及び前記計測角度から任意の3点を選択して計算円を算出し、該計算円から全ての前記計測点に対する計算円値を算出し、該計算円値と前記径方向の変位量との差を各計測点に対する誤差量として算出し、該誤差量を合計して誤差量合計値を導出し、全ての計測点に対する計測点の3点の組合せ数についてそれぞれ計算を繰返してそれぞれの誤差量合計値を算出し、得られた全ての組合せ数についての誤差量合計値の中から最小となる計算円を最確円に選定し、該最確円の中心と前記タービンロータの回転中心とのずれを前記最確円芯ずれデータとして算出する芯ずれ演算手段と、前記全てのロータディスクの前記最確円芯ずれデータを参照して最大芯ずれ量を算出し、該最大芯ずれ量が基準値内か否かを判定する芯ずれ判定手段と、前記最確円芯ずれデータから軸曲がり分布を算出する軸曲がり分布算出手段と、を含むことを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a turbine rotor shaft bending calculation system, comprising: an input unit for setting measurement points of a rotor disk constituting the turbine rotor; and at least a circumferential outer surface of the turbine rotor. With respect to four or more measurement points, a shake amount detection unit for deriving a displacement amount in the radial direction of the turbine rotor based on a measurement value measured by a displacement meter, and the radial direction derived by the shake amount detection unit A storage unit that stores a displacement amount and a measurement angle of the measurement point; and a calculation unit that calls the data stored in the storage unit to calculate the most probable center misalignment data of the turbine rotor. A calculation circle is calculated by selecting any three points from the radial displacement amount and the measurement angle at all measurement points stored in the storage unit, and all the measurement points are calculated from the calculation circle. Calculate the calculated circle value, calculate the difference between the calculated circle value and the displacement in the radial direction as the error amount for each measurement point, and sum the error amount to derive the total error amount value for all measurements. Repeat the calculation for the number of combinations of three measurement points for each point to calculate each error amount total value, and find the smallest calculation circle from the total error amount values for all the obtained combinations. Misalignment calculating means for calculating a deviation between the center of the most probable circle and the rotation center of the turbine rotor as the most probable circle misalignment data, and the most probable circle misalignment of all the rotor disks. Misalignment determining means for calculating a maximum misalignment amount with reference to the data, determining whether the maximum misalignment amount is within a reference value, and an axial bend for calculating an axial bend distribution from the most probable circular misalignment data Distribution calculating means.

この発明の構成によれば、ロータディスクの周方向に沿って少なくとも4点以上の計測点を設定し、各々の計測点で計測された変位量及び計測角度から計算円を算出し、計算円から最確円を決定し、最確円から最確円芯ずれデータを算出するので、従来法に比較して簡便な方法で軸曲がりの算出ができる。   According to the configuration of the present invention, at least four or more measurement points are set along the circumferential direction of the rotor disk, and the calculation circle is calculated from the displacement amount and the measurement angle measured at each measurement point. Since the most probable circle is determined and the most probable circle misalignment data is calculated from the most probable circle, the axis bending can be calculated by a simpler method than the conventional method.

請求項2に係わる発明は、前記演算部は、修正対象ロータディスクを選定する修正ディスク選定手段と、前記修正対象ロータディスクの修正量を決定する修正量決定手段と、を含むことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that the calculation unit includes a correction disk selection means for selecting a correction target rotor disk, and a correction amount determination means for determining a correction amount of the correction target rotor disk. .

この発明の構成によれば、最大芯ずれ量が基準値を超えた場合に、修正ディスク選定手段で修正対象ロータディスクを選定し、修正量決定手段でロータディスクの修正量を決定するので、タービンロータの軸曲がりの修正が簡単である。   According to the configuration of the present invention, when the maximum misalignment amount exceeds the reference value, the correction disk selection unit selects the correction target rotor disk, and the correction amount determination unit determines the correction amount of the rotor disk. It is easy to correct the rotor shaft bending.

請求項3に係わる発明は、前記修正ディスク選定手段が、前記最大芯ずれ量を有するロータディスクを修正対象ロータディスクとして選定することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that the correction disk selecting means selects a rotor disk having the maximum misalignment amount as a correction target rotor disk.

この発明の構成によれば、最大芯ずれ量を有するロータディスクを修正対象とするので、ロータディスクを修正後の最大芯ずれ量を最も小さくできる。   According to the configuration of the present invention, since the rotor disk having the maximum misalignment amount is targeted for correction, the maximum misalignment amount after correcting the rotor disk can be minimized.

請求項4に係わる発明は、前記修正量決定手段が、前記修正対象ロータディスクの前記最大芯ずれ量をディスク修正量として選定することを特徴とする。   The invention according to claim 4 is characterized in that the correction amount determining means selects the maximum misalignment amount of the correction target rotor disk as a disk correction amount.

この発明の構成によれば、最大芯ずれ量に基づきディスク修正量を決定するので、修正方法が最も簡便であって、ロータディスク修正後のタービンロータの軸曲がりを最も小さくできる。   According to the configuration of the present invention, since the disk correction amount is determined based on the maximum misalignment amount, the correction method is the simplest and the shaft bending of the turbine rotor after the rotor disk correction can be minimized.

本発明の構成によれば、容易に最確円の選定ができるので、特許文献1に示されるような膨大な計算をすることなく、簡便な方法で精度よくロータの軸曲がりを算出できる。   According to the configuration of the present invention, since the most probable circle can be easily selected, the shaft bending of the rotor can be accurately calculated by a simple method without performing enormous calculation as disclosed in Patent Document 1.

本発明の実施の形態を、図面を参照して説明するが、これらは実施の形態の一例を示すにすぎず、これらの実施の形態に限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。以下の説明では、ガスタービンロータを一例に挙げて説明する。   Although embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, these are merely examples of the embodiments and are not limited to these embodiments. The constituent elements of this embodiment include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. In the following description, a gas turbine rotor will be described as an example.

ガスタービンロータ1の軸曲がり分布を算出する際、ロータディスク50の芯ずれ量の算出が基礎となる。この芯ずれ量を算出する方法の基本的な考え方を以下に説明する。   When calculating the axial curve distribution of the gas turbine rotor 1, the calculation of the misalignment amount of the rotor disk 50 is the basis. The basic concept of the method for calculating the misalignment amount will be described below.

図1は、ガスタービンロータ1のロータディスク50の断面を示したものであり、断面における計測値と基準円、計算円の関係を示したものである。ロータディスク50の周方向に沿って、ロータディスク50の外表面を等間隔で複数個(m)に分割して各計測点X(i=1〜m)を定め、ロータディスク50を白抜き矢印の方向に1回転させながら、各計測点X(i=1〜m)において変位計2で計測した計測値(変位計2の設置位置からロータディスクの外表面迄の距離と計測開始点からの回転角度)に基づき、ガスタービンロータの外表面における径方向の変位量aを導出している。即ち、計測開始点Xにおける変位計2とロータディスク50の外表面迄の距離を便宜上「0(ゼロ)」として、各計測点X(i=2〜m)における距離と計測開始点Xでの距離を対比して、両者の相対距離差を変位量aiとしている。尚、計測点X(i=1〜m)は、等間隔に選定してもよく、等間隔でなくてもよい。 FIG. 1 shows a cross section of the rotor disk 50 of the gas turbine rotor 1 and shows the relationship between the measured value, the reference circle, and the calculated circle in the cross section. Along the circumferential direction of the rotor disk 50, the outer surface of the rotor disk 50 is divided into a plurality (m) at equal intervals to define each measurement point X i (i = 1 to m), and the rotor disk 50 is outlined. Measured values measured by the displacement meter 2 at each measurement point X i (i = 1 to m) while rotating once in the direction of the arrow (the distance from the installation position of the displacement meter 2 to the outer surface of the rotor disk and the measurement start point) , The radial displacement amount a i on the outer surface of the gas turbine rotor is derived. That is, the distance to the outer surface of the displacement meter 2 and the rotor disk 50 at the measurement starting point X 1 for convenience "0 (zero)", the distance between the measurement starting point X at each measurement point X i (i = 2 to m) The distance at 1 is compared, and the relative distance difference between them is the displacement amount ai. Note that the measurement points X i (i = 1 to m) may be selected at equal intervals or not at equal intervals.

基準円は、本願発明の構成に直接関係する要素ではないが、その図形中心がロータディスク50の回転中心Oと一致する円として、便宜的に表示したものである。ガスタービンロータの場合、基準円は真円であり、基準円の中心がロータの回転中心Oとなる。 The reference circle is not an element directly related to the configuration of the present invention, but is displayed for convenience as a circle whose graphic center coincides with the rotation center O 2 of the rotor disk 50. In the case of a gas turbine rotor, the reference circle is a perfect circle, and the center of the reference circle is the rotation center O 2 of the rotor.

計算円は、各計測点X(i=1〜m)での振れ量の計測値P(計測角度θ及び径方向の変位量a)から決定される。円周方向の計測点数(m)に対して各計測点X(i=1〜m)の位置及び計測角度を定め、各計測点X(i=1〜m)における計測値P(計測角度θ及び径方向の変位量a)の中から、任意の3点を選択すれば、これら3点により必ず1つの円が決定できる。これら3点で決定される円を計算円としている。計算円は、全ての計測点(m)のうち、任意の3点の計測点の組合せで決定されるものであり、全部で()通りの組合せが存在する。ここで()とは、(m)個の計測点X(i=1〜m)に対し任意の3点を選択した場合に、全ての3点の組合せを選び出した組合せの総数を意味する。従って、n=()個とすれば、(n)個の計算円が存在する。 The calculated circle is determined from the measured value P i (measurement angle θ i and radial displacement a i ) of the shake amount at each measurement point X i (i = 1 to m). Define the position and measuring the angle of each measurement point X i (i = 1~m) with respect to the circumferential direction of the measurement points (m), the measurement values P i at each measurement point X i (i = 1~m) ( If any three points are selected from the measurement angle θ i and the radial displacement amount a i ), one circle can be determined without fail. A circle determined by these three points is a calculated circle. The calculation circle is determined by a combination of arbitrary three measurement points among all the measurement points (m), and there are ( m C 3 ) combinations in total. Here, ( m C 3 ) is the total number of combinations in which all three combinations are selected when any three points are selected for (m) measurement points X i (i = 1 to m). Means. Therefore, if n = ( m C 3 ), there are (n) calculation circles.

本発明では、全計測点X(i=1〜m)の中から任意の3点を選定し、これら3点から1つの計算円を算出する。図1は、3つの計測点X、X及びXから算出される計算円を一例として示したものである。 In the present invention, arbitrary three points are selected from all the measurement points X i (i = 1 to m), and one calculation circle is calculated from these three points. FIG. 1 shows a calculation circle calculated from three measurement points X 1 , X 2 and X m as an example.

次に、各計測点X(i=1〜m)のそれぞれについて、各計測値P(計測角度θ及び径方向の変位量a)と計算円との径方向のずれ、即ち各計測値Pと計算円値(計算円上の値を意味する。計算円値の意義は後述する)との差を誤差量Δi、jとして計算する。具体的には、計算円から各計測点X(i=1〜m)での計算円値Qi、jを算出し、計測値Pと計算円値Qi、jから誤差量Δi、jを算出する。更に、各誤差量Δi、jから一つの計算円に対する誤差量合計値ΔSを算出する。次に、全ての計測点の3点の他の組合せから他の計算円を順次算出し、各計算円について同様に誤差量合計値ΔSを計算する。 Next, for each measurement point X i (i = 1 to m), each measurement value P i (measurement angle θ i and radial displacement a i ) and the radial deviation between the calculated circles, that is, each The difference between the measured value P i and the calculated circle value (meaning the value on the calculated circle; the significance of the calculated circle value will be described later) is calculated as the error amount Δ i, j . Specifically, a calculated circle value Q i, j at each measurement point X i (i = 1 to m) is calculated from the calculated circle , and an error amount Δ i is calculated from the measured value P i and the calculated circle value Q i, j. , J is calculated. Further, an error amount total value ΔS j for one calculated circle is calculated from each error amount Δ i, j . Next, other calculated circles are sequentially calculated from the other combinations of all three measurement points, and the error amount total value ΔS j is similarly calculated for each calculated circle.

全ての計算円について誤差量合計値ΔS(j=1〜n)を算出後、誤差量合計値ΔS(j=1〜n)の中で最小となるものを最小誤差量合計値ΔS(j=a)として選定し、この最小誤差量合計値ΔS(j=a)に対応する計算円を最確円とする。最確円が、全ての計算円の中で最もガスタービンロータの断面形状に近い図形を表示しているものとみなして、その最確円の中心を図形中心と考える。この最確円の中心と回転中心とのずれが芯ずれである。芯ずれの状態を定量的に表示するものが、芯ずれ量(偏心距離e)と芯ずれ角度θからなる芯ずれデータである。芯ずれ量(偏心距離e)と芯ずれ角度θの算出により、ロータディスク50の芯ずれの程度を容易に判断でき、データの妥当性の判断が容易である。 After calculating the error amount total value ΔS j (j = 1 to n) for all the calculated circles, the smallest error amount total value ΔS j (j = 1 to n) is determined as the minimum error amount total value ΔS j. (J = a) is selected, and the calculated circle corresponding to this minimum error amount total value ΔS a (j = a) is the most probable circle. Assuming that the most probable circle displays the figure closest to the cross-sectional shape of the gas turbine rotor among all the calculated circles, the center of the most probable circle is considered as the figure center. The misalignment between the center of the most probable circle and the center of rotation is the misalignment. Which quantitatively displays the status of the misalignment is a misalignment data misalignment amount (eccentricity e) consists misalignment angle theta a. The calculation of the misalignment amount (eccentricity e) the misalignment angle theta a, the degree of misalignment of the rotor disk 50 can be easily determined, it is easy to validity of the judgment of the data.

各計算円について各計測点X(i=1〜m)ごとに一つの誤差量Δi、jが算出され、各計算円ごとに一つの誤差量合計値ΔSが算出できる。また、全ての計測点X(i=1〜m)に対して一つの最確円が定まる。 For each calculated circle, one error amount Δ i, j is calculated for each measurement point X i (i = 1 to m ), and one error amount total value ΔS j can be calculated for each calculated circle. Further, one most probable circle is determined for all measurement points X i (i = 1 to m).

上記の方法を、図1により具体的に説明する。図1において、各計測点X(i=1〜m)における各計測値は、P(θ、a)で示される。ここで符号「i」は、「1」から「m」までのいずれか1つから選択されるが、計測点Xとは計測開始点(X)から「i」番目の計測点を意味する。符号「θ」は、計測点X(i=1〜m)における計測開始点Xからの時計方向廻りの計測角度を表し、符号「a」は計測点X(i=1〜m)における径方向の変位量を示している。 The above method will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 1, each measurement value at each measurement point X i (i = 1 to m) is represented by P ii , a i ). Here, the symbol “i” is selected from any one of “1” to “m”, and the measurement point X i means the “i” -th measurement point from the measurement start point (X 1 ). To do. The symbol “θ i ” represents the measurement angle in the clockwise direction from the measurement start point X 1 at the measurement point X i (i = 1 to m), and the symbol “a i ” represents the measurement point X i (i = 1 to 1). The displacement in the radial direction in m) is shown.

任意の計測点3点の組合せから、後述する方法(数4式)により1つの計算円を決定できる。また、全て計測点の任意の3点の他の組合せから、同様の方法により他の計算円を算出し、前部で(n)個の計算円が決定できる。   From a combination of arbitrary three measurement points, one calculation circle can be determined by the method described later (Formula 4). In addition, other calculation circles can be calculated from other combinations of any three measurement points by the same method, and (n) calculation circles can be determined at the front.

次に、図1により計算円値Qi、jの意義について説明する。計算円値Qi、jは、全ての計測点X(i=1〜m)の内、任意の3点の計測点の組合せから選定される1つの計算円上にある値である。計算円値Qi、jは、計測点X(計測開始点からi番目の計測点)に対応する点、即ち、計測点Xと同じ計測角度θをもち、計算円から算出される計算円上にある値である。計算円値Qi、jは、符号「Qi、j(θ、bi、j)」で示される。ここで、上述と同様に、符号「θ」は、計測点Xの計測開始点からの時計方向廻りの計測角度を示し、符号「bi、j」は計測角度が「θ」である計算円上にある計算値を示す。計算円値Qi、j(θ、bi、j)は、計算円が決定すれば、計算円と計測角度θから算出できる。尚、(m)個の計測点の場合、(n)個の計算円が存在するから、以下に表示される符号「i」、「j」は、符号「i」は「1」から「m」までのいずれか1つ、符号「j」は「1」から「n」までのいずれか1つから選択される点を意味する。即ち、符号「i」は、(m)個の計測点に対して計測開始点Xからの計測点の順位番号を示し、符号「j」は、(n)個の計算円に対して対象となる計算円の順位番号を示す。 Next, the significance of the calculated circle value Q i, j will be described with reference to FIG. The calculated circle value Q i, j is a value on one calculated circle selected from a combination of arbitrary three measurement points among all measurement points X i (i = 1 to m). The calculated circle value Q i, j has a point corresponding to the measurement point X i (i-th measurement point from the measurement start point), that is, has the same measurement angle θ i as the measurement point X i and is calculated from the calculation circle. It is a value on the calculation circle. The calculated circle value Q i, j is indicated by the sign “Q i, ji , b i, j )”. Here, similarly to the above, the symbol “θ i ” indicates the clockwise measurement angle from the measurement start point of the measurement point X i , and the symbol “b i, j ” indicates that the measurement angle is “θ i ”. Indicates a calculated value on a certain calculation circle. The calculated circle value Q i, ji , b i, j ) can be calculated from the calculated circle and the measurement angle θ i if the calculated circle is determined. In the case of (m) measurement points, since there are (n) calculation circles, the codes “i” and “j” displayed below are changed from “1” to “m”. "J" means a point selected from any one of "1" to "n". That is, the symbol "i" indicates a rank number of the measurement points from the measurement starting point X 1 with respect to (m) number of measurement points, code "j" is symmetrical with respect to (n) pieces of calculated circles The ranking number of the calculated circle.

各計測値P(θ、a)と対応する各計算円値Qi、j(θ、bi、j)との差を、各計測点X(i=1〜m)における誤差量Δi、jとすれば、誤差量Δi、jは数1式で表示される。
(数1) Δi、j=〔P(θ、a)−Qi、j(θ、bi、j)〕
The difference between each measured value P ii , a i ) and the corresponding calculated circle value Q i, ji , b i, j ) is calculated at each measurement point X i (i = 1 to m). if error amount Δ i, j, the error amount delta i, j is represented by equation (1).
(Expression 1) Δ i, j = [P ii , a i ) −Q i, ji , b i, j )] 2

数1式において、計測値Pと計算円値Qi、jの差を二乗するのは、両者の差の値のプラス・マイナスの符号の影響を排除するとともに、計測値に異常値が含まれる場合を考慮して、異常値と正常値との違いをより拡大させて、異常値を選別し易くするためである。 In Equation 1 , the difference between the measured value P i and the calculated circle value Q i, j is squared to eliminate the influence of the plus / minus sign of the difference value between the two, and the measured value includes an abnormal value. This is because the difference between the abnormal value and the normal value is further expanded in consideration of the case where the abnormal value is selected, and the abnormal value is easily selected.

次に、対象となる計算円に関し、全ての計測点X(i=1〜m)について、数1式により誤差量Δi、jを算出する。 Next, with respect to the target calculation circle, the error amount Δ i, j is calculated by Equation 1 for all measurement points X i (i = 1 to m ).

更に、これらの誤差量Δi、jを合計したものが、誤差量合計値ΔSであり、数2式で示される。
(数2) ΔS=Σ(Δi、j
対象となる計算円について、数1式に示す各計測点における誤差量Δi、jを計測点Xから計測点Xまで合算したものが、誤差量合計値ΔSとなる。
Further, the sum of these error amounts Δ i, j is the total error amount value ΔS j and is expressed by the following equation (2).
(Expression 2) ΔS j = Σ (Δ i, j )
For the target calculation circle, the total error amount ΔS j is obtained by adding the error amounts Δ i, j at each measurement point shown in Equation 1 from the measurement point X 1 to the measurement point X m .

次に、計測点X(i=1〜m)の他の任意の3点の組合せから、同様に他の計算円を決定する。更に、数1式及び数2式を用いて、それぞれの計算円に対して、誤差量Δi、j及び誤差量合計値ΔSを算出する。尚、各計算円について、それぞれ1つの誤差量合計値ΔSが算出できるので、(n)個の計算円については、(n)個の誤差量合計値ΔS(j=1〜n)が算出できる。 Next, another calculation circle is determined in the same manner from any other combination of three measurement points X i (i = 1 to m). Further, the error amount Δ i, j and the error amount total value ΔS j are calculated for each calculation circle using Equation 1 and Equation 2. Since one error amount total value ΔS j can be calculated for each calculated circle, (n) total error amount values ΔS j (j = 1 to n) are calculated for (n) calculated circles. It can be calculated.

(n)個の計算円について誤差量合計値ΔS(j=1〜n)を算出後、各誤差量合計値ΔS(j=1〜n)の中で最小の誤差量合計値ΔS(j=a)を選択し、この最小誤差量合計値ΔS(j=a)を有する計算円を最確円とする。最確円が、全ての計算円の中で最もロータの断面形状に近い図形(真円)を表示しているものとみなして、その最確円の中心を断面の図形中心と考える。この最確円の中心とロータディスク50の回転中心Oとのずれを芯ずれとする。図1において、ロータディスク50の回転中心Oと最確円中心とのずれ長さ(偏心距離e)が芯ずれ量である。また、時計方向廻りで計測開始点Xからの芯ずれ方向を示す角度θが、芯ずれ角度である。尚、回転中心Oとは、上述したように、図8に示すロータ回転中心Oと同じ意味である。 (N) After calculating the error amount total value ΔS j (j = 1 to n) for each of the calculated circles, the smallest error amount total value ΔS j among the error amount total values ΔS j (j = 1 to n). (J = a) is selected, and the calculated circle having this minimum error amount total value ΔS a (j = a) is the most probable circle. The most probable circle is regarded as displaying the figure (true circle) closest to the cross-sectional shape of the rotor among all the calculated circles, and the center of the most probable circle is considered as the figure center of the cross section. The misalignment between the center of the most probable circle and the rotation center O 2 of the rotor disk 50 is referred to as misalignment. In FIG. 1, the deviation length (eccentric distance e) between the rotation center O 2 of the rotor disk 50 and the most probable circle center is the misalignment amount. The angle theta a to in the clockwise direction around shows the misalignment direction from the measurement starting point X 1 is a misalignment angle. Incidentally, the rotation center O 2, as described above, the same meaning as the rotor rotational center O 2 shown in FIG.

このような方法で芯ずれを決定すれば、特許文献1に示される従来技術である最小二乗法等と比較して、簡便な方法でデータの取得ができる。   If the misalignment is determined by such a method, data can be acquired by a simple method as compared with the least square method or the like which is the conventional technique disclosed in Patent Document 1.

また、仮に計測値の中に異常値が含まれている場合であっても、最確円の算出過程では異常値が確実に除外される。即ち、計算円は任意の3点の計測値から決定される円であるため、異常値を含まない計算円が必ず存在する。従って必然的に異常値を含まない計算円の中から、誤差量合計値が最小のものが最確円として選定されことになる。また、異常値を具体的に特定できるため、異常値を除外して、再計測後の計測値(再計測値)に入れ替えることが出来る。一方、特許文献1及び特許文献2に示される従来技術である最小二乗法等では、異常値も取り込んで芯ずれを計算するため、必ず異常値の影響が出る。また異常値の特定ができないため、異常値を除外して、再計測値に入れ替えることが困難である。   Even if the measured value includes an abnormal value, the abnormal value is surely excluded in the process of calculating the most probable circle. That is, since the calculated circle is a circle determined from arbitrary three measured values, there is always a calculated circle that does not include an abnormal value. Accordingly, the circle with the smallest total error amount is necessarily selected as the most probable circle from the calculated circles that do not include an abnormal value. Further, since the abnormal value can be specifically identified, the abnormal value can be excluded and replaced with the measured value after remeasurement (remeasured value). On the other hand, in the least square method or the like, which is a conventional technique shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, an outlier value is taken in and the misalignment is calculated. Moreover, since an abnormal value cannot be specified, it is difficult to exclude an abnormal value and replace it with a remeasured value.

次に、計測値から計算円を算出して誤差量を算出する方法に関し、平面座標での意義について概説する。   Next, regarding the method of calculating the error amount by calculating the calculated circle from the measured value, the significance in the plane coordinates will be outlined.

芯ずれを有するロータを回転させた場合の振れの変化は、偏心円板カムの振れに近似させることができる。図3に偏心円板カムの概念図を示す。図3において、偏心円板カムは回転円板Aと従節Bから構成され、従節Bは平板Cとこれに固定された軸部Dで構成される。従節Bは、回転円板Aの周面に対して平板Cを介して接点Pで接している。また従節Bは、軸部Dが拘束部材Eにおいてその軸方向の移動(図3の紙面上で上下方向)のみが可能な構造とし、回転円板Aの回転に応じて従節B全体が上下動可能な構造となっている。
更に、回転円板Aは、図形中心Oから距離eだけ偏心した点Oを中心として回転し、回転中心Oは従節Bの軸部Dの軸線上に位置している。このような偏心円板カムにおいて、回転円板Aが偏心した点Oを中心に回転した場合、従節Bは回転角度βの変化とともに、紙面に対して上下方向に移動する。
The change in runout when the rotor having misalignment is rotated can be approximated to the runout of the eccentric disc cam. FIG. 3 shows a conceptual diagram of the eccentric disk cam. In FIG. 3, the eccentric disk cam is composed of a rotating disk A and a follower B, and the follower B is composed of a flat plate C and a shaft portion D fixed thereto. The follower B is in contact with the peripheral surface of the rotating disk A through a flat plate C at a contact P. The follower B has a structure in which the shaft portion D can only move in the axial direction (vertical direction on the paper surface of FIG. 3) in the restraining member E, and the follower B as a whole is rotated according to the rotation of the rotating disk A. It has a structure that can move up and down.
Further, the rotating disk A rotates around a point O 2 eccentric from the figure center O 1 by a distance e, and the rotation center O 2 is located on the axis of the shaft portion D of the follower B. In such an eccentric disc cam, when the rotating disc A rotates about the eccentric point O 2 , the follower B moves up and down with respect to the paper surface as the rotation angle β changes.

回転円板Aの動きに伴って、接点Pが変動する様子を図4に示す。図4は、回転円板Aが、回転中心Oを中心に回転して、回転角度βが時計方向廻りに0°から45°刻みで360°まで変化した場合に、接点Pが接点Pから接点Pまで、回転角度βに対して上下方向に変化する様子を示している。 FIG. 4 shows how the contact point P varies with the movement of the rotating disk A. FIG. 4 shows that when the rotating disk A rotates about the rotation center O 2 and the rotation angle β changes clockwise from 0 ° to 360 ° in increments of 45 °, the contact P is the contact P 1. from to the contact point P 9, it shows how the changes in the vertical direction relative to the rotational angle beta.

図4によれば、回転角度βが「0°」の状態は、円板中心O、回転中心Oと従節Bの軸部Dの軸線が上下方向(紙面上)で一致する状態を意味し、回転中心Oが接点P(P)と円板中心Oの間にある状態である。この状態では、回転円板Aの直径を形成する弦Zは、円板中心O、回転中心Oと軸部Dの軸線が紙面に対して上下方向で一致する鉛直線上に存在する。回転円板Aの回転に伴い変化する回転角度βは、弦Zと上記鉛直線(紙面に対して上下方向の直線であって、回転中心Oと軸部Dの軸線を結ぶ直線)とのなす時計方向廻りの角度で示される。 According to FIG. 4, when the rotation angle β is “0 °”, the disk center O 1 , the rotation center O 2 and the axis of the shaft portion D of the follower B coincide with each other in the vertical direction (on the paper surface). This means that the rotation center O 2 is between the contact P (P 1 ) and the disk center O 1 . In this state, the chord Z 1 Z 2 forming the diameter of the rotating disk A exists on a vertical line where the axes of the disk center O 1 , the rotating center O 2 and the shaft portion D coincide with each other in the vertical direction with respect to the paper surface. To do. The rotation angle β that changes with the rotation of the rotating disk A is the chord Z 1 Z 2 and the vertical line (a straight line in the vertical direction with respect to the paper surface that connects the rotation center O 2 and the axis of the shaft portion D). ) And the clockwise angle.

図4において、接点Pの回転中心Oに対する上下方向の相対的な位置関係を見てみると、回転角度βの変化に伴い接点Pの位置が上下する。この接点Pの軌跡は、後述するように正弦曲線(余弦曲線と呼んでも実質同じ)を描く。回転角度βが「0°」の位置で、接点P(P)の高さが最小値(平板Cと回転中心Oの間の垂直距離が最小)を示し、回転角度βが「180°」の位置で、接点P(P)の高さは最大値(平板Cと回転中心Oの間の垂直距離が最大)を示している。 In FIG. 4, when the relative positional relationship in the vertical direction with respect to the rotation center O 2 of the contact P is viewed, the position of the contact P moves up and down as the rotation angle β changes. The locus of the contact P draws a sine curve (substantially the same even if called a cosine curve) as will be described later. At the position where the rotation angle β is “0 °”, the height of the contact P (P 1 ) shows the minimum value (the vertical distance between the flat plate C and the rotation center O 2 is minimum), and the rotation angle β is “180 °. ", The height of the contact point P (P 5 ) indicates the maximum value (the vertical distance between the flat plate C and the rotation center O 2 is maximum).

尚、接点Pの変位の最大値(P)と最小値(P)との差が、最大振れ幅である。この最大振れ幅は、回転円板Aの芯ずれ量、即ち、回転円板Aの図形中心Oと回転中心Oの間の偏心距離eの2倍となっている。また、図4における回転角度βは、図1における計測角度θと同義であり、以下の説明では回転角度βを計測角度θに置き換えて説明する。 The difference between the maximum value (P 5 ) and the minimum value (P 1 ) of the displacement of the contact P is the maximum swing width. This maximum deflection width is twice the amount of misalignment of the rotating disk A, that is, the eccentric distance e between the graphic center O 1 and the rotating center O 2 of the rotating disk A. Further, the rotation angle β in FIG. 4 is synonymous with the measurement angle θ in FIG. 1, and in the following description, the rotation angle β is replaced with the measurement angle θ.

このような偏心円板カムの従節Bの変位、即ち、接点Pの上下方向の変位を「y」とすれば、変位yは数3式で表示される。
(数3) y=e(1−cosθ)
Assuming that the displacement of the follower B of the eccentric disk cam, that is, the displacement in the vertical direction of the contact point P is “y”, the displacement y is expressed by the following equation (3).
(Equation 3) y = e (1-cos θ)

数3式は、回転円板Aが計測角度θだけ回転した時の従節Bの変位、即ち、接点Pの変位を表したものであり、y−θ座標の原点を通る正弦曲線で示される。また、上述のように計測角度「θ」が「0°」の状態は、円板中心O、回転中心Oと軸部Dの軸線が一致する状態を意味し、接点Pの変位が最小となる位置を意味する。この時の変位yは、「0(ゼロ)」となる。この接点Pの変位yが、本発明において、芯ずれを生じたガスタービンロータの径方向の振れの変化に相当すると考えることができる。 Equation 3 represents the displacement of the follower B when the rotating disk A rotates by the measurement angle θ, that is, the displacement of the contact P, and is represented by a sine curve passing through the origin of the y-θ coordinate. . Further, as described above, the state where the measurement angle “θ” is “0 °” means a state where the axis of the disk center O 1 , the rotation center O 2 and the axis D are coincident, and the displacement of the contact point P is minimum. Means the position. The displacement y at this time is “0 (zero)”. It can be considered that the displacement y of the contact point P corresponds to a change in radial deflection of the gas turbine rotor in which misalignment occurs in the present invention.

ガスタービンロータの径方向の振れ量の計測は、計測開始点Xでの変位(変位計2からロータディスク50の外表面迄の距離)を「0(ゼロ)」とし、この計測開始点Xを基準に他の計測点での変位を変位計の読みの変化として計測する。一方、数3式において、計測角度θが「0°」の時に、変位yが「0(ゼロ)」となる。一般に、芯ずれを有するガスタービンロータの真円度の計測に際しては、計測角度θが「0(ゼロ)」となる位置(変位が最小となる位置)は、計測開始時には不明である。そこで、計測角度θが「θ」、変位yが「y」の時に実際の計測を開始するものとし、この点を計測開始点Xとしている。また、この時の計測角度が「0°」、変位Yが「0(ゼロ)」となるように、数3式の座標変換を行う。 Measurement of deflection amount in the radial direction of the gas turbine rotor, the displacement at the measurement starting point X 1 (distance from the displacement meter 2 until the outer surface of the rotor disk 50) to "0" (zero), the measurement starting point X The displacement at other measurement points with reference to 1 is measured as a change in the reading of the displacement meter. On the other hand, in Equation 3, when the measurement angle θ is “0 °”, the displacement y is “0 (zero)”. Generally, when measuring the roundness of a gas turbine rotor having misalignment, the position where the measurement angle θ is “0 (zero)” (the position where the displacement is minimum) is unknown at the start of measurement. Therefore, actual measurement is started when the measurement angle θ is “θ a ” and the displacement y is “y a ”, and this point is set as a measurement start point X 1 . In addition, coordinate conversion of Formula 3 is performed so that the measurement angle at this time is “0 °” and the displacement Y is “0 (zero)”.

座標変換後の振れの式は、X−Y座標上で数4式に示される。
(数4) Y=e〔1−cos(X+θ)〕―y
The shake equation after the coordinate conversion is expressed by Equation 4 on the XY coordinates.
(Equation 4) Y = e [1-cos (X + θ a )] − y a

この式が、本発明に係わる芯ずれ算出方法の基礎となる振れの式となる。ここで、計測角度Xは計測開始点からの計測角度(回転角度)を意味する。変位Yは計測角度Xにおける変位量を意味する。尚、角度「θ」を初期角度と呼び、変位「y」を初期変位と呼ぶ。図3に示す偏心円板カムの回転中心Oと図形中心Oとの偏心距離eが、数4式の正弦曲線の振幅(全振れ幅の1/2)に相当する。 This equation is a shake equation that is the basis of the misalignment calculation method according to the present invention. Here, the measurement angle X means a measurement angle (rotation angle) from the measurement start point. The displacement Y means the amount of displacement at the measurement angle X. The angle “θ a ” is called an initial angle, and the displacement “y a ” is called an initial displacement. The eccentric distance e between the rotation center O 2 and the figure center O 1 of the eccentric disc cam shown in FIG. 3 corresponds to the amplitude of the sine curve of Formula 4 (1/2 of the total deflection width).

数4式の変数X、Yに計測点3点の計測値を代入することにより、定数e、θ、yが定まり、一つの計算円の式が決定される。 Expression 4 variables X, by substituting the measured value of the three measurement points in Y, Sadamari constants e, θ a, y a, wherein the one calculated circle is determined.

図1に示されるロータの計測値と基準円、計算円の関係を平面座標に展開したものが、図2に示される。図2において、横軸Xは計測開始点からの計測角度を示し、縦軸Yは計測点における変位を示している。数4式で示される振れの式は、図2に示すX−Y座標上の原点Oを通る正弦曲線で示される。   FIG. 2 shows the relationship between the measured values of the rotor shown in FIG. 1, the reference circle, and the calculated circle in plane coordinates. In FIG. 2, the horizontal axis X indicates the measurement angle from the measurement start point, and the vertical axis Y indicates the displacement at the measurement point. The shake equation represented by Equation 4 is represented by a sine curve passing through the origin O on the XY coordinates shown in FIG.

図2において、計算円は実線で示される。また基準円は真円であり、全ての計測角度に対する変位はいずれも「0(ゼロ)」と考えられるので、基準円はX軸に一致することになる。原点Oが計測開始点Xである。ロータの周方向の計測点は、X−Y座標上で、X軸を0〜360°の間を(m)個に分割して、計測角度θに対応した計測点Xとして表示される。各計測点X(i=1〜m)に対する計測値Pは、実測値である。原座標であるy−θ座標とX−Y座標の関係は、X軸で計測角度「θ」、Y軸で変位「y」だけずれた関係にある。この正弦曲線の振幅(全振れ幅の1/2)が芯ずれ量に相当する。また、初期角度「θ」が芯ずれ角度に相当する。 In FIG. 2, the calculated circle is indicated by a solid line. The reference circle is a perfect circle, and all the displacements for all measurement angles are considered to be “0 (zero)”. Therefore, the reference circle coincides with the X axis. Origin O is the measurement starting point X 1. The measurement points in the circumferential direction of the rotor are displayed as measurement points X i corresponding to the measurement angle θ i by dividing the X axis from 0 to 360 ° into (m) pieces on the XY coordinate. . The measurement value P i for each measurement point X i (i = 1 to m) is an actual measurement value. The relationship between the original coordinates y-θ coordinate and XY coordinate is shifted by the measurement angle “θ a ” on the X axis and the displacement “y a ” on the Y axis. The amplitude of this sine curve (1/2 of the total runout width) corresponds to the misalignment amount. The initial angle “θ a ” corresponds to the misalignment angle.

上述のように、図1における任意の計測点3点の計測値から定まる計算円をX−Y座標に展開したものが、図2における実線で示される計算円の軌跡に相当する。図1では、計測点X、X、Xに対する計測値P、P、Pの3点から定まる計算円を1例として表示している。図2に示される計算円は、図1における計算円を正弦曲線としてX−Y座標に展開したものである。図1、図2では計算円は1つのみ(j番目の計算円)を示しているが、実際には数4式から定まる(n)通りの計算円が存在する。 As described above, the calculation circle determined from the measurement values at the arbitrary three measurement points in FIG. 1 expanded to the XY coordinates corresponds to the locus of the calculation circle indicated by the solid line in FIG. In FIG. 1, a calculation circle determined from three points of measurement values P 1 , P 2 , and P m for the measurement points X 1 , X 2 , and X m is displayed as an example. The calculated circle shown in FIG. 2 is obtained by expanding the calculated circle in FIG. 1 into a XY coordinate as a sine curve. 1 and 2 show only one calculated circle (jth calculated circle), there are actually (n) calculated circles determined from Equation (4).

更に、数1式で表示される誤差量Δi、jは、図2において、計測値Pと計算円上の計算円値Qi、jとの差として表せられる。具体的に説明すれば、振れ量の計測値は、X軸上の計測点X(計測角度θ)においてP(θ、a)で表示される。また、計算円上の計算円値は、Qi、j(θ、bi、j)で表示される。従って、誤差量Δi、jは、これらの計測値P(θ、a)と計算円値Qi、j(θ、bi、j)との差として表示できる。但し、先に述べたように、誤差量Δi、jは、計測値と計算円値との差のプラス・マイナスの符号の違い及び異常値の選別のし易さを考慮して、数1式で示すように、計測値Pと計算円値Qi、jの差を二乗したものである。 Further, the error amount Δ i, j displayed by the equation 1 is represented as a difference between the measured value P i and the calculated circle value Q i, j on the calculated circle in FIG. More specifically, the measurement value of the shake amount is displayed as P ii , a i ) at the measurement point X i (measurement angle θ i ) on the X axis. The calculated circle value on the calculated circle is displayed as Q i, ji , b i, j ). Accordingly, the error amount Δ i, j can be displayed as a difference between the measured value P ii , a i ) and the calculated circle value Q i, ji , b i, j ). However, as described above, the error amount Δ i, j is expressed by Equation 1 in consideration of the difference in plus / minus sign of the difference between the measured value and the calculated circle value and the ease of selecting the abnormal value. As shown by the equation, the difference between the measured value P i and the calculated circle value Q i, j is squared.

次に、誤差量Δi、jを算出し、誤差量合計値ΔS(j=1〜n)を計算する。各計算円について誤差量合計値ΔS(j=1〜n)を算出後、最小の誤差量合計値ΔS(j=a)を選定すれば、この最小誤差量合計値ΔS(j=a)を有する計算円が最確円となる。 Next, an error amount Δ i, j is calculated, and an error amount total value ΔS j (j = 1 to n) is calculated. If the minimum error amount total value ΔS j (j = a) is selected after calculating the total error amount ΔS j (j = 1 to n) for each calculated circle, this minimum error amount total value ΔS a (j = The calculated circle with a) is the most probable circle.

最終的に選定された最確円の中心と回転中心(基準円の中心と一致)との差が芯ずれとなる。即ち、芯ずれデータは芯ずれ量と芯ずれ角度で表す。図2において、芯ずれ量は最確円の正弦曲線の振幅として算出され、芯ずれ角度は初期角度θとして算出される。このようにして決定される芯ずれ量及び芯ずれ角度が、本発明により求める最確円芯ずれデータである。 The difference between the center of the most probable circle finally selected and the center of rotation (coincident with the center of the reference circle) is misalignment. That is, the misalignment data is represented by the misalignment amount and the misalignment angle. 2, the misalignment amount is calculated as the amplitude of the sine curve of the most probable circle, the misalignment angle is calculated as the initial angle theta a. The misalignment amount and misalignment angle thus determined are the most probable circular misalignment data obtained by the present invention.

尚、ロータの円周方向の計測点数(m)を増やせば、最確円芯ずれデータの算出精度は上がるが、計算量は増加する。一方、計測点数を少なくすれば、最確円芯ずれデータの算出精度は悪くなる。但し、本発明の考え方から、計測点数は少なくとも4以上とする必要がある。計測点数が3以下では、本発明の基本思想が成立しないからである。   Increasing the number of measurement points (m) in the circumferential direction of the rotor increases the calculation accuracy of the most probable circular misalignment data, but increases the calculation amount. On the other hand, if the number of measurement points is reduced, the calculation accuracy of the most probable circle misalignment data becomes worse. However, from the concept of the present invention, the number of measurement points needs to be at least 4 or more. This is because the basic idea of the present invention is not established when the number of measurement points is 3 or less.

次に、ロータディスクの芯ずれ算出方法を基礎としたガスタービンロータの軸曲がり算出システムの構成を、図5を参照しつつ説明する。   Next, the configuration of the gas turbine rotor shaft bending calculation system based on the rotor disk misalignment calculation method will be described with reference to FIG.

本システム60は、入力部61、振れ量検出部62、記憶部63、演算部64及び表示部65から構成される。   The system 60 includes an input unit 61, a shake amount detection unit 62, a storage unit 63, a calculation unit 64, and a display unit 65.

入力部61では、ロータディスク数(DM)、各ロータディスクに対する周方向の計測点数(m)等の初期値が入力される。尚、計測点数(m)は、ロータディスク毎に異なる計測点数であってもよい。   The input unit 61 receives initial values such as the number of rotor disks (DM) and the number of circumferential measurement points (m) for each rotor disk. The number of measurement points (m) may be a different number of measurement points for each rotor disk.

振れ量検出部62は、入力されたロータディスクの周方向の計測点数(m)から、全てのロータディスクの外表面に沿って、周方向に少なくとも4点以上の計測点を選定し、ロータディスクの外表面に近接させて変位計2を設置する。ロータディスクの回転角度は、別途設ける回転計3又はガスタービンに備え付けの回転計3で計測する。ガスタービンロータ1を回転させつつ、ロータディスク50の各計測点における計測値を読み取り、記憶部63に取り込む。計測対象となる計測値は、振れ量(径方向の変位量)及び計測角度(計測開始点からの回転角度)である。尚、変位計としては、公知の各種センサーが適用される。例えば、ダイヤルゲージ等の接触センサーの他に、レーザセンサー、静電容量式センサー、超音波センサー等の非接触式センサーが使用できる。   The shake amount detection unit 62 selects at least four measurement points in the circumferential direction along the outer surface of all rotor disks from the input measurement points (m) in the circumferential direction of the rotor disk, and the rotor disk The displacement meter 2 is installed close to the outer surface. The rotation angle of the rotor disk is measured by a tachometer 3 provided separately or a tachometer 3 provided in the gas turbine. While rotating the gas turbine rotor 1, the measurement values at each measurement point of the rotor disk 50 are read and taken into the storage unit 63. The measurement values to be measured are the shake amount (radial displacement amount) and the measurement angle (rotation angle from the measurement start point). Various known sensors are applied as the displacement meter. For example, in addition to a contact sensor such as a dial gauge, a non-contact sensor such as a laser sensor, a capacitance sensor, or an ultrasonic sensor can be used.

ロータディスク50の計測点は、予めロータディスクの外表面の全ての計測点X(i=1〜m)の測定位置をけがき線等を入れて選定する。各計測点での計測値は、ロータディスク50を低速で回転させながら、所定の計測点の測定位置に達した時に、変位計の読みを計測値として自動的に取り込んでいる。計測点の位置は、予め設定された計測位置をCCDセンサー等(図示せず)で確認する。ロータディスク1個あたりの計測は、計測開始点を決定し、計測点の位置を確認しながらロータを1回転させることにより、全ての計測点の計測値を収集する。計測点は、計測開始点のみをロータディスクの外表面上で選定し、他の計測点は計測開始点からの回転角度で選定してもよい。また、計測開始点の位置は、ロータディスク毎に入力部61から入力してもよい。 The measurement points of the rotor disk 50 are selected in advance by marking the measurement positions of all measurement points X i (i = 1 to m) on the outer surface of the rotor disk. The measurement values at each measurement point are automatically taken as the measurement values when the rotor disk 50 is rotated at a low speed and reaches the measurement position at a predetermined measurement point. The position of the measurement point is confirmed by a CCD sensor or the like (not shown) at a preset measurement position. For the measurement per rotor disk, the measurement starting point is determined, and the rotor is rotated once while confirming the position of the measurement point, thereby collecting the measurement values of all the measurement points. As the measurement point, only the measurement start point may be selected on the outer surface of the rotor disk, and the other measurement points may be selected based on the rotation angle from the measurement start point. Further, the position of the measurement start point may be input from the input unit 61 for each rotor disk.

1つのロータディスク50の計測が終了したら、ロータを移動させ、隣接する次のロータディスクの計測開始点の位置を決定し、同様の手順で計測する。全てのロータディスクの計測が終了すれば、ロータディスクの計測作業が完了する。尚、計測にあたっては、ロータを移動させずに、変位計を移動させてもよい。   When the measurement of one rotor disk 50 is completed, the rotor is moved, the position of the measurement start point of the next adjacent rotor disk is determined, and measurement is performed in the same procedure. When the measurement of all the rotor disks is completed, the rotor disk measurement work is completed. In measurement, the displacement meter may be moved without moving the rotor.

演算部64は、芯ずれ演算手段641、芯ずれ判定手段642、軸曲がり分布算出手段643、修正ディスク選定手段644及び修正量決定手段645から構成される各機能を備える。   The calculation unit 64 includes various functions including a misalignment calculating means 641, a misalignment determining means 642, an axial bend distribution calculating means 643, a corrected disk selecting means 644, and a correction amount determining means 645.

芯ずれ演算手段641では、記憶部63に取り込まれた計測角度及び振れ量(径方向の変位量)の実測値からなる計測値Pを呼び出し、数4式に基づき、3点の計測点から計算円を決定する。決定された計算円から各計測点X(i=1〜m)に対する計算円値Qi、jを算出する。次いで、各計測点X(i=1〜m)における計測値Pと計算円値Qi、jとから、数1式に基づき誤差量Δi、jを算出する。更に、誤差量Δi、jから数2式により、誤差量合計値ΔSを導出する。同様な処理により、他の計測点3点の組合せから、他の計算円を決定し、各計算円に対する誤差量合計値ΔS(j=1〜n)を算出する。誤差量合計値ΔS(j=1〜n)の中から最小誤差量合計値ΔS(j=a)を決定し、これに対する計算円を最確円とする。最確円の中心と回転中心とのずれを算出し、芯ずれデータ(芯ずれ量及び芯ずれ角度)を決定する。これが、対象となるロータディスクの最確円芯ずれデータとなる。全てのロータディスクについて、繰り返し演算を行い、それぞれのロータディスクの最確円芯ずれデータを算出し、記憶部63に格納する。 In misalignment calculating unit 641 calls the measurement values P i consisting of the measured value of the measured angle and shake amount incorporated in the storage unit 63 (the displacement amount in the radial direction), based on the equation (4), from 3 measurement points Determine the calculation circle. A calculated circle value Q i, j for each measurement point X i (i = 1 to m ) is calculated from the determined calculated circle. Next, an error amount Δ i, j is calculated from the measured value P i and the calculated circle value Q i, j at each measurement point X i (i = 1 to m) based on the equation (1). Further, an error amount total value ΔS j is derived from the error amount Δ i, j by Equation (2). By similar processing, other calculation circles are determined from combinations of the other three measurement points, and an error amount total value ΔS j (j = 1 to n) for each calculation circle is calculated. The minimum error amount total value ΔS a (j = a) is determined from the error amount total value ΔS j (j = 1 to n), and the calculated circle is determined as the most probable circle. The deviation between the center of the most probable circle and the center of rotation is calculated, and misalignment data (center misalignment amount and misalignment angle) is determined. This is the most probable circular misalignment data of the target rotor disk. The calculation is repeatedly performed for all the rotor disks, the most probable circle misalignment data of each rotor disk is calculated, and stored in the storage unit 63.

芯ずれ判定手段642では、記憶部63から呼び出した全てのロータディスクの最確円芯ずれデータから芯ずれ量を参照し、最大芯ずれ量及び最大芯ずれ量を有するロータディスクを決定する。次いで、最大芯ずれ量が基準値(基準値2)以内か否かを判定する。最大芯ずれ量が基準値以内と判定された場合、算出された各最確円芯ずれデータは適正と判定し、ガスタービンロータの軸曲がり分布を作成して、記憶部63に格納する。尚、最確円芯ずれデータについては、各ロータディスクごとに一つの最確円芯ずれデータが決定されるが、最大芯ずれ量はタービンロータの全体の組立体に対して一つの最大芯ずれ量が決定される。   The misalignment determination means 642 refers to the misalignment amount from the most probable circular misalignment data of all the rotor disks called from the storage unit 63, and determines the rotor disk having the maximum misalignment amount and the maximum misalignment amount. Next, it is determined whether or not the maximum misalignment amount is within a reference value (reference value 2). When it is determined that the maximum misalignment amount is within the reference value, each calculated most probable circular misalignment data is determined to be appropriate, and a shaft bending distribution of the gas turbine rotor is created and stored in the storage unit 63. As for the most probable circular misalignment data, one most probable circular misalignment data is determined for each rotor disk, but the maximum misalignment amount is one maximum misalignment for the entire turbine rotor assembly. The amount is determined.

最大芯ずれ量が基準値(基準値2)を越えている場合、タービンロータの軸曲がりの修正が必要と判定する。タービンロータの軸曲がりを修正する基本的な考え方は、背景技術において既に概説している(図8)。即ち、修正すべきロータディスクを選定して、ディスク修正量を決定すればよい。具体的な方法は後述する。   When the maximum misalignment amount exceeds the reference value (reference value 2), it is determined that the turbine rotor shaft bending needs to be corrected. The basic idea of correcting the turbine rotor shaft bend has already been outlined in the background art (FIG. 8). That is, a rotor disk to be corrected may be selected to determine the disk correction amount. A specific method will be described later.

軸曲がり分布算出手段643は、適正と判定された最確円芯ずれデータに基づき、各ロータディスク毎の芯ずれ量及び芯ずれ角度をプロットして、ガスタービンロータの軸曲がり分布を作成する。その軸曲がり分布の一例が、図10に示すものである。   Based on the most probable circular misalignment data determined to be appropriate, the axial bend distribution calculation unit 643 plots the misalignment amount and misalignment angle for each rotor disk, and creates the axial bend distribution of the gas turbine rotor. An example of the axial curve distribution is shown in FIG.

表示部65では、記憶部63から呼び出した各ロータディスクの振れ量の計測値(計測角度及び径方向の変位量)、最確円芯ずれデータ(芯ずれ量及び芯ずれ角度)及びガスタービンロータの軸曲り分布等を表示する。更に、最大芯ずれ量に異常値が発生した場合には、該当する計測点及びその計測点での計測値及び誤差量を表示する。本システムの入出力画面の一例を図7に示す。   In the display unit 65, the measured value (measurement angle and radial displacement amount) of each rotor disk called from the storage unit 63, the most probable circular misalignment data (center misalignment amount and misalignment angle), and the gas turbine rotor Displays the distribution of the axis curvature of the. Further, when an abnormal value occurs in the maximum misalignment amount, the corresponding measurement point and the measurement value and the error amount at the measurement point are displayed. An example of the input / output screen of this system is shown in FIG.

軸曲がりの修正は、修正ディスク選定手段644及び修正量決定手段645により行う。以下では、修正ディスク選定手段644及び修正量決定手段645について説明する。   The correction of the shaft bending is performed by the correction disk selection means 644 and the correction amount determination means 645. Hereinafter, the correction disk selection unit 644 and the correction amount determination unit 645 will be described.

上述のごとく、修正ディスク選定手段644では、ロータディスクの修正は1つのロータディスクのみとし、最大芯ずれ量を有するロータディスク50を修正対象ディスクとして選定する。このようにすれば、その他のロータディスクを修正ディスクとして選定する場合に比較して、ディスク修正後の最大芯ずれ量を最も小さくできるからである。   As described above, the correction disk selection unit 644 selects only one rotor disk to correct the rotor disk, and selects the rotor disk 50 having the maximum misalignment amount as the correction target disk. This is because the maximum misalignment after the disk correction can be minimized as compared with the case where another rotor disk is selected as the correction disk.

修正量決定手段645を、図8を参照しつつ説明する。図8は、先に述べたように、ガスタービンロータ1が、ロータディスク50において、最大芯ずれ量Zを示す軸曲がりの状況を表したものである。図8において、図形FGHIは、ロータ軸心を含む平面でロータディスクを切った場合のロータ長手方向の断面形状を示したものである。隣接するロータディスク51の断面形状は、図形FGLMで示される。両ロータディスク50、51の接触面FGが、ロータディスクの接手面50b、51bとなる。ガスタービンロータ1は、複数のロータディスクが接手面を介して積層され、軸受S1及び軸受S2により両端を支持されて、一体のガスタービンロータ1を構成している。   The correction amount determination means 645 will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows the state of the shaft bending in which the gas turbine rotor 1 shows the maximum misalignment amount Z in the rotor disk 50 as described above. In FIG. 8, a graphic FGHI shows a cross-sectional shape in the rotor longitudinal direction when the rotor disk is cut along a plane including the rotor axis. The cross-sectional shape of the adjacent rotor disk 51 is indicated by a graphic FGLM. The contact surfaces FG of both the rotor disks 50 and 51 become the contact surfaces 50b and 51b of the rotor disks. In the gas turbine rotor 1, a plurality of rotor disks are stacked via a joint surface, and both ends are supported by a bearing S <b> 1 and a bearing S <b> 2 to constitute an integrated gas turbine rotor 1.

尚、図8はロータの軸曲がり状態を誇張して示している。実際には、ロータの芯ずれ量Zに比較して、軸受S1からロータディスク50までの水平距離が十分に長い。従って、ロータディスクの外表面50aはロータ回転中心線RCにほぼ平行な面となる。また、ロータディスク50のロータ長手方向の断面形状を示す図形FGHIは、台形形状として表現しているが、実際は矩形に近い形状である。この例では、ロータディスク50の軸心Oが、ロータの回転中心Oに対して最大芯ずれ量Zだけ変位し、ロータディスク50(断面FGHI)が、接手面50b、51b(接触面FG)を介して、隣接するロータディスク51(断面FGLM)と接合した場合を示している。 In addition, FIG. 8 exaggeratedly shows the state of the shaft bending of the rotor. In practice, the horizontal distance from the bearing S1 to the rotor disk 50 is sufficiently longer than the rotor misalignment amount Z. Therefore, the outer surface 50a of the rotor disk is a surface substantially parallel to the rotor rotation center line RC. Further, the figure FGHI showing the cross-sectional shape of the rotor disk 50 in the rotor longitudinal direction is expressed as a trapezoidal shape, but is actually a shape close to a rectangle. In this example, the axis O 1 of the rotor disk 50 is displaced by the maximum misalignment Z with respect to the rotation center O 2 of the rotor, and the rotor disk 50 (cross section FGHI) is moved to the contact surfaces 50b and 51b (contact surface FG). ), The case where it joins with the adjacent rotor disk 51 (cross-section FGLM) is shown.

軸曲がりを修正する方法は、修正対象ディスクを選定して、そのロータディスクの厚み分布を修正する方法により行う。即ち、図8において、修正対象となっているロータディスク50及び隣接するロータディスク51の接手面50bと50c、51bと51cの平行度を修正して、接手面50b、51bの接触面角度(α)を小さくすることにより軸曲がりの修正を行う。接手面50b、50c、51b、51cの平行度が確保されていれば、接触面角度(α)はほぼ「0(ゼロ)」となる。即ち、ガスタービンロータの軸曲がりの修正方法は、ロータディスク50、51の軸心Oの位置がロータの回転中心Oの位置に移るように、ロータディスク50、51の接手面50b、51bの一部を切削すればよい。 The method of correcting the shaft bending is performed by selecting a correction target disk and correcting the thickness distribution of the rotor disk. That is, in FIG. 8, the parallelism of the contact surfaces 50b and 50c, 51b and 51c of the rotor disk 50 to be corrected and the adjacent rotor disk 51 is corrected, and the contact surface angles (α ) To reduce the shaft bending. If the parallelism of the contact surfaces 50b, 50c, 51b, 51c is ensured, the contact surface angle (α) is substantially “0 (zero)”. That is, how to correct axial deformation of the gas turbine rotor, so that the position of the axis O 1 of the rotor disk 50 and 51 moves to the position of the rotation center O 2 of the rotor, Settemen 50b of the rotor disk 50 and 51, 51b What is necessary is just to cut a part of.

図8において、修正対象となるロータディスク50(断面形状FGHI)を例に、切削方法について具体的に説明する。図形FGHIの点Gから辺FIに垂線を下ろし交点をRとして、辺FRの長さをL1とする。断面形状FGHIのうち、斜線部で示す断面FGRを切削すれば、ロータディスク50の接手面50b、50cの平行度が維持される。同様に、隣接するロータディスク51(断面形状FGLM)について、点Gから辺FMに垂線を下ろし、その交点をTとして、辺FTの長さをL2とする。斜線部で示す断面FGTを切削すれば、隣接するロータディスク51の接手面51b、51cの平行度も確保できる。このように、隣接するロータディスク50,51の接手面50b、51bを挟んで、二つのロータディスク50,51の斜線部で示す部分(断面FGR、断面FGT)を切削して、ロータディスクの平行度を修正すれば、ロータの軸曲がりが修正できる。   In FIG. 8, the cutting method will be described in detail by taking the rotor disk 50 (cross-sectional shape FGHI) to be corrected as an example. A perpendicular is dropped from the point G of the figure FGHI to the side FI, the intersection is R, and the length of the side FR is L1. If the cross section FGR indicated by the hatched portion is cut out of the cross section shape FGHI, the parallelism of the contact surfaces 50b and 50c of the rotor disk 50 is maintained. Similarly, with respect to the adjacent rotor disk 51 (cross-sectional shape FGLM), a perpendicular is dropped from the point G to the side FM, the intersection is T, and the length of the side FT is L2. If the cross section FGT indicated by the hatched portion is cut, the parallelism of the contact surfaces 51b and 51c of the adjacent rotor disk 51 can be secured. In this manner, the portions (cross-section FGR, cross-section FGT) indicated by the hatched portions of the two rotor disks 50, 51 are cut across the joint surfaces 50b, 51b of the adjacent rotor disks 50, 51, and the rotor disks are parallel to each other. If the degree is corrected, the shaft bending of the rotor can be corrected.

修正対象ディスクの具体的な切削量の算出方法を以下に説明する。ここで、軸受S1からロータディスク50の接手面50bまでのロータ回転中心線RC上の距離をLL1とし、ロータ軸心CC1とロータ回転中心線RCとのなす角度をロータ軸心傾き角(α1)とする。同様に、軸受S2から接手面51bまでのロータ回転中心線RC上の距離をLL2とし、隣接するロータディスク51のロータ軸心CC2とロータ回転中心線RCとのなす角度をロータ軸心傾き角(α2)とする。また、ロータディスク50,51の直径をDDとする。   A specific method for calculating the cutting amount of the correction target disk will be described below. Here, the distance on the rotor rotation center line RC from the bearing S1 to the joint surface 50b of the rotor disk 50 is LL1, and the angle between the rotor axis CC1 and the rotor rotation center line RC is the rotor axis inclination angle (α1). And Similarly, the distance on the rotor rotation center line RC from the bearing S2 to the contact surface 51b is LL2, and the angle formed between the rotor axis CC2 of the adjacent rotor disk 51 and the rotor rotation center line RC is the rotor axis tilt angle ( α2). The diameter of the rotor disks 50 and 51 is DD.

断面形状FGHIにおいて、切削対象となるロータディスク50の三角形FGRは、軸受S1、ロータ軸心CC1及びロータ回転中心線RCから形成される三角形OS1と相似形である。従って、辺FRの長さL1は、数5式で示される。
(数5)L1=Z×(DD/LL1)
In the cross-sectional shape FGHI, the triangle FGR of the rotor disk 50 to be cut is similar to the triangle O 1 O 2 S1 formed from the bearing S1, the rotor axis CC1, and the rotor rotation center line RC. Therefore, the length L1 of the side FR is expressed by Equation 5.
(Equation 5) L1 = Z × (DD / LL1)

同様に、隣接するロータディスク51の辺FTの長さL2は、数6式で示される。
(数6)L2=Z×(DD/LL2)
Similarly, the length L2 of the side FT of the adjacent rotor disk 51 is expressed by Equation 6.
(Expression 6) L2 = Z × (DD / LL2)

従って、ロータディスク50の外表面基準で、ロータの長手方向に対して、接手面50bから軸受S1に向かって長さL1に相当する断面FGRを切削し、隣接するロータディスク51の外表面基準で、接手面51bから軸受S2に向かって長さL2に相当する断面FGTを切削すれば、ガスタービンロータ1の軸曲がりが解消できる。このようにして決定される辺FR(長さL1)及び辺FT(長さL2)に相当する断面FGR及び断面FGTが、修正対象ロータディスクに与えられる修正量である。
尚、接触面角度(α)は、ロータ軸心傾き角(α1)と(α2)を合計したものである。
Therefore, a cross-section FGR corresponding to the length L1 is cut from the joint surface 50b toward the bearing S1 with respect to the longitudinal direction of the rotor on the basis of the outer surface of the rotor disk 50, and on the basis of the outer surface of the adjacent rotor disk 51. If the cross section FGT corresponding to the length L2 is cut from the joint surface 51b toward the bearing S2, the shaft bending of the gas turbine rotor 1 can be eliminated. The cross section FGR and the cross section FGT corresponding to the side FR (length L1) and the side FT (length L2) determined in this way are correction amounts given to the correction target rotor disk.
The contact surface angle (α) is the sum of the rotor axis inclination angles (α1) and (α2).

上記の修正方法は、互いに隣接するロータディスク50,51の接手面50b、51bを挟んで、両側のロータディスク50,51を切削する場合を示したが、最大の芯ずれ量を有するロータディスク50のみを切削してもよい。この場合、ロータディスク50の外表面基準で、接手面50bから軸受S1に向かって、辺FRの長さL1及び辺FTの長さL2を合算した長さで切削し修正する。即ち、接手面50b、51bを挟んで、両側のロータディスク50,51の切削量に相当する外表面規準の長さL1、L2を合算した長さを用いて、一方のロータディスク50のみを切削して修正しても構わない。ロータディスクの直径DDに比較して、軸受S1からロータディスク50までの距離LL1が十分に大きいので、大きな誤差が生じないからである。   In the above correction method, the case where the rotor disks 50 and 51 on both sides are cut across the joint surfaces 50b and 51b of the rotor disks 50 and 51 adjacent to each other is shown. However, the rotor disk 50 having the maximum misalignment amount. You may cut only. In this case, on the basis of the outer surface of the rotor disk 50, the cutting is performed by correcting the length L1 of the side FR and the length L2 of the side FT from the joint surface 50b toward the bearing S1. That is, only one rotor disk 50 is cut using a length obtained by adding up the lengths L1 and L2 of the outer surface standard corresponding to the cutting amount of the rotor disks 50 and 51 on both sides across the joint surfaces 50b and 51b. And you can fix it. This is because, since the distance LL1 from the bearing S1 to the rotor disk 50 is sufficiently larger than the diameter DD of the rotor disk, a large error does not occur.

上記の簡便法は、ロータディスク50の代わりに、隣接するロータディスク51に適用してもよいが、最大芯ずれ量を有するロータディスク50に適用する方が望ましい。修正後の最大芯ずれ量が最も小さくなるからである。   The above simple method may be applied to the adjacent rotor disk 51 instead of the rotor disk 50, but it is preferable to apply to the rotor disk 50 having the maximum misalignment amount. This is because the maximum misalignment after correction is the smallest.

上記のガスタービンロータの軸曲がり算出システムの構成によれば、従来法に比較して簡便な方法で、ガスタービンロータの軸曲がりを算出できる。   According to the configuration of the above-described gas turbine rotor shaft bending calculation system, it is possible to calculate the gas turbine rotor shaft bending by a simpler method than the conventional method.

次に、本発明に係わるガスタービンロータの軸曲がりの算出手順について、図6を参照しつつ説明する。   Next, the calculation procedure of the axial bending of the gas turbine rotor according to the present invention will be described with reference to FIG.

まず、入力部61で、ロータディスクの数(DM)、ロータディスクの諸元(ディスク直径DD、ディスク厚み、軸受からの距離LL1、LL2等)、ロータディスクの周方向の計測点数(m)が入力される。これら入力データに基づき、振れ量検出部62での計測により、各ロータディスクの振れ量(径方向の変位量及び計測角度)が導出される(ステップS1)。   First, the number of rotor disks (DM), rotor disk specifications (disk diameter DD, disk thickness, distance LL1, LL2 from the bearing, etc.), and the number of measurement points (m) in the circumferential direction of the rotor disk at the input unit 61 are as follows. Entered. Based on these input data, the shake amount (radial displacement amount and measurement angle) of each rotor disk is derived by measurement by the shake amount detection unit 62 (step S1).

次に、入力されたロータディスクの周方向の計測点数(m)から、計測点3点の組合せ数(n)を決定する(ステップS2)。組合せ数(n)は、n=()で決定できる。 Next, the number (n) of combinations of three measurement points is determined from the input measurement points (m) in the circumferential direction of the rotor disk (step S2). The number of combinations (n) can be determined by n = ( m C 3 ).

次に、任意の計測点3点を選択する(ステップS3)。選択した3点から1つの計算円が定まる。   Next, arbitrary three measurement points are selected (step S3). One calculated circle is determined from the three selected points.

選択された3点の計測値を数4式に代入し、計算円を決定する(ステップS4)。   The measured values of the selected three points are substituted into Equation 4 to determine a calculation circle (step S4).

決定した計算円に対して、全ての計測点X(i=1〜m)に対する計算円値Qi、j(θ、bi、j)を計算する。それぞれの計測値P(θ、a)と計算円値Qi、j(θ、bi、j)とから、数1式により各計測点X(i=1〜m)における誤差量Δi、jを算出する(ステップS5)。 Calculated circle values Q i, ji , b i, j ) for all measurement points X i (i = 1 to m ) are calculated for the determined calculated circle. From each measured value P ii , a i ) and calculated circle value Q i, ji , b i, j ), at each measurement point X i (i = 1 to m ) according to Equation (1). The error amount Δ i, j is calculated (step S5).

全ての計測点X(i=1〜m)に対する誤差量Δi、jの算出を終了したら、対象となる計算円について、数2式により誤差量合計値ΔSを算出する(ステップS6)。このステップの終了により、一つの計算円について一つの誤差量合計値ΔSの算出が終了する。 When the calculation of the error amount Δ i, j with respect to all the measurement points X i (i = 1 to m ) is completed, the error amount total value ΔS j is calculated for the target calculation circle by Equation (2) (step S6). . By completing this step, calculation of one error amount total value ΔS j for one calculated circle is completed.

全ての計測点数(m)に対する計測点3点の組合せ数(n)について、ステップS3からステップS6の計算を繰り返す(ステップS7)。全ての組合せ数(n)について、繰り返し計算を行うことにより、(n)個の計算円に対して、各計算円ごとに一つの誤差量合計値ΔSが算出できる。 The calculation from step S3 to step S6 is repeated for the number of combinations (n) of three measurement points with respect to all the measurement points (m) (step S7). By repeating the calculation for all combinations (n), one error amount total value ΔS j can be calculated for each calculated circle for (n) calculated circles.

次に、(n)個の誤差量合計値ΔS(j=1〜n)の中から最小誤差量合計値ΔSを選択し、最確円を決定する(ステップS8)。最確円の決定により、最確円に対する各計測値に対応する計算円値、即ち最確円計算円値が算出できる。最確円計算円値と各計測値Pから、最確円と計測値との誤差量、即ち最確円誤差量Δi、a(i=1〜m、j=a)が決定される。 Next, the minimum error amount total value ΔS a is selected from among the (n) total error amount values ΔS j (j = 1 to n), and the most probable circle is determined (step S8). By determining the most probable circle, a calculated circle value corresponding to each measured value for the most probable circle, that is, the most probable circle calculated circle value can be calculated. The error amount between the most probable circle and the measured value, that is, the most probable circle error amount Δ i, a (i = 1 to m, j = a) is determined from the most probable circle calculated circle value and each measured value P i. .

次に、各計測値Pに対して、異常値判定の要否を行うか否かを判断する(ステップS9)。 Then, for each measured value P i, it is determined whether or not the necessity of determining abnormal value (step S9).

この手順を踏むのは、以下の理由による。仮に、計測値に異常値を含む場合であっても、決定した最確円は正しい最確円が選定されている。即ち、通常は計測点X(i=1〜m)の全計測点数(m)に対して、発生する異常値はごくわずかである。従って、計測値Pに異常値が含まれる場合であっても、任意の3点の組合せにより計算円を算出する過程で、異常値を含まない計測値Pの3点の組合せが必ず存在する。つまり、異常値を含まない計算円が必ず存在するので、仮に計測値Pに異常値を含む場合であっても、最終的に決定される最確円は、異常な計測値Pを含まない正しい最確円となる。即ち、計測値Pに異常値を含んだまま最確円を決定しても、最確円の決定には支障がない。従って、芯ずれ算出作業を簡便に進めたい場合には、各計測値の異常値判定を行うことなく芯ずれ算出を行っても、正しい最確円芯ずれデータが入手でき、そのまま芯ずれ算出作業を終了させることができる。 The reason for following this procedure is as follows. Even if the measured value includes an abnormal value, the most probable circle determined is the correct most probable circle. That is, normally, there are very few abnormal values for the total number of measurement points (m) of the measurement points X i (i = 1 to m). Therefore, even if it contains an abnormal value on the measurement values P i, in the process of calculating the calculated circle by a combination of any three points, always a combination of three points does not include the abnormal value measured value P i present To do. That is, since calculated circle always exists that does not include the abnormal value, even if tentatively containing outliers measurement values P i, the most probable circle to be finally determined, including the abnormal measurement values P i There will be no correct most probable circle. In other words, it is used to determine the measurement value most probable circle while containing an abnormal value to P i, there is no difficulty in determining the most probable circle. Therefore, if you want to proceed easily with misalignment calculation, correct misalignment data can be obtained correctly even if you perform misalignment calculation without determining the abnormal value of each measured value, and misalignment calculation work as it is Can be terminated.

異常値判定の要否の判断をする過程で判定不要とする場合には、最確円芯ずれデータ(芯ずれ)を算出して(ステップS10)、芯ずれ算出作業は終了する。最確円芯ずれデータは、最確円の中心と回転中心Oとのずれであり、芯ずれ量(偏心距離e)及び芯ずれ角度からなる。具体的には、芯ずれ量は最確円の正弦曲線の振幅に相当し、芯ずれ角度は初期角度θに相当する。尚、異常値判定要否の判断をすることなく、最確円を決定して、最確円芯ずれデータを算出し、作業を終了させる場合であっても、実質上本発明と同一の発明である。組合せ数(n)の算出(ステップS2)から芯ずれ算出(ステップS10)迄の手順が、芯ずれ演算手段641を構成する。 When determination is not necessary in the process of determining whether or not abnormal value determination is necessary, the most probable circular misalignment data (center misalignment) is calculated (step S10), and the misalignment calculating operation ends. The most probable circle misalignment data is the misalignment between the center of the most probable circle and the rotation center O 2, and includes the misalignment amount (eccentric distance e) and the misalignment angle. Specifically, the misalignment amount corresponds to the amplitude of the sine curve of the most probable circle, misalignment angle corresponds to the initial angle theta a. Even if the most probable circle is determined and the most probable circle misalignment data is calculated and the operation is terminated without determining whether or not the abnormal value determination is necessary, the invention is substantially the same as the present invention. It is. The procedure from the calculation of the number of combinations (n) (step S2) to the misalignment calculation (step S10) constitutes the misalignment calculating means 641.

異常値判定が必要と判断する場合には、以下のステップS11及びステップS12で、異常値の有無及び異常値の認定を行う。   If it is determined that the abnormal value determination is necessary, the presence / absence of the abnormal value and the determination of the abnormal value are performed in the following steps S11 and S12.

即ち、決定した最確円について、ステップS7で算出済の各計測点X(i=1〜m)に対する誤差量Δi、jの中から最確円に対応するものを最確円誤差量Δi、a(i=1〜m、j=a)として選定し、全ての計測点X(i=1〜m)についてそれぞれの最確円誤差量Δi、a(i=1〜m、j=a)が基準値(基準値1)以内か否かを判定する(ステップS11)。 That is, for the determined most probable circle, the error corresponding to the most probable circle among the error amounts Δ i, j for each measurement point X i (i = 1 to m ) calculated in step S7 is the most probable circle error amount. Δ i, a (i = 1 to m, j = a) is selected, and the most probable circle error amounts Δ i, a (i = 1 to m) for all measurement points X i (i = 1 to m). , J = a) is determined whether it is within the reference value (reference value 1) (step S11).

最確円誤差量Δi、a(例えば、i=f、j=a)が基準値を超えている場合には、この計測点Xにおける計測値P(θ、a)を異常値と認定する(ステップS12)。 When the most probable circle error amount Δ i, a (for example, i = f, j = a) exceeds the reference value, the measurement value P ff , a f ) at the measurement point X f is abnormal. The value is recognized (step S12).

全ての最確円誤差量Δi、a(i=1〜m、j=a)が基準値以内であれば、正常な計測が行われたものと判断して、最確円芯ずれデータを算出し、芯ずれ算出作業は終了する(ステップS10)。最確円芯ずれデータは、最確円の中心と回転中心とのずれ長さであり、芯ずれ量(偏心距離e)及び芯ずれ角度からなる。具体的には、芯ずれ量は最確円の正弦曲線の振幅に相当し、芯ずれ角度は初期角度θに相当する。 If all the most probable circle error amounts Δ i, a (i = 1 to m, j = a) are within the reference values, it is determined that normal measurement has been performed, and the most probable circle misalignment data is obtained. The misalignment calculation work is completed (step S10). The most probable circle misalignment data is the misalignment length between the center of the most probable circle and the center of rotation, and includes the misalignment amount (eccentric distance e) and the misalignment angle. Specifically, the misalignment amount corresponds to the amplitude of the sine curve of the most probable circle, misalignment angle corresponds to the initial angle theta a.

計測値Pを異常値と認定した場合、振れ量検出部62において、全ての計測点X(i=1〜m)について振れ量(径方向の変位量及び計測角度)の再計測を行ない、記憶部63から再計測値を取得して、計測値P(i=1〜m)を再計測値へ入れ替える(ステップS13)。 When the measured value P f is recognized as an abnormal value, the shake amount detection unit 62 re-measures the shake amount (radial displacement amount and measurement angle) for all measurement points X i (i = 1 to m). Then, the remeasurement value is acquired from the storage unit 63, and the measurement value P i (i = 1 to m) is replaced with the remeasurement value (step S13).

計測点X(i=1〜m)の各計測値の入替を終えたらステップS2に戻り、再計算を行う。最確円誤差量Δi、a(i=1〜m、j=a)が基準値内に納まるまで、図5に示すステップS2〜S9の算出手順を繰り返し、基準値内に納まったら、芯ずれ演算手段641は終了する。 When the replacement of each measurement value at the measurement point X i (i = 1 to m) is completed, the process returns to step S2 and recalculation is performed. The calculation procedure of steps S2 to S9 shown in FIG. 5 is repeated until the most probable circle error amount Δ i, a (i = 1 to m, j = a) falls within the reference value. The deviation calculation means 641 ends.

尚、より簡便な軸曲がり算出方法を選択する場合、ステップS11、S12、S13の手順を省略し、異常値の有無に拘わらず、芯ずれ量及び芯ずれ角度を算出(ステップS10)して、次のロータディスクの芯ずれ算出作業(ステップS14)を行っても構わない。そのような場合でも、本発明の基本思想は変わらず、本発明の範囲に含まれる。   When selecting a simpler axis bending calculation method, the steps S11, S12, and S13 are omitted, and the misalignment amount and misalignment angle are calculated regardless of the presence or absence of an abnormal value (step S10). The next rotor disk misalignment calculating operation (step S14) may be performed. Even in such a case, the basic idea of the present invention remains unchanged and is included in the scope of the present invention.

引続き、繰り返し演算により、他のロータディスクについて、それぞれの最確円芯ずれデータを算出する(ステップS14)。   Subsequently, the most probable circle misalignment data is calculated for the other rotor disks by repetitive calculation (step S14).

全てのロータディスクの最確円芯ずれデータを参照して、最大値を示す芯ずれ量を最大芯ずれ量として選定する(ステップS15)。   With reference to the most probable circular misalignment data of all the rotor disks, the misalignment amount indicating the maximum value is selected as the maximum misalignment amount (step S15).

芯ずれ判定手段642では、更に最大芯ずれ量が基準値(基準値2)以内か否かを判定する(ステップS16)。最大芯ずれ量が基準値以内であれば、ロータ軸曲がりは適正範囲内と判断して、軸曲がり分布を算出し(ステップS17)、軸曲がり算出作業は終了する。   The misalignment determining means 642 further determines whether or not the maximum misalignment amount is within a reference value (reference value 2) (step S16). If the maximum misalignment amount is within the reference value, it is determined that the rotor shaft bending is within the appropriate range, the shaft bending distribution is calculated (step S17), and the shaft bending calculation operation is completed.

最大芯ずれ量が基準値を越える場合には、軸曲がりの修正が必要となる。軸曲がりの修正方法は、修正ディスク選定手段644と修正量決定手段645により決定される。   When the maximum misalignment amount exceeds the reference value, it is necessary to correct the shaft bending. The method of correcting the shaft bending is determined by the correction disk selection means 644 and the correction amount determination means 645.

修正ディスク選定手段644では、ロータディスクの中で最大芯ずれ量を示すロータディスクを修正対象ディスクに選定する(ステップS18)。最大芯ずれ量を有するロータディスクを修正対象ディスクとするのは、修正後のタービンロータの軸曲りが最も小さくなるからである。   The correction disk selection means 644 selects a rotor disk that indicates the maximum misalignment among the rotor disks as a correction target disk (step S18). The reason why the rotor disk having the maximum misalignment amount is the correction target disk is that the shaft bending of the turbine rotor after the correction is the smallest.

修正量決定手段645では、算出されたロータディスクの芯ずれ量及び芯ずれ角度から修正対象ロータディスクに付与するディスク修正量を決定する。具体的には、ステップS15で算出した最大芯ずれ量Zを芯ずれ修正量として選定し、数5式及び数6式から算出できる長さL1及びL2に相当する断面形状(図8における断面FGR、断面FGT)の切削量が、求めるディスク修正量である。図8において、ロータディスクの外表面基準で、接手面から修正量に相当する切削量で切削すればよい。このように、最大芯ずれ量から算出される切削量をディスク修正量に選定するのは、修正方法が最も簡便であって、修正後のロータの軸曲がりが最も小さくなるからである(ステップS19)。   The correction amount determination means 645 determines the disk correction amount to be applied to the correction target rotor disk from the calculated rotor disk misalignment amount and misalignment angle. Specifically, the maximum misalignment amount Z calculated in step S15 is selected as the misalignment correction amount, and the cross-sectional shapes corresponding to the lengths L1 and L2 that can be calculated from Equations 5 and 6 (cross-section FGR in FIG. 8). , The cutting amount of the cross section FGT) is the disc correction amount to be obtained. In FIG. 8, the outer surface of the rotor disk may be cut with a cutting amount corresponding to the correction amount from the joint surface. Thus, the reason why the cutting amount calculated from the maximum misalignment amount is selected as the disk correction amount is that the correction method is the simplest and the shaft bending of the corrected rotor is the smallest (step S19). ).

修正対象ディスクを切削して、ロータディスク50を修正する(ステップS20)。次に、修正後のロータディスクを一体に組み込んだ後、振れ量検出部62においてロータディスク50の振れ量を再計測する。再計測値が記憶部63に取り込まれ、振れ量計測値は初期の計測値から再計測値に入れ替える(ステップS21)。その後、スタートへ戻り、計測点の3点の組合数の算出(ステップS2)から計算が再スタートする。   The disk to be corrected is cut to correct the rotor disk 50 (step S20). Next, after the corrected rotor disk is integrated, the shake amount detection unit 62 remeasures the shake amount of the rotor disk 50. The remeasurement value is taken into the storage unit 63, and the shake amount measurement value is switched from the initial measurement value to the remeasurement value (step S21). Thereafter, the process returns to the start, and the calculation restarts from the calculation of the number of combinations of the three measurement points (step S2).

この算出作業は、芯ずれ判定手段642において、最大芯ずれ量が基準値(基準値2)以内に納まるまで繰り返す(ステップS16)。最大芯ずれ量が基準値以内に納まれば、軸曲がり分布を算出(ステップS17)して、軸曲がり算出作業は終了する。   This calculation work is repeated in the misalignment determining means 642 until the maximum misalignment amount falls within the reference value (reference value 2) (step S16). If the maximum misalignment amount falls within the reference value, the axis bending distribution is calculated (step S17), and the axis bending calculation work is completed.

本発明の軸曲がり算出システムを適用すれば、従来法に比較して簡便な方法で、ロータの軸曲がりを算出できる。また、異常値を含んだ計測を行った場合には、容易に異常値を排除でき、作業員が再計測すべきか否かを即時に判断できるので、軸曲がり算出作業の信頼性も向上する。また、ロータディスクの修正作業において、修正対象ディスクの特定及び修正量の決定も容易であり、軸曲がりの修正も簡単である。   When the shaft bending calculation system of the present invention is applied, the shaft bending of the rotor can be calculated by a simpler method than the conventional method. In addition, when a measurement including an abnormal value is performed, the abnormal value can be easily eliminated, and the operator can immediately determine whether or not to re-measure, so that the reliability of the shaft bending calculation work is improved. Further, in the correction work of the rotor disk, it is easy to specify the correction target disk and determine the correction amount, and it is also easy to correct the shaft bending.

本発明に係わる計測値、基準円及び計算円の関係を示す。The relationship of the measured value, reference | standard circle, and calculation circle concerning this invention is shown. X−Y座標上での計測値、基準円及び計算円の関係を示す。The relationship between the measured value on the XY coordinates, the reference circle, and the calculated circle is shown. 偏心円板カムの概念図を示す。The conceptual diagram of an eccentric disk cam is shown. 偏心円板カムの回転角度と接点の変位の関係を示す。The relationship between the rotation angle of an eccentric disk cam and the displacement of a contact is shown. 本発明に係わるタービンロータの軸曲がり算出システムの構成を示す。1 shows a configuration of a turbine rotor shaft bending calculation system according to the present invention. 本発明に係わるタービンロータの軸曲がりの算出手順を示す。The calculation procedure of the axis | shaft bending of the turbine rotor concerning this invention is shown. 軸曲がり算出システムの入出力画面の一例を示す。An example of the input / output screen of the axis bending calculation system is shown. ガスタービンロータの軸曲がり発生状態図を示す。The shaft bending generation | occurrence | production state figure of a gas turbine rotor is shown. ガスタービンロータの構造を示す。The structure of a gas turbine rotor is shown. ガスタービンロータの軸曲り分布の一例を示す。An example of axial curve distribution of a gas turbine rotor is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガスタービンロータ
10 圧縮機ロータ部
11 動翼
20 タービンロータ部
25 中間軸
30 スピンドルボルト
50 ロータディスク
50b、50c 接手面
51 隣接ロータディスク
51b、51c 接手面
S1、S2 軸受
RC ロータ回転中心線
CC1、CC2 ロータ軸心
L1、L2 切削量に相当するロータディスク外表面基準の長さ
LL1、LL2 軸受とロータディスク接手面との距離
DD ロータディスク直径
DM ロータディスクの数
M ロータディスクの順位番号
X 計測点
P 計測値
Q 計算円値
θ 計測角度
α ロータディスクの接触面角度
α1、α2 ロータ軸心傾き角
β 回転角度
a 計測値
b 計算円値
Δ 誤差量
ΔS 誤差量合計値
e タービンロータの図形中心と回転中心との偏心距離
m ロータディスクの周方向の計測点数
n 計測3点の組合せ数
1 Gas turbine rotor
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Compressor rotor part 11 Rotor blade 20 Turbine rotor part 25 Intermediate shaft 30 Spindle bolt 50 Rotor disk 50b, 50c Contact surface 51 Adjacent rotor disk 51b, 51c Contact surface S1, S2 Bearing RC Rotor rotation center line CC1, CC2 Rotor axis L1, L2 Reference length of outer surface of rotor disk corresponding to cutting amount LL1, LL2 Distance between bearing and rotor disk contact surface DD Rotor disk diameter DM Number of rotor disks M Rotor disk rank number X Measurement point P Measurement value Q Calculated circle value θ Measurement angle α Contact angle of rotor disk α1, α2 Rotor shaft center tilt angle β Rotation angle a Measured value b Calculated circle value Δ Error amount ΔS Total error amount e Between the figure center and rotation center of the turbine rotor Eccentric distance m Number of measurement points in the circumferential direction of the rotor disk n Combination of 3 measurement points

Claims (4)

タービンロータの軸曲がり算出システムであって、
前記タービンロータを構成するロータディスクの計測点を設定する入力部と、
該タービンロータの周方向の外表面に沿った少なくとも4点以上の計測点について、変位計により計測された計測値に基づく前記タービンロータの径方向の変位量を導出する振れ量検出部と、
前記振れ量検出部にて導出された前記径方向の変位量及び前記計測点の計測角度を記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶されたデータに基づき前記タービンロータの最確円芯ずれデータを演算する演算部を備え、
該演算部は、
前記記憶部に記憶された全ての計測点を呼び出して、前記径方向の変位量及び前記計測角度から任意の3点を選択して計算円を算出し、該計算円から前記計測点に対する計算円値を算出し、該計算円値と前記径方向の変位量との差を各計測点に対する誤差量として算出し、該誤差量を合計して誤差量合計値を導出し、全ての計測点に対する計測点の3点の組合せ数についてそれぞれ計算を繰返してそれぞれの誤差量合計値を算出し、得られた全ての組合せ数についての誤差量合計値の中から最小となる計算円を最確円に選定し、該最確円の中心と前記タービンロータの回転中心とのずれを前記最確円芯ずれデータとして算出する芯ずれ演算手段と、
前記全てのロータディスクの前記最確円芯ずれデータを参照して最大芯ずれ量を算出し、該最大芯ずれ量が基準値内か否かを判定する芯ずれ判定手段と、
前記最確円芯ずれデータから軸曲がり分布を算出する軸曲がり分布算出手段と、
を含むことを特徴とするタービンロータの軸曲がり算出システム。
A turbine rotor shaft bending calculation system,
An input unit for setting a measurement point of a rotor disk constituting the turbine rotor;
A deflection amount detector for deriving a radial displacement amount of the turbine rotor based on a measurement value measured by a displacement meter for at least four measurement points along the outer circumferential surface of the turbine rotor;
A storage unit for storing the radial displacement amount derived by the shake amount detection unit and the measurement angle of the measurement point;
A calculation unit that calculates the most probable circle misalignment data of the turbine rotor based on the data stored in the storage unit;
The calculation unit is
Call all the measurement points stored in the storage unit, select any three points from the radial displacement amount and the measurement angle to calculate a calculation circle, and calculate the calculation circle for the measurement point from the calculation circle Value is calculated, the difference between the calculated circle value and the radial displacement amount is calculated as an error amount for each measurement point, and the error amount is summed to derive a total error amount value for all measurement points. Repeat the calculation for each of the three combinations of measurement points to calculate each error amount total value, and make the smallest calculated circle from the total error amount values for all the obtained combinations as the most probable circle. A misalignment calculating means for selecting and calculating a deviation between the center of the most probable circle and the rotation center of the turbine rotor as the most probable circle misalignment data;
Misalignment determining means for calculating a maximum misalignment amount with reference to the most probable circular misalignment data of all the rotor disks, and determining whether the maximum misalignment amount is within a reference value;
An axis bending distribution calculating means for calculating an axis bending distribution from the most probable circular misalignment data;
An axial bending calculation system for a turbine rotor, comprising:
前記演算部は、修正対象ロータディスクを選定する修正ディスク選定手段と、
前記修正対象ロータディスクの修正量を決定する修正量決定手段と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載されたタービンロータの軸曲がり算出システム。
The calculation unit includes a correction disk selection means for selecting a correction target rotor disk, and
Correction amount determining means for determining the correction amount of the correction target rotor disk;
The turbine rotor shaft bending calculation system according to claim 1, comprising:
前記修正ディスク選定手段が、前記最大芯ずれ量を有するロータディスクを修正対象ロータディスクとして選定することを特徴とする請求項2に記載されたタービンロータの軸曲がり算出システム。   3. The turbine rotor shaft bending calculation system according to claim 2, wherein the correction disk selection means selects a rotor disk having the maximum misalignment amount as a correction target rotor disk. 前記修正量決定手段が、前記最大芯ずれ量から算出されるディスク修正量を修正量として選定することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載されたタービンロータの軸曲がり算出システム。   4. The turbine rotor shaft bending calculation system according to claim 2, wherein the correction amount determining means selects a disk correction amount calculated from the maximum misalignment amount as a correction amount.
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