JP2017020987A - Balance correction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ターボチャージャのコンプレッサインペラやタービンホイールなどの回転体のアンバランスを修正する回転体のバランス修正装置に関する。 The present invention relates to a rotating body balance correcting device that corrects an unbalance of a rotating body such as a compressor impeller or a turbine wheel of a turbocharger.
回転体のアンバランスを修正する技術として、回転体（例えば、コンプレッサインペラ）を回転させた状態で回転体にレーザ光を照射して当該回転体の一部を切削（除去）することにより、回転体のアンバランスを修正（調整）するものがある（例えば、特許文献１参照）。 As a technique for correcting the unbalance of the rotating body, the rotating body (for example, a compressor impeller) is rotated by irradiating the rotating body with laser light and cutting (removing) a part of the rotating body. There is one that corrects (adjusts) the unbalance of the body (for example, see Patent Document 1).
ところで、回転体にレーザ光を照射してアンバランスを修正する装置にあっては、回転体を回転させながら、レーザ光照射による切削（除去）を行うため、回転振動（例えば、ホワール振動）が生じている場合、レーザ光の回転体への照射位置がずれてしまい、質量除去の加工精度が低下する可能性がある。 By the way, in an apparatus that corrects an imbalance by irradiating a rotating body with a laser beam, cutting (removal) is performed by irradiating the laser beam while rotating the rotating body, so that rotational vibration (for example, whirl vibration) occurs. If it occurs, the irradiation position of the laser beam on the rotating body may be shifted, and the processing accuracy of mass removal may be lowered.
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、バランス修正時の質量除去の加工精度を高めることが可能なバランス修正装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a balance correction apparatus capable of improving the processing accuracy of mass removal at the time of balance correction.
本発明は、回転体のアンバランスを修正するバランス修正装置であって、前記回転体を回転させる回転駆動手段と、前記回転体に回転の軸方向からレーザ光を照射して当該回転体の一部を除去するレーザ照射手段と、前記回転体の回転軸の振動を検出する振動検出手段と、前記回転体の回転軸を支持する軸受に供給する潤滑油の油圧を調整する油圧調整手段と、制御手段と、を備えている。そして、前記制御手段は、前記回転駆動手段により前記回転体を回転させた状態で、前記振動検出手段にて検出される前記回転体の回転軸の振動が予め設定された設定値よりも大きい場合に、前記油圧調整手段を制御して前記軸受に供給する潤滑油の油圧を低下させ、前記振動検出手段にて検出される前記回転体の回転軸の振動が前記設定値以下になった場合に、前記レーザ照射手段を制御して、回転状態の前記回転体のアンバランス位相にレーザ光を照射するように構成されていることを特徴としている。 The present invention is a balance correction device that corrects an unbalance of a rotating body, and includes a rotation driving unit that rotates the rotating body, and a laser beam that irradiates the rotating body from an axial direction of rotation. A laser irradiating means for removing a portion, a vibration detecting means for detecting a vibration of a rotating shaft of the rotating body, a hydraulic pressure adjusting means for adjusting a hydraulic pressure of lubricating oil supplied to a bearing supporting the rotating shaft of the rotating body, Control means. When the control unit is rotated by the rotation driving unit and the vibration of the rotating shaft of the rotating body detected by the vibration detecting unit is larger than a preset value. When the hydraulic pressure of the lubricating oil supplied to the bearing is reduced by controlling the hydraulic pressure adjusting means, and the vibration of the rotating shaft of the rotating body detected by the vibration detecting means is less than the set value. The laser irradiating means is controlled to irradiate the unbalanced phase of the rotating body in the rotating state with laser light.
本発明によれば、回転体の回転軸の振動が設定値（許容値）よりも大きい場合には、回転軸の軸受に供給する潤滑油の油圧を下げて振動を小さくする。そして、回転軸の振動が設定値以下となった場合に、回転体にレーザ光を照射してアンバランスを修正する。このように、回転軸の振動（振れ回り）を小さく修正した状態で、レーザ光照射による除去加工を行うことにより、回転体への照射位置がずれてしまうことを抑制することができる。これにより、狙った量の質量を除去することが可能となり、質量除去の加工精度を向上させることができる。 According to the present invention, when the vibration of the rotating shaft of the rotating body is larger than the set value (allowable value), the hydraulic pressure of the lubricating oil supplied to the bearing of the rotating shaft is lowered to reduce the vibration. And when the vibration of a rotating shaft becomes below a setting value, a laser beam is irradiated to a rotary body and an imbalance is corrected. In this way, it is possible to prevent the irradiation position on the rotating body from being shifted by performing removal processing by laser light irradiation in a state where the vibration (swinging) of the rotating shaft is corrected to be small. This makes it possible to remove a targeted amount of mass and improve the processing accuracy of mass removal.
本発明によれば、回転体の回転軸の振動を小さく修正した状態で、当該回転体にレーザ光を照射してバランス修正を行うので、質量除去の加工精度を向上させることができる。 According to the present invention, since the balance correction is performed by irradiating the rotating body with laser light in a state in which the vibration of the rotating shaft of the rotating body is corrected to be small, it is possible to improve the processing accuracy of mass removal.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
−ターボチャージャ−
まず、バランス修正を行うターボチャージャ２００の一例について図１を参照して説明する。
-Turbocharger-
First, an example of a
この例のターボチャージャ２００は、タービンホイール（例えば、インコネル（登録商標）製）２０１、及び、コンプレッサインペラ（例えば、アルミニウム合金製）２０２などを備えており、そのタービンホイール２０１とコンプレッサインペラ２０２とはターボ軸２０４によって連結されている。タービンホイール２０１はタービンハウジング２１０内に収容されており、コンプレッサインペラ２０２はコンプレッサハウジング２２０内に収容されている。タービンハウジング２１０には、タービンホイール２０１を回転駆動する流体を流す流路（スクロール）が形成されている。
The
タービンハウジング２１０とコンプレッサハウジング２２０との間にセンターハウジング２３０が設けられている。センターハウジング２３０には、ターボ軸２０４を支持する浮動ブッシュ軸受２０５，２０５が収容されている。
A
また、センターハウジング２３０には、浮動ブッシュ軸受２０５，２０５に潤滑油を供給するオイル供給通路２０６と、このオイル供給通路２０６に外部から潤滑油を導入するオイル導入通路２０７とが形成されている。オイル導入通路２０７にはオイル配管７ａを介してオイルポンプ７が接続されており、そのオイルポンプ７が出力する潤滑油が、オイル配管７ａ、オイル導入通路２０７及びオイル供給通路２０６を通じて浮動ブッシュ軸受２０５，２０５に供給される。
The
オイルポンプ７は、可変油圧ポンプであって、その吐出量（油圧）は演算制御装置８によって制御される。また、オイル配管７ａには、油圧（軸受に供給する潤滑油の油圧）を検出する油圧センサ７ｂ及び絞り弁（図示せず）が配置されている。油圧センサ７ｂの出力信号は演算制御装置８に入力される。なお、浮動ブッシュ軸受２０５，２０５に潤滑油を供給するオイル供給通路２０６及びオイル導入通路２０７などの構成の詳細については特開２０１４−２１５１６０号公報を参照。
The
なお、上記したオイルポンプ７、油圧センサ７ｂ及び演算制御装置８等が、本発明の「油圧調整手段」の一例である。
The
−バランス修正装置−
本実施形態のバランス修正装置１００は、図１に示すように、タービン側のレーザ発振器１、コンプレッサ側のレーザ発振器２、駆動エア供給装置３、回転センサ４、加速度センサ５、架台６、及び、演算制御装置８などを備えている。また、本実施形態のバランス修正装置１００には、上記したオイルポンプ７及び油圧センサ７ｂも含まれる。
-Balance correction device-
As shown in FIG. 1, the
なお、レーザ発振器１が本発明の「レーザ照射手段」の一例であり、駆動エア供給装置３が本発明の「回転駆動手段」の一例である。また、演算制御装置８が本発明の「制御手段」の一例である。
The
架台６は、ターボチャージャ２００を着脱自在に支持することができる。架台６にターボチャージャ２００を支持した状態で、当該ターボチャージャ２００の回転中心（ターボ軸２０４の回転中心）が水平方向に沿うようになっている。
The
タービン側のレーザ発振器１（以下、Ｔ側レーザ発振器１ともいう）は、例えば、パルス発振が可能な半導体レーザであって、光軸が水平方向（タービンホイール２０１の回転の軸方向と平行な方向）に沿うように配置されている。Ｔ側レーザ発振器１は、架台６に取り付けられたターボチャージャ２００のタービンホイール２０１の円柱状の頭部２１１（以下、ホイール頭部２１１ともいう）に、当該タービンホイール２０１の回転の軸方向からレーザ光を照射することができる。このレーザ光照射により、ホイール頭部２１１の一部を除去することができる。Ｔ側レーザ発振器１の駆動は演算制御装置８にて制御される。
The turbine-side laser oscillator 1 (hereinafter also referred to as a T-side laser oscillator 1) is a semiconductor laser capable of pulse oscillation, for example, and has an optical axis in a horizontal direction (a direction parallel to an axial direction of rotation of the turbine wheel 201). ). The T-
コンプレッサ側のレーザ発振器２（以下、Ｃ側レーザ発振器２ともいう）も、例えば、パルス発振が可能な半導体レーザであって、光軸が水平方向（コンプレッサインペラ２０２の回転の軸方向と平行な方向）に沿うように配置されている。Ｃ側レーザ発振器２は、架台６に取り付けられたターボチャージャ２００のコンプレッサインペラ２０２の円柱状の頭部２２１（以下、インペラ頭部２２１ともいう）に、当該コンプレッサインペラ２０２の回転の軸方向からパルスレーザ光（以下、単に「レーザ光」ともいう）を照射することができる。このレーザ光照射により、インペラ頭部２２１の一部を除去することができる。Ｃ側レーザ発振器２の駆動は演算制御装置８にて制御される。
The compressor-side laser oscillator 2 (hereinafter also referred to as C-side laser oscillator 2) is, for example, a semiconductor laser capable of pulse oscillation, and has an optical axis in a horizontal direction (a direction parallel to an axial direction of rotation of the compressor impeller 202). ). The C-
駆動エア供給装置３は、エア供給源３１及びエアダクト３２などを備えている。エアダクト３２はタービンハウジング２１０のスクロール入口に接続されており、エア供給源３１からの駆動エアをタービンハウジング２１０のスクロールに供給することができる。駆動エアをスクロールに供給することにより、駆動エアがタービンホイール２０１を流れて当該タービンホイール２０１が回転する。タービンホイール２０１の回転速度（回転数）は、エア供給源３１が出力する駆動エアの流量（タービンホイール２０１に流す駆動エアの流量）を調整することにより可変に設定することができる。エア供給源３１が出力する駆動エアの流量は演算制御装置８によって制御される。
The driving
回転センサ４は、架台６に装着されたターボチャージャ２００のコンプレッサインペラ２０２の近傍に配置され、そのコンプレッサインペラ２０２の基準位置からの位相（回転角）を検出する。回転センサ４の出力信号から、コンプレッサインペラ２０２の回転角（ターボ回転角）及び回転速度（ターボ回転数）を計測することができる。回転センサ４の出力信号は演算制御装置８に入力される。回転センサ４としては、磁気センサや光センサなどの各種のものを適用することができる。
The
なお、上記基準位置は、例えば、コンプレッサインペラ２０２へのペイント塗布、シール貼着、切欠き加工などの処理によって設定される。また、回転センサ４にて検出される回転角は、基準位置（＝０度）からコンプレッサインペラ２０２（タービンホイール２０１）が１回転することで０度〜３６０度まで変化する。
The reference position is set by, for example, paint application, seal sticking, notch processing, or the like on the
加速度センサ５は、ターボチャージャ２００を支持する架台６に取り付けられている。加速度センサ５は、ターボチャージャ２００が回転している状態のときの架台６の振動（ターボチャージャ２００の振動）を検出する。加速度センサ５の出力信号は演算制御装置８に入力される。なお、加速度センサ５が本発明の「振動検出手段」の一例である。
The
演算制御装置８は、例えば、パーソナルコンピュータであって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バックアップＲＡＭ、及び、入出力インターフェースなどを備えている。演算制御装置８の入出力インターフェースには、２台のレーザ発振器１，２、駆動エア供給装置３、回転センサ４、加速度センサ５、オイルポンプ７、及び、油圧センサ７ｂなどが接続されている。
The
−アンバランス位相の算出処理−
次に、アンバランス位相（位置）を算出する処理について説明する。この例のアンバランス位相の算出処理は、以下の（ステップＳＴ１１）〜（ステップＳＴ１５）の処理により行う。
-Unbalance phase calculation process-
Next, a process for calculating the unbalance phase (position) will be described. The unbalanced phase calculation process in this example is performed by the following processes (Step ST11) to (Step ST15).
（ステップＳＴ１１）
バランス修正装置１００の架台６にバランス修正対象であるターボチャージャ２００を取り付けた状態でトラッキング計測を行う。具体的には、駆動エア供給装置３を制御し、エアドライブにてタービンホイール２０１を回転させ、そのターボ回転数を最大回転数（ｍａｘ回転数）まで一定の回転速度で上昇させる。このターボ回転数の上昇中において回転センサ４の出力信号及び加速度センサ５の出力信号を採取し、その採取した回転角データ及び加速度データ（振動データ）に基づいて、振動の振幅（最大値）及び基準位置に対する振動位相を計測する。
(Step ST11)
Tracking measurement is performed in a state where the
（ステップＳＴ１２）
Ｔ側レーザ発振器１を制御し、ホイール頭部２１１の任意の位相位置に１パルスのレーザ光を照射してＴ側感度確認除去を行う。
(Step ST12)
The T-
（ステップＳＴ１３）
上記したステップＳＴ１１１と同様にしてトラッキング計測を行って、タービンホイール２０１側（以下、Ｔ側ともいう）の振幅（最大値）及び基準位置に対する振動位相を計測する。さらに、上記ステップＳＴ１１の処理で得られた振動位相と、このステップＳＴ１３の処理で得られた振動位相との差（Ｔ側感度確認除去前後の振動位相の変化）からＴ側のアンバランス位相（アンバランス位置）を算出する。
(Step ST13)
Tracking measurement is performed in the same manner as in step ST111 described above, and the amplitude (maximum value) on the
（ステップＳＴ１４）
Ｃ側レーザ発振器２を制御し、インペラ頭部２２１の任意の位相位置に１パルスのレーザ光を照射してＣ側感度確認除去を行う。
(Step ST14)
The C-
（ステップＳＴ１５）
上記したステップＳＴ１１と同様にしてトラッキング計測を行って、コンプレッサインペラ２０２側（以下、Ｃ側ともいう）の振動位相を計測し、その振動位相を用いて、上記ステップＳＴ１３と同様な処理により、Ｃ側のアランバランス位相（アンバランス位置）を算出する。
(Step ST15)
Tracking measurement is performed in the same manner as in step ST11 described above, the vibration phase on the
以上のステップＳＴ１１〜ステップＳＴ１５の各処理は演算制御装置８によって実行される。なお、アンバランス位相の算出処理（判定処理）は、別の装置にて行っておいてもよい。
Each process of the above step ST11-step ST15 is performed by the arithmetic and
−振動修正−
まず、ターボチャージャ２００に発生するホワール振動について説明する。
-Vibration correction-
First, the whirl vibration generated in the
本実施形態のバランス修正装置１００を適用するターボチャージャ２００は、上記したように、タービンホイール２０１とコンプレッサインペラ２０２とを連結するターボ軸２０４を浮動ブッシュ軸受２０５，２０５によって支持する構造であり、このような軸受構造では、潤滑油の供給によって浮動ブッシュ軸受２０５，２０５とターボ軸２０４との間に油膜が形成されるとともに、浮動ブッシュ軸受２０５，２０５が内外の油膜に支持される浮動状態あるいは半浮動状態となった状態でターボ軸２０４が高速回転する。したがって、ターボ軸２０４の回転抵抗が抑えられる。しかしながら、ターボ軸２０４が高速回転している状態では、上記油膜が不安定になったり、油膜の性質が変化したりすることで、ホワール振動（自励振動）が発生する。このホワール振動は、浮動ブッシュ軸受２０５，２０５に供給する潤滑油の油圧を調整（小さく）することにより低減することができる。
As described above, the
そして、上記したホワール振動が大きい場合、図４（Ａ）に示すように、設備基準（バランス修正装置１００に規定されている回転中心）と、ターボチャージャ２００のターボ軸中心（振れ回り中心）とのずれが大きくなる。こうした状況になると、タービンホイール２０１のホイール頭部２１１へのレーザ光の照射位置がずれてしまい、そのレーザ光照射にて除去される除去形状が、ターボ軸中心を中心とする円弧状にはならない（狙った量の質量を除去することができない）。
When the above-described whirl vibration is large, as shown in FIG. 4A, the facility standard (the rotation center defined in the balance correction device 100) and the turbo shaft center (the center of the swing) of the
これに対し、ホワール振動が小さい場合、図４（Ｂ）に示すように、設備基準と、ターボチャージャ２００のターボ軸中心（振れ回り中心）とのずれが小さくなり、レーザ光照射にて除去される除去形状が、ターボ軸中心を中心とする円弧状になる。 On the other hand, when the whirl vibration is small, as shown in FIG. 4 (B), the deviation between the equipment standard and the center of the turbo shaft of the turbocharger 200 (the center of whirling) becomes small and is removed by laser light irradiation. The removal shape becomes an arc shape with the center of the turbo axis as the center.
以上のような点を考慮して、本実施形態では、ホワール振動を小さくする修正（振動修正）を行った後に、レーザ光照射によりバランス修正を行うようにしている。 In consideration of the above points, in the present embodiment, after performing correction (vibration correction) to reduce the whirl vibration, the balance correction is performed by laser light irradiation.
その振動修正を含むバランス修正の一例について図２のフローチャートを参照して説明する。図２の制御ルーチンは演算制御装置８において実行される。
An example of balance correction including the vibration correction will be described with reference to the flowchart of FIG. The control routine of FIG. 2 is executed in the
まず、図１に示すように、バランス修正装置１００の架台６に、バランス修正対象であるターボチャージャ２００を取り付けた状態で振動修正を開始する。
First, as shown in FIG. 1, vibration correction is started in a state where a
振動修正を開始すると、ステップＳＴ１０１においてターボ回転数Ｎ１及び油圧Ｐ１を設定する。具体的には、回転センサ４の出力信号に基づいて、駆動エア供給装置３を制御し、エアドライブにてタービンホイール２０１を回転させ、そのターボ回転数を高回転数Ｎ１に設定する。さらに、油圧センサ７ｂに出力信号に基づいて、オイルポンプ７を制御して、ターボチャージャ２００の浮動ブッシュ軸受２０５，２０５（以下、単に「軸受２０５」ともいう）に供給する油圧をＰ１に設定する。ここで、高回転数Ｎ１については、高回転で振動修正した方が振動の修正時間が短くて済むため、なるべく高い回転数を設定する。また、油圧Ｐ１については、上記高回転数Ｎ１での焼き付き限界油圧よりも所定量だけ高い油圧を設定する。
When vibration correction is started, the turbo rotation speed N1 and the hydraulic pressure P1 are set in step ST101. Specifically, the drive
次に、ステップＳＴ１０２では、加速度センサ５の出力信号に基づいて、回転状態のターボチャージャ２００に発生するホワール振動を計測し、そのホワール振動が設定値Ｇ１（ターボ軸の振動許容値）以下であるか否かを判定する。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ホワール振動≦Ｇ１である場合）は、振動が修正されたと判断してステップＳＴ１１０に進む。
Next, in step ST102, the whirl vibration generated in the
ここで、ホワール振動は、図３に示すように、ターボ回転数の依存が小さく、回転１次振動よりも周波数が低いことから判断することができる。なお、図３は、所定のターボ回転域（例えば、２万ｒｐｍ〜１６万ｒｐｍの回転域において、各回転数（例えば２００ｒｐｍ刻み）でＦＦＴ解析を行うことにより、ターボ回転数と周波数と振動との関係を計測した結果示す図（キャンベル線図）である。この図５のキャンベル線図において、円の大きさが振動の大きさを示している。 Here, as shown in FIG. 3, the whirl vibration can be determined from the fact that the dependence on the turbo rotational speed is small and the frequency is lower than the primary rotational vibration. Note that FIG. 3 shows the turbo rotation speed, the frequency, and the vibration by performing FFT analysis at each rotation speed (for example, 200 rpm increments) in a predetermined turbo rotation area (for example, a rotation area of 20,000 rpm to 160,000 rpm). It is a figure (Campbell diagram) showing the result of measuring the relationship of 2. In the Campbell diagram of this Fig. 5, the size of the circle indicates the magnitude of vibration.
ステップＳＴ１１０ではアンバランス修正を行う。具体的には、現在のターボ回転数及び油圧を維持した状態で、Ｔ側レーザ発振器１を制御し、タービンホイール２０１のホイール頭部２１１にパルスレーザ光をアンバランス位相で照射（アンバランス位相に同期してパルスレーザ光を照射）することにより、アンバランス位置（アンバランス除去部）の質量を除去する。また、このようなＴ側アンバランス修正と並行してＣ側アンバランス修正を行う。具体的に、Ｃ側レーザ発振器２を制御し、コンプレッサインペラ２０２のインペラ頭部２２１にパルスレーザ光をアンバランス位相で照射（アンバランス位相に同期してパルスレーザ光を照射）して、アンバランス位置の質量を除去する。このようなバランス修正が完了した後に処理を終了する（正常終了）。
In step ST110, unbalance correction is performed. Specifically, the T-
一方、上記ステップＳＴ１０２の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合は、ステップＳＴ１０３に進む。ステップＳＴ１０３では、油圧センサ７ｂの出力信号から得られる油圧（軸受２０５に供給する潤滑油の油圧）が、回転数Ｎ１での焼き付き限界油圧Ｐ１lowよりも大きいか否かを判定し、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合は、ステップＳＴ１０４において設定油圧をΔＰａだけ下げる（油圧―ΔＰａ）。その油圧低下処理を行った後、ステップＳＴ１０２に戻り、加速度センサ５の出力信号に基づいてホワール振動を計測し、そのホワール振動が設定値Ｇ１以下であるか否かを判定する。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ホワール振動≦Ｇ１である場合）は、ステップＳＴ１１０に進んで、上記と同様な処理により、バランス修正を実行し、そのバランス修正が完了した後に処理を終了する（正常終了）。
On the other hand, if the determination result of step ST102 is negative (NO), the process proceeds to step ST103. In step ST103, it is determined whether or not the hydraulic pressure obtained from the output signal of the
ここで、ステップＳＴ１０４の処理つまり設定油圧をΔＰａだけ下げる処理は、ステップＳＴ１０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）になるか、または、ステップＳＴ１０３の判定結果が否定判定（ＮＯ）になるまで繰り返して実行される。そして、ステップＳＴ１０３の判定結果が否定判定（ＮＯ）になった場合（油圧≦Ｐ１lowになった場合）はステップＳＴ１０５に進む。 Here, the process of step ST104, that is, the process of lowering the set hydraulic pressure by ΔPa is repeated until the determination result of step ST102 is affirmative (YES) or the determination result of step ST103 is negative (NO). Executed. If the determination result in step ST103 is negative (NO) (if hydraulic pressure ≦ P1low), the process proceeds to step ST105.
ステップＳＴ１０５では、駆動エア供給装置３及びオイルポンプ７を制御して、ターボ回転数を上記ステップＳＴ１０１で設定したＮ１よりも小さいＮ２（Ｎ２＜Ｎ１）に設定するとともに、油圧をＰ２に設定する。ここで、ターボチャージャ２００が高回転の方が焼き付き限界油圧が高いので、油圧についてもＰ２＜Ｐ１とする。
In step ST105, the drive
ステップＳＴ１０６では、上記したステップＳＴ１０２と同様な処理により、ホワール振動を計測し、そのホワール振動が設定値Ｇ１（ターボ軸の振動許容値）以下であるか否かを判定する。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ホワール振動≦Ｇ１である場合）は、振動が修正されたと判断してステップＳＴ１１０に進んで、上記と同様な処理により、バランス修正を実行し、そのバランス修正が完了した後に処理を終了する（正常終了）。ステップＳＴ１０６の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（ホワール振動＞Ｇ１である場合）はステップＳＴ１０７に進む。 In step ST106, the whirl vibration is measured by the same processing as in step ST102 described above, and it is determined whether or not the whirl vibration is equal to or less than a set value G1 (turbo shaft vibration allowable value). If the determination result is affirmative (YES) (when the whirl vibration ≦ G1), it is determined that the vibration has been corrected, the process proceeds to step ST110, and the balance correction is executed by the same process as described above. After the balance correction is completed, the process ends (normal end). If the determination result in step ST106 is negative (NO) (when whirl vibration> G1), the process proceeds to step ST107.
ステップＳＴ１０７では、油圧センサ７ｂの出力信号から得られる油圧（軸受２０５に供給する潤滑油の油圧）が、回転数Ｎ２での焼き付き限界油圧Ｐ２low（Ｐ２low＜Ｐ１low）よりも大きいか否かを判定し、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合は、ステップＳＴ１０８において設定油圧をΔＰａだけ下げる（油圧―ΔＰａ）。その油圧低下処理を行った後、ステップＳＴ１０６に戻り、加速度センサ５の出力信号に基づいてホワール振動を計測し、そのホワール振動が設定値Ｇ１以下であるか否かを判定する。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ホワール振動≦Ｇ１である場合）は、ステップＳＴ１１０に進んで、上記と同様な処理によりバランス修正を実行し、そのバランス修正が完了した後に処理を終了する（正常終了）。
In step ST107, it is determined whether or not the oil pressure (the oil pressure of the lubricating oil supplied to the bearing 205) obtained from the output signal of the
ここで、ステップＳＴ１０８の処理つまり設定油圧をΔＰａだけ下げる処理は、ステップＳＴ１０６の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）になるか、または、ステップＳＴ１０７の判定結果が否定判定（ＮＯ）になるまで繰り返して実行される。そして、ステップＳＴ１０７の判定結果が否定判定（ＮＯ）になった場合（油圧≦Ｐ２lowになった場合）は、処理を終了する（異常終了）。 Here, the process of step ST108, that is, the process of lowering the set hydraulic pressure by ΔPa is repeated until the determination result of step ST106 is affirmative (YES) or the determination result of step ST107 is negative (NO). Executed. If the determination result in step ST107 is negative (NO) (if hydraulic pressure ≦ P2low), the process ends (abnormal termination).
なお、以上の振動修正の例では、ターボ回転数について２つの回転数Ｎ１，Ｎ２を設定し、また、軸受２０５に供給する潤滑の油圧についても２つの油圧Ｐ１，Ｐ２を設定しているが、これに限られることなく、３つ以上の回転数及び３つ以上の油圧を設定して、振動修正を行うようにしてもよい。
In the above vibration correction example, two rotation speeds N1 and N2 are set for the turbo rotation speed, and two hydraulic pressures P1 and P2 are set for the lubricating oil pressure supplied to the
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、ホワール振動が設定値（許容値）よりも大きい場合には、ターボチャージャ２００のターボ軸２０４の軸受２０５に供給する潤滑油の油圧を下げることによりホワール振動を小さくする。そして、ホワール振動が設定値以下となった場合に、タービンホイール２０１のホイール頭部２１１と、コンプレッサインペラ２０２のインペラ頭部２２１とにレーザ光を照射してアンバランスを修正している。
<Effect>
As described above, according to the present embodiment, when the whirl vibration is larger than the set value (allowable value), the hydraulic pressure of the lubricating oil supplied to the bearing 205 of the
このようにホワール振動（振れ回り）を小さく修正した状態で、レーザ光照射による除去加工を行うことにより、レーザ光のホイール頭部２１１（インペラ頭部２２１）への照射位置がずれてしまうことを抑制することができる（図４（Ｂ）参照）。これにより、狙った量の質量を除去することが可能となり、質量除去の加工精度を向上させることができる。 The removal position by laser light irradiation in a state where the whirl vibration (swing) is corrected to be small in this way causes the irradiation position of the laser light to the wheel head 211 (impeller head 221) to shift. It can be suppressed (see FIG. 4B). This makes it possible to remove a targeted amount of mass and improve the processing accuracy of mass removal.
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
-Other embodiments-
In addition, embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, the technical scope of the present invention includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
例えば、以上の実施形態では、加速度センサ５の出力信号に基づいてホワール振動を計測し、そのホワール振動が小さくなるようにすることで、ターボ軸２０４の振れ回りを小さくしているが、本発明はこれに限られない。
For example, in the above embodiment, whirling of the
例えば図５に示すように、コンプレッサインペラ２０２のインペラ頭部２２１の近傍の２箇所（互いに直交する２箇所）にそれぞれギャップセンサ９ａ，９ｂを配置し、これら２つのギャップセンサ９ａ，９ｂにてターボ軸２０４の振れ回り量を直接計測する。そして、その計測結果に基づいて、ターボチャージャ２００の軸受２０５に供給する潤滑油の油圧を低下することにより、振動を修正するようにしてもよい。なお、ギャップセンサ９ａ，９ｂが本発明の「振動検出手段」の一例である。
For example, as shown in FIG. 5,
以上の実施形態では、Ｔ側アンバランス修正及びＣ側のアンバランス修正の両方を行う場合の例について説明したが、これに限れられることなく、本発明は、Ｔ側アンバランス修正またはＣ側のアンバランス修正のいずれか一方のみを行う場合にも適用可能である。 In the above embodiment, an example in which both T-side imbalance correction and C-side imbalance correction are performed has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to the case where only one of unbalance correction is performed.
以上の実施形態では、ターボチャージャ２００のタービンホイール２０１やコンプレッサインペラ２０２のバランス修正に本発明のバランス修正装置を適用した例について説明したが、本発明はこれに限られることなく、他の任意の回転体のバランス修正にも適用可能である。
In the above embodiment, the example in which the balance correction device of the present invention is applied to the balance correction of the
本発明は、ターボチャージャのコンプレッサインペラやタービンホイールなどの回転体のアンバランスを修正する回転体のバランス修正装置に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a rotating body balance correcting device that corrects unbalance of rotating bodies such as a compressor impeller of a turbocharger and a turbine wheel.
１００ バランス修正装置
１ レーザ発振器（Ｔ側レーザ発振器）
２ レーザ発振器（Ｃ側レーザ発振器）
３ 駆動エア供給装置
４ 回転センサ
５ 加速度センサ
６ 架台
７ オイルポンプ
７ｂ 油圧センサ
８ 演算制御装置
９ａ，９ｂ ギャップセンサ
２００ ターボチャージャ
２０４ ターボ軸（回転軸）
２０５ 浮動ブッシュ軸受
２０６ オイル供給通路
２０７ オイル導入通路
２０１ タービンホイール（回転体）
２１１ ホイール頭部
２０２ コンプレッサインペラ（回転体）
２２１ インペラ頭部
100
2 Laser oscillator (C-side laser oscillator)
DESCRIPTION OF
205 Floating
221 Impeller head
Claims (1)
前記回転体を回転させる回転駆動手段と、前記回転体に回転の軸方向からレーザ光を照射して当該回転体の一部を除去するレーザ照射手段と、前記回転体の回転軸の振動を検出する振動検出手段と、前記回転体の回転軸を支持する軸受に供給する潤滑油の油圧を調整する油圧調整手段と、制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記回転駆動手段により前記回転体を回転させた状態で、前記振動検出手段にて検出される前記回転体の回転軸の振動が予め設定された設定値よりも大きい場合に、前記油圧調整手段を制御して前記軸受に供給する潤滑油の油圧を低下させ、前記振動検出手段にて検出される前記回転体の回転軸の振動が前記設定値以下になった場合に、前記レーザ照射手段を制御して、回転状態の前記回転体のアンバランス位相にレーザ光を照射するように構成されていることを特徴とするバランス修正装置。 A balance correction device for correcting unbalance of a rotating body,
Rotation drive means for rotating the rotating body, laser irradiation means for removing a part of the rotating body by irradiating the rotating body with a laser beam from the axial direction of rotation, and detecting vibration of the rotating shaft of the rotating body Vibration detecting means, hydraulic pressure adjusting means for adjusting the hydraulic pressure of the lubricating oil supplied to the bearing that supports the rotating shaft of the rotating body, and control means,
When the vibration of the rotating shaft of the rotating body detected by the vibration detecting means is larger than a preset value in a state where the rotating body is rotated by the rotation driving means, When the oil pressure of the lubricating oil supplied to the bearing is reduced by controlling the oil pressure adjusting means, and the vibration of the rotating shaft of the rotating body detected by the vibration detecting means is less than the set value, A balance correction apparatus configured to irradiate a laser beam to an unbalanced phase of the rotating body in a rotating state by controlling laser irradiation means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015141018A JP2017020987A (en) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | Balance correction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2015141018A JP2017020987A (en) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | Balance correction device |
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| JP2017020987A true JP2017020987A (en) | 2017-01-26 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2017020987A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107607320A (en) * | 2017-08-30 | 2018-01-19 | 浙江理工大学 | For testing the experimental bench device and method of balancing drum rotor eddy characteristic |
-
2015
- 2015-07-15 JP JP2015141018A patent/JP2017020987A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107607320A (en) * | 2017-08-30 | 2018-01-19 | 浙江理工大学 | For testing the experimental bench device and method of balancing drum rotor eddy characteristic |
| CN107607320B (en) * | 2017-08-30 | 2023-08-01 | 浙江理工大学 | Laboratory bench device and method for testing whirl characteristics of balance drum rotor |
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