JP2018132372A - 回転機械および回転機械の静バランス調整方法 - Google Patents
回転機械および回転機械の静バランス調整方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】特に回転軸をメタル軸受で支持する必要のある大型の回転機械における、回転体の静バランス調整を容易に行うことができる構造を与えることを目的とする。【解決手段】回転体と、前記回転体に連結して前記回転体を駆動する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するメタル軸受と、を有し、前記回転軸は水平レベル調整機構をそなえる。【選択図】図３
Description
本発明は、大型のブロワーを有する排風機やタービンなどを典型例とする、回転軸とこの軸回りで回転する回転体を備える回転機械について、該回転機械の回転体の静バランス調整作業を容易にする構造に関するものである。さらに、本発明は、この回転機械における回転体の静バランス調整方法に関するものである。
羽根車やロータなどの回転体は、その回転力を外部の駆動源から回転軸を経由して供されることから、回転機械は該回転軸をそなえるのが一般的である。
例えば、回転機械の典型例である排風機は、図１に示すように、ケーシング１とこのケーシング１の内部に配置される羽根車２とからなるブロワー２０を、サクションボックス３内に配置し、ブロア２０の羽根車２を回転させてサクションボックス３の開口部３ａから導入した気体をブロワー２０から排出するものである。このブロワー２０は、羽根車２の軸２ａがボス２１を介して、軸受４ａおよび４ｂ間にて支持される回転軸５に取り付けられ、該回転軸５からの駆動力により回転される。この回転軸５は、例えばカップリング５０を介して駆動元である電動機６に連結されている。なお、図示の排風機は、２つのブロワー２０を対にして設けてあるが、ブロワー２０は１つであってもよい。
例えば、回転機械の典型例である排風機は、図１に示すように、ケーシング１とこのケーシング１の内部に配置される羽根車２とからなるブロワー２０を、サクションボックス３内に配置し、ブロア２０の羽根車２を回転させてサクションボックス３の開口部３ａから導入した気体をブロワー２０から排出するものである。このブロワー２０は、羽根車２の軸２ａがボス２１を介して、軸受４ａおよび４ｂ間にて支持される回転軸５に取り付けられ、該回転軸５からの駆動力により回転される。この回転軸５は、例えばカップリング５０を介して駆動元である電動機６に連結されている。なお、図示の排風機は、２つのブロワー２０を対にして設けてあるが、ブロワー２０は１つであってもよい。
以上の排風機を典型例とする回転機械は、その製作時およびメンテナンス時において、回転体である羽根車のアンバランスを起因とした振動による破損を防止するため、バランス調整を行う必要がある。特に、大型の排風機などでは、設置場所からの移動が難しいことから、メンテナンスは設置場所にて行われる。
このバランス調整の手順としては、
（１）羽根車を手回しして概略のバランスを確認しウェイトを溶接する（静バランス調整）
（２）動力により回転させ、振動解析結果から算出した位置へウェイトを溶接する（動バランス調整）
の２段階をとる、いわゆるフィールドバランシング法が適用されるのが通例である。
このバランス調整の手順としては、
（１）羽根車を手回しして概略のバランスを確認しウェイトを溶接する（静バランス調整）
（２）動力により回転させ、振動解析結果から算出した位置へウェイトを溶接する（動バランス調整）
の２段階をとる、いわゆるフィールドバランシング法が適用されるのが通例である。
ここで、羽根車（回転体）の自重が大きい大型の排風機では、上記した回転軸５を支持する軸受４ａ、４ｂに、負荷容量の観点からメタル軸受を採用することが多い。このメタル軸受は、メタルによるすべり面で軸を受ける構造であり、図２（ａ）に示すように、回転軸５と軸受のすべり面４０との間に作動流体となる油４１を供給して、形成される油膜によって軸５と軸受すべり面４０との接触、そして凝着を防いでいる。
かようなメタル軸受にて支持された回転軸５は、図２（ｂ）に示すように、回転機械（排風機）が運転されていない、羽根車が静止している状態において、ブロワー２０の自重により油４１を介することなく軸受のすべり面４０の下側円弧部分との接触下に置かれることになる。この状態の回転軸５は当然回転抵抗が大きくなり、静止している羽根車を手回しで回転させられないため、上記（１）の静バランス調整を行うことが困難であった。従って、排風機などのバランス調整を現場で行う場合は、上記（１）の静バランス調整を省略して、上記（２）の動バランス調整を直接行うことを余儀なくされていた。
かようなメタル軸受にて支持された回転軸５は、図２（ｂ）に示すように、回転機械（排風機）が運転されていない、羽根車が静止している状態において、ブロワー２０の自重により油４１を介することなく軸受のすべり面４０の下側円弧部分との接触下に置かれることになる。この状態の回転軸５は当然回転抵抗が大きくなり、静止している羽根車を手回しで回転させられないため、上記（１）の静バランス調整を行うことが困難であった。従って、排風機などのバランス調整を現場で行う場合は、上記（１）の静バランス調整を省略して、上記（２）の動バランス調整を直接行うことを余儀なくされていた。
しかしながら、回転機械の回転体のバランスが大きく崩れていた場合は、動力により回転体を回転させることによって、回転軸に過大な負荷がかかり、ブロア本体の破損や、メタル軸受のすべり面の焼き付き等が発生する、おそれがあった。また、静バランスを行わないで動バランス調整を行う場合は、新たに負荷しなければならないウェイトが大きくなり易く、その取付け部への局所的な応力が大きくなる結果、やはり破損をまねく可能性が高くなる。さらに、排風機では、羽根車へ重いウェイトを取り付けた際に、該ウェイトに排風中のダスト等が付着することも懸念されていた。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、特に回転軸をメタル軸受で支持する必要のある大型の回転機械における、回転体の静バランス調整を容易に行うことができる構造を与えることを目的とする。さらに、本発明は、回転機械の静バランス調整を確実に行う方途を与えることを目的とする。
本発明の要旨は次のとおりである。
１．回転体と、前記回転体に連結して前記回転体を駆動する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するメタル軸受と、を有し、
前記回転軸は水平レベル調整機構をそなえる、回転機械。
１．回転体と、前記回転体に連結して前記回転体を駆動する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するメタル軸受と、を有し、
前記回転軸は水平レベル調整機構をそなえる、回転機械。
２．前記水平レベル調整機構は、前記回転軸に着脱可能に取り付けられる、転がり軸受である、前記１に記載の回転機械。
３．前記回転体は羽根車である前記１または２に記載の回転機械。
４．回転体と、前記回転体に連結して前記回転体を駆動する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するメタル軸受と、を有する、回転機械において、前記回転体の静バランスを調整するに際し、前記回転軸に転がり軸受を装着し、前記転がり軸受の軸が前記メタル軸受の軸と一致する位置まで前記転がり軸受を上昇させて前記回転軸を前記転がり軸受にて支持しつつ、前記回転体の静バランス調整を行う回転機械における回転体の静バランス調整方法。
５．前記回転体は羽根車である前記４に記載の回転機械における回転体の静バランス調整方法。
本発明は、メタル軸受に支持される回転軸にレベル調整機構を備え、回転機械停止時のメタル軸受内の回転軸の位置をレベル調整機構にて調整することができるため、現場での静バランス調整作業を簡易にすることができる。特に、レベル調整機構として、回転軸を抜かずに解体できるタイプの転がり軸受けを設けることによって、現場での静バランス調整作業を確実に行うことができる。その結果、動バランス調整に先立って静バランス調整を確実に実施することができるから、動バランス調整時の回転機械の損傷リスクは低減し、また動バランス調整時に取り付けるウェイト量の低減による施工時間の短縮効果を得ることができる。
以下、本発明の回転機械について、図１に示した排風機を例にして詳しく説明する。
図３に、本発明に従う排風機の構造を示す。ここで、図３に示す排風機について、図１に示した排風機と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
さて、図２に示したように、羽根車２を駆動する回転軸５をメタル軸受４ａ、４ｂで支持する場合に、静止時に回転軸５がブロワー２０の自重により油４１を介することなく軸受のすべり面４０の下側円弧部分との接触下に置かれることが、静バランス調整時の羽根車２の回転抵抗となり、静バランス調整のための回転を阻害している。そこで、本発明に従う排風機では、図３に示すように、回転軸５の水平レベル調整機構７を設けて、該水平レベル調整機構７を介して、静止時の回転軸５の軸心を運転時の軸心位置まで上昇させることによって、上記した回転軸５が軸受のすべり面４０の下側円弧部分と接触するのを回避する。すなわち、水平レベル調整機構７は、回転軸５を昇降させかつ回転可能に支持する機能を有するため、図２（ｂ）に示した静止時の回転軸５の位置を図２（ａ）に示した運転時の位置に復帰させることができる。従って、静止時の回転軸５を運転時と同じ回転が可能の環境に置くことができ、静止時においても羽根車２の回転抵抗は静バランス調整時に羽根車に与える回転トルクを下回るため、静バランスを調整することが可能になる。
図３に、本発明に従う排風機の構造を示す。ここで、図３に示す排風機について、図１に示した排風機と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
さて、図２に示したように、羽根車２を駆動する回転軸５をメタル軸受４ａ、４ｂで支持する場合に、静止時に回転軸５がブロワー２０の自重により油４１を介することなく軸受のすべり面４０の下側円弧部分との接触下に置かれることが、静バランス調整時の羽根車２の回転抵抗となり、静バランス調整のための回転を阻害している。そこで、本発明に従う排風機では、図３に示すように、回転軸５の水平レベル調整機構７を設けて、該水平レベル調整機構７を介して、静止時の回転軸５の軸心を運転時の軸心位置まで上昇させることによって、上記した回転軸５が軸受のすべり面４０の下側円弧部分と接触するのを回避する。すなわち、水平レベル調整機構７は、回転軸５を昇降させかつ回転可能に支持する機能を有するため、図２（ｂ）に示した静止時の回転軸５の位置を図２（ａ）に示した運転時の位置に復帰させることができる。従って、静止時の回転軸５を運転時と同じ回転が可能の環境に置くことができ、静止時においても羽根車２の回転抵抗は静バランス調整時に羽根車に与える回転トルクを下回るため、静バランスを調整することが可能になる。
上記水平レベル調整機構７について、図４を参照して具体的に説明する。
水平レベル調整機構７には、例えば、転がり軸受、中でも二つ割りころ軸受を用いることができる。すなわち、図４に示すように、回転軸５が挿入される内輪７ａと、内輪７ａより大径の外輪７ｂと、内輪７ａおよび外輪７ｂの間に介在する複数のころ７ｃとを、軸受箱７ｄ内に収容してなる。このころ軸受は、図４（ｃ）に示すように、径方向の分割線Ｌを境に二分割可能の構造を有する、いわゆる二つ割りころ軸受である。従って、図４（ｃ）の分割状態にて回転軸５に取り付けてから上下部分を合体させて回転軸５に装着し、また装着状態から再び分割して取り外すことが可能である。このように、二つ割りころ軸受を回転軸５に対して着脱可能に配備することによって、必要に応じて回転軸５の水平レベル調整機構７を有する排風機を提供できる。さらに、水平レベル調整機構７は、軸受箱７ｄと排風機の設置床に固定される基盤７ｅとの間に、テーパライナー７ｆを有し、このライナーを出し入れすることによって、ころ軸受の軸心位置を上下に調整することが可能である。なお、テーパライナー７ｆに替えて油圧ジャッキなどでの昇降装置を組み込んでも良い。
水平レベル調整機構７には、例えば、転がり軸受、中でも二つ割りころ軸受を用いることができる。すなわち、図４に示すように、回転軸５が挿入される内輪７ａと、内輪７ａより大径の外輪７ｂと、内輪７ａおよび外輪７ｂの間に介在する複数のころ７ｃとを、軸受箱７ｄ内に収容してなる。このころ軸受は、図４（ｃ）に示すように、径方向の分割線Ｌを境に二分割可能の構造を有する、いわゆる二つ割りころ軸受である。従って、図４（ｃ）の分割状態にて回転軸５に取り付けてから上下部分を合体させて回転軸５に装着し、また装着状態から再び分割して取り外すことが可能である。このように、二つ割りころ軸受を回転軸５に対して着脱可能に配備することによって、必要に応じて回転軸５の水平レベル調整機構７を有する排風機を提供できる。さらに、水平レベル調整機構７は、軸受箱７ｄと排風機の設置床に固定される基盤７ｅとの間に、テーパライナー７ｆを有し、このライナーを出し入れすることによって、ころ軸受の軸心位置を上下に調整することが可能である。なお、テーパライナー７ｆに替えて油圧ジャッキなどでの昇降装置を組み込んでも良い。
なお、水平レベル調整機構７として二つ割りころ軸受を用いる場合は、該軸受がブロワーの自重を支持可能な負荷容量を有する必要がある。また、水平レベル調整機構７としては、二つ割りころ軸受に限らず、例えば中央のＶ形の回転溝を収容可能のＶブロックなどを適用することも可能である。
次に、以上の排風機における静バランス調整方法について説明する。
上述のとおり、排風機を運転していない、回転軸５が静止しているときは、図２（ｂ）に示したとおり、回転軸５がブロワー２０の自重により油４１を介することなく軸受のすべり面４０の下側円弧部分との接触下に置かれている。そこで、水平レベル調整機構７である二つ割りころ軸受を回転軸５に装着し、例えばテーパライナー７ｆにて回転軸５の軸心がメタル軸受４ａ、４ｂの回転中心に一致する適正位置までころ軸受を上昇させ、この適正位置でころ軸受を固定する。
上述のとおり、排風機を運転していない、回転軸５が静止しているときは、図２（ｂ）に示したとおり、回転軸５がブロワー２０の自重により油４１を介することなく軸受のすべり面４０の下側円弧部分との接触下に置かれている。そこで、水平レベル調整機構７である二つ割りころ軸受を回転軸５に装着し、例えばテーパライナー７ｆにて回転軸５の軸心がメタル軸受４ａ、４ｂの回転中心に一致する適正位置までころ軸受を上昇させ、この適正位置でころ軸受を固定する。
かように、図２（ａ）に示した運転状態と同じ回転軸５の配置としたならば、羽根車２を手回しして、例えば既知のフィールドバランシング法に従って静バランス調整を行う。
静バランス調整後は、上記した動バランス調整を行う前に、ころ軸受の破損を防止するために、該軸受を分割して回転軸５から取り外すことが好ましい。
静バランス調整後は、上記した動バランス調整を行う前に、ころ軸受の破損を防止するために、該軸受を分割して回転軸５から取り外すことが好ましい。
１ ケーシング
２ 羽根車
３ サクションボックス
４ａ、４ｂ 軸受
５ 回転軸
６ 電動機
７ 水平レベル調整機構
７ａ 内輪
７ｂ 外輪
７ｃ ころ
７ｄ 軸受箱
７ｅ 基盤
７ｆ テーパライナー
２０ ブロア
５０ カップリング
２ 羽根車
３ サクションボックス
４ａ、４ｂ 軸受
５ 回転軸
６ 電動機
７ 水平レベル調整機構
７ａ 内輪
７ｂ 外輪
７ｃ ころ
７ｄ 軸受箱
７ｅ 基盤
７ｆ テーパライナー
２０ ブロア
５０ カップリング
Claims (5)
- 回転体と、前記回転体に連結して前記回転体を駆動する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するメタル軸受と、を有し、
前記回転軸は水平レベル調整機構をそなえる、回転機械。 - 前記水平レベル調整機構は、前記回転軸に着脱可能に取り付けられる、転がり軸受である、請求項１に記載の回転機械。
- 前記回転体は羽根車である請求項１または２に記載の回転機械。
- 回転体と、前記回転体に連結して前記回転体を駆動する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するメタル軸受と、を有する、回転機械において、前記回転体の静バランスを調整するに際し、前記回転軸に転がり軸受を装着し、前記転がり軸受の軸が前記メタル軸受の軸と一致する位置まで前記転がり軸受を上昇させて前記回転軸を前記転がり軸受にて支持しつつ、前記回転体の静バランス調整を行う回転機械における回転体の静バランス調整方法。
- 前記回転体は羽根車である請求項４に記載の回転機械における回転体の静バランス調整方法。
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Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
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ID=63248249
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|---|---|---|---|
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| JP2020204069A (ja) * | 2019-06-17 | 2020-12-24 | 株式会社アルバック | 巻取り式成膜装置、および、巻取り式成膜装置の調整方法 |
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| JPS6244135U (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-17 | ||
| JPH04165119A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-06-10 | Koyo Seiko Co Ltd | 超電導軸受装置 |
| JPH0723822U (ja) * | 1993-10-06 | 1995-05-02 | 株式会社東芝 | 軸受装置 |
| JP2000297798A (ja) * | 1999-04-15 | 2000-10-24 | Hitachi Ltd | インペラの静バランス修正方法及びその装置 |
-
2017
- 2017-02-14 JP JP2017025134A patent/JP6617729B2/ja active Active
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| JP2020204069A (ja) * | 2019-06-17 | 2020-12-24 | 株式会社アルバック | 巻取り式成膜装置、および、巻取り式成膜装置の調整方法 |
| JP7220127B2 (ja) | 2019-06-17 | 2023-02-09 | 株式会社アルバック | 巻取り式成膜装置、および、巻取り式成膜装置の調整方法 |
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