JP3224689B2 - 回転体の低・高速釣り合い試験装置 - Google Patents
回転体の低・高速釣り合い試験装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はタービン、ガスタービン
等の弾性特性を有する回転体の低速及び高速釣り合い試
験に適用される低・高速釣り合い試験装置に関する。
等の弾性特性を有する回転体の低速及び高速釣り合い試
験に適用される低・高速釣り合い試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、タービン、ガスタービンロータ等
の弾性ロータは、剛軸受型もしくは柔軸受型の低速釣り
合い試験装置にて低速釣り合わせを行い、次に実用回転
数まで回転数を昇速させる高速釣り合い試験装置にて高
速釣り合わせを行っている。
の弾性ロータは、剛軸受型もしくは柔軸受型の低速釣り
合い試験装置にて低速釣り合わせを行い、次に実用回転
数まで回転数を昇速させる高速釣り合い試験装置にて高
速釣り合わせを行っている。
【０００３】低速釣り合い試験装置は、剛軸受型の場
合、低速回転数での回転体の不釣り合いによる微少な遠
心力を精度良く計測する方式のため、実用回転数まで回
転数を昇速させると１００倍以上（３００rpm から３０
００rpm まで回転数を昇速した場合）の遠心力が作用す
ることになり、両者を成立させることは非常に困難であ
る。また、柔軸受型は、支持剛性を低く設定しているた
め、振動過大となり、回転数を実用回転数まで上げるこ
とができない。
合、低速回転数での回転体の不釣り合いによる微少な遠
心力を精度良く計測する方式のため、実用回転数まで回
転数を昇速させると１００倍以上（３００rpm から３０
００rpm まで回転数を昇速した場合）の遠心力が作用す
ることになり、両者を成立させることは非常に困難であ
る。また、柔軸受型は、支持剛性を低く設定しているた
め、振動過大となり、回転数を実用回転数まで上げるこ
とができない。
【０００４】即ち、低速釣り合い試験装置に用いられる
試験装置は、実用回転数まで回転数を昇速する高速釣り
合い試験に適用することができない。
試験装置は、実用回転数まで回転数を昇速する高速釣り
合い試験に適用することができない。
【０００５】また、高速釣り合い試験では、回転体を高
速回転で回転させるため、大気中では羽根による風損が
おおきく、大きな駆動動力を必要とする。そこで、駆動
動力を小さくするため、通常は、内部を真空にできる真
空室が用いられる。このことは即ち、低速釣り合い試験
を実施した後、真空室に場所を移して、据え付け組立を
再度行い、高速釣り合い試験を実施する手順となること
を示している。
速回転で回転させるため、大気中では羽根による風損が
おおきく、大きな駆動動力を必要とする。そこで、駆動
動力を小さくするため、通常は、内部を真空にできる真
空室が用いられる。このことは即ち、低速釣り合い試験
を実施した後、真空室に場所を移して、据え付け組立を
再度行い、高速釣り合い試験を実施する手順となること
を示している。
【０００６】低速及び高速釣り合い試験の兼用型軸受台
構造として、特開平５−５２６９５が提案されている。
その提案概要は、軸受支持台に板バネを採用し、第１、
第２の増強バネ及び結合分離するためのバネや加圧装置
を備えて、軸受支持剛性を変化させるというものであ
る。
構造として、特開平５−５２６９５が提案されている。
その提案概要は、軸受支持台に板バネを採用し、第１、
第２の増強バネ及び結合分離するためのバネや加圧装置
を備えて、軸受支持剛性を変化させるというものであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の低速及び高
速釣り合い試験装置には解決すべき次の課題があった。
速釣り合い試験装置には解決すべき次の課題があった。
【０００８】即ち、従来の低速釣り合い試験装置や高速
釣り合い試験装置に用いられる軸受装置では、両者を兼
用することができないため、その都度の組み替えが必要
となる。このため、回転体の搬入、試験装置の段取り、
センタリング、軸受のフラッシング作業等は全て重複作
業となり、多大な時間を浪費するという問題があった。
釣り合い試験装置に用いられる軸受装置では、両者を兼
用することができないため、その都度の組み替えが必要
となる。このため、回転体の搬入、試験装置の段取り、
センタリング、軸受のフラッシング作業等は全て重複作
業となり、多大な時間を浪費するという問題があった。
【０００９】また、特開平５−５２６９５では、軸受支
持剛性を可変とするための多数のバネや加圧装置が必要
であり、構造が複雑となり、支持剛性も増強バネの剛性
により定まる一定値であるため、剛性の微調整が出来な
いという問題があった。
持剛性を可変とするための多数のバネや加圧装置が必要
であり、構造が複雑となり、支持剛性も増強バネの剛性
により定まる一定値であるため、剛性の微調整が出来な
いという問題があった。
【００１０】本発明は上記課題を解決するため、一つの
装置で低速釣り合い、高速釣り合い両様の試験を行なう
ことのできる、回転体の低・高速釣り合い試験装置を提
供することを目的とする。
装置で低速釣り合い、高速釣り合い両様の試験を行なう
ことのできる、回転体の低・高速釣り合い試験装置を提
供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、回転体の釣り合い試験装置において、低速
釣り合わせ可能な水平方向の低い支持剛性を有する軸受
支持部材と、同軸受支持部材を介して回転体の軸受を支
持する高速釣り合わせ可能な垂直方向の高い支持剛性を
有する軸受台と、同軸受台に対し上記軸受支持部材の水
平方向の支持剛性を変更可能な磁気ダンパと、回転体の
軸振動を垂直方向及び水平方向の２方向に亘って計測可
能な振動計と、同振動計の計測した振動データにより釣
り合い計算を行ない所要の支持剛性となるよう上記磁気
ダンパを制御する計算機とを具備してなることを特徴と
する回転体の低・高速釣り合い試験装置、を提供しよう
とするものである。
手段として、回転体の釣り合い試験装置において、低速
釣り合わせ可能な水平方向の低い支持剛性を有する軸受
支持部材と、同軸受支持部材を介して回転体の軸受を支
持する高速釣り合わせ可能な垂直方向の高い支持剛性を
有する軸受台と、同軸受台に対し上記軸受支持部材の水
平方向の支持剛性を変更可能な磁気ダンパと、回転体の
軸振動を垂直方向及び水平方向の２方向に亘って計測可
能な振動計と、同振動計の計測した振動データにより釣
り合い計算を行ない所要の支持剛性となるよう上記磁気
ダンパを制御する計算機とを具備してなることを特徴と
する回転体の低・高速釣り合い試験装置、を提供しよう
とするものである。
【００１２】
【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。
を有する。
【００１３】即ち、先ず、回転体の軸受は水平方向の低
い支持剛性を有する軸受支持部材を介して軸受台に支持
されるため、低速釣り合い試験では、低剛性の軸受支持
部材によって柔支持されたままの状態で試験を行い、水
平方向の軸振動データを用いて不釣り合い量を算出し、
釣り合わせ作業を行う。この時、水平方向は、支持剛性
が弱いため、回転体の固有振動数を通過するときに過大
振動が生じる。この振動波形を軸の振動計にて検出し、
計算機にて、微分を行い、速度信号として磁気ダンパを
作動させる。速度信号は、振動の減衰能として作用する
ため振動を低減させ、回転体の固有振動数を低振動で通
過することが可能となる。尚、軸の振動計に、速度型検
出器を用いた場合は微分機能は不要となる。
い支持剛性を有する軸受支持部材を介して軸受台に支持
されるため、低速釣り合い試験では、低剛性の軸受支持
部材によって柔支持されたままの状態で試験を行い、水
平方向の軸振動データを用いて不釣り合い量を算出し、
釣り合わせ作業を行う。この時、水平方向は、支持剛性
が弱いため、回転体の固有振動数を通過するときに過大
振動が生じる。この振動波形を軸の振動計にて検出し、
計算機にて、微分を行い、速度信号として磁気ダンパを
作動させる。速度信号は、振動の減衰能として作用する
ため振動を低減させ、回転体の固有振動数を低振動で通
過することが可能となる。尚、軸の振動計に、速度型検
出器を用いた場合は微分機能は不要となる。
【００１４】次に高速釣り合い試験を行う場合は、磁気
ダンパをバネとして作用させることにより、軸受支持剛
性を高める。即ち、振動計により検出された振動波形と
逆位相となる制御信号を計算機によって生成し、磁気ダ
ンパを作用させることにより、本来の柔支持のバネと並
列に結合された剛性項となり、支持剛性を高めることが
できる。その際、軸受台は垂直方向の高い支持剛性を有
するため、データが乱れることはない。このように磁気
ダンパを減衰能やバネ項として作用させることにより、
同一軸受台の試験装置を、低速釣り合い試験装置と高速
釣り合い試験装置との兼用型として使用することが可能
となる。
ダンパをバネとして作用させることにより、軸受支持剛
性を高める。即ち、振動計により検出された振動波形と
逆位相となる制御信号を計算機によって生成し、磁気ダ
ンパを作用させることにより、本来の柔支持のバネと並
列に結合された剛性項となり、支持剛性を高めることが
できる。その際、軸受台は垂直方向の高い支持剛性を有
するため、データが乱れることはない。このように磁気
ダンパを減衰能やバネ項として作用させることにより、
同一軸受台の試験装置を、低速釣り合い試験装置と高速
釣り合い試験装置との兼用型として使用することが可能
となる。
【００１５】更に、実プラントに据え付けられた時の軸
受支持剛性は一定値ではなく、たとえば図４に示すよう
に複雑な特性を有している。しかし、上記構成の磁気ダ
ンパによれば支持剛性の制御が容易にできるので制御す
る信号レベルの増幅度を振動数毎に変化させることによ
り、実プラントの支持剛性と等価な特性を容易に達成す
ることもできる。
受支持剛性は一定値ではなく、たとえば図４に示すよう
に複雑な特性を有している。しかし、上記構成の磁気ダ
ンパによれば支持剛性の制御が容易にできるので制御す
る信号レベルの増幅度を振動数毎に変化させることによ
り、実プラントの支持剛性と等価な特性を容易に達成す
ることもできる。
【００１６】
【実施例】本発明の一実施例を図１〜図４により説明す
る。図１は本実施例の模式的構成図、図２はその軸受部
の横断面図、図３は本実施例に用いる磁気ダンパの制御
信号の説明図、図４は因みに示す、実プラントにおける
軸受支持剛性の図である。
る。図１は本実施例の模式的構成図、図２はその軸受部
の横断面図、図３は本実施例に用いる磁気ダンパの制御
信号の説明図、図４は因みに示す、実プラントにおける
軸受支持剛性の図である。
【００１７】図１、図２において、１は本実施例の釣り
合い試験装置で、両図に示すように、回転体２が、その
両側を低い支持剛性の軸受支持部材５を介して軸受台４
が支持する軸受３に支承され、その駆動源として通常、
駆動モータ６が用いられる。なお、軸受台４の垂直方向
の支持剛性は高く設定されている。この構成は、従来型
も同様である。本実施例では、図２に示す軸受支持部材
５を柔軸受型低速釣り合い試験装置と同じく板バネ等に
て水平方向の支持剛性を低く設定するとともに、軸受３
下部に磁気ダンパ８を設置し、パワーアンプ９、計算機
１０を設け、磁気ダンパ８を制御、軸受支持部材５の支
持剛性を変更できるよう構成されている。
合い試験装置で、両図に示すように、回転体２が、その
両側を低い支持剛性の軸受支持部材５を介して軸受台４
が支持する軸受３に支承され、その駆動源として通常、
駆動モータ６が用いられる。なお、軸受台４の垂直方向
の支持剛性は高く設定されている。この構成は、従来型
も同様である。本実施例では、図２に示す軸受支持部材
５を柔軸受型低速釣り合い試験装置と同じく板バネ等に
て水平方向の支持剛性を低く設定するとともに、軸受３
下部に磁気ダンパ８を設置し、パワーアンプ９、計算機
１０を設け、磁気ダンパ８を制御、軸受支持部材５の支
持剛性を変更できるよう構成されている。
【００１８】次に上記構成の作用について説明する。
【００１９】まず、低速釣り合い試験を行う場合は、軸
受支持剛性が低いため、この状態では、回転体２の不釣
り合い振動が過大となり、回転数を試験回転数（２００
〜３００rpm ）まで昇速することができない。そこで、
磁気ダンパ８を振動の減衰能として作用させる。具体的
には、図１及び図３に示すように、水平方向の軸振動計
７により検出された軸振動波形を計算機１０に取り込
み、微分処理し、その信号をパワーアンプ９を介して磁
気ダンパ８に導き、作動させることにより振動を抑制す
る。
受支持剛性が低いため、この状態では、回転体２の不釣
り合い振動が過大となり、回転数を試験回転数（２００
〜３００rpm ）まで昇速することができない。そこで、
磁気ダンパ８を振動の減衰能として作用させる。具体的
には、図１及び図３に示すように、水平方向の軸振動計
７により検出された軸振動波形を計算機１０に取り込
み、微分処理し、その信号をパワーアンプ９を介して磁
気ダンパ８に導き、作動させることにより振動を抑制す
る。
【００２０】次に高速釣り合い試験を行う場合は、磁気
ダンパ８をバネ項として作動させる。検出された軸振動
波形を計算機１０にて逆位相処理し、磁気ダンパ８を作
動させることにより、軸受支持剛性を高くしたと同等の
作用を奏することができる。
ダンパ８をバネ項として作動させる。検出された軸振動
波形を計算機１０にて逆位相処理し、磁気ダンパ８を作
動させることにより、軸受支持剛性を高くしたと同等の
作用を奏することができる。
【００２１】また、実プラントの軸受支持剛性は、一定
値ではなく、一例を図４に示すように、複雑な特性であ
り、固定された形状（板バネ等）では再現することは困
難である。しかし、本実施例の磁気ダンパ８による剛性
可変システムでは、計算機１０の制御用信号レベルを大
小可変にするだけでよく、容易に対応可能である。
値ではなく、一例を図４に示すように、複雑な特性であ
り、固定された形状（板バネ等）では再現することは困
難である。しかし、本実施例の磁気ダンパ８による剛性
可変システムでは、計算機１０の制御用信号レベルを大
小可変にするだけでよく、容易に対応可能である。
【００２２】以上の通り本実施例によれば、垂直方向の
高い支持剛性を有する軸受台４に、水平方向の低い支持
剛性を有する軸受支持部材５を介して、回転体２の軸受
３を懸吊支持し、軸受支持部材５の支持剛性を制御可能
に磁気ダンパ８を設置して、軸振動計７により検知する
回転体２の軸振動データにより計算機１０を通じて低速
域から高速域の広範囲の回転における釣り合い試験に適
合できるよう磁気ダンパ８の支持剛性を制御できるの
で、低速釣り合い試験、高速釣り合い試験の両方を一つ
の試験装置で実施できるという利点がある。
高い支持剛性を有する軸受台４に、水平方向の低い支持
剛性を有する軸受支持部材５を介して、回転体２の軸受
３を懸吊支持し、軸受支持部材５の支持剛性を制御可能
に磁気ダンパ８を設置して、軸振動計７により検知する
回転体２の軸振動データにより計算機１０を通じて低速
域から高速域の広範囲の回転における釣り合い試験に適
合できるよう磁気ダンパ８の支持剛性を制御できるの
で、低速釣り合い試験、高速釣り合い試験の両方を一つ
の試験装置で実施できるという利点がある。
【００２３】また、磁気ダンパ８を通じて支持剛性は無
段（連続的）に変更できるので、如何なる回転速度の試
験にも一つの装置で対応できるという利点がある。
段（連続的）に変更できるので、如何なる回転速度の試
験にも一つの装置で対応できるという利点がある。
【００２４】また、装置の構成は従来例と同様の構成に
軸振動計７、磁気ダンパ８、パワーアンプ９、計算機１
０を付設しただけの構成で目的を達するので、きわめて
簡便で、低コストで得られるという利点がある。
軸振動計７、磁気ダンパ８、パワーアンプ９、計算機１
０を付設しただけの構成で目的を達するので、きわめて
簡便で、低コストで得られるという利点がある。
【００２５】また、低・高速釣り合い試験のみならず実
プラント等、実機の複雑な軸受支持特性をも容易に再現
できるという利点がある。
プラント等、実機の複雑な軸受支持特性をも容易に再現
できるという利点がある。
【００２６】また、上述のような諸条件下の試験を一つ
の装置で実施できるので試験をきわめて能率的に（短期
間で）行なえるという利点がある。
の装置で実施できるので試験をきわめて能率的に（短期
間で）行なえるという利点がある。
【００２７】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の（１）〜（５）の効果を有する。
の（１）〜（５）の効果を有する。
【００２８】（１）．低速釣り合い試験装置と高速釣り
合い試験装置を同一軸受台にて行うことが可能となる。
合い試験装置を同一軸受台にて行うことが可能となる。
【００２９】（２）．低・高速兼用型とすることによ
り、従来２回実施していた、回転体の搬入据え付け、軸
受台の据え付け組み立て、軸受油のフラッシング作業等
は一回行うだけでよくなる。
り、従来２回実施していた、回転体の搬入据え付け、軸
受台の据え付け組み立て、軸受油のフラッシング作業等
は一回行うだけでよくなる。
【００３０】（３）．釣り合い試験作業の大幅な工期短
縮とコスト低減を行うことができる。
縮とコスト低減を行うことができる。
【００３１】（４）．実プラントの複雑な軸受支持特性
を容易に再現することができる。
を容易に再現することができる。
【００３２】（５）．実プラントに則した釣り合わせ作
業を行うことができる。
業を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例に係る回転体の低・高速釣り
合い試験装置の模式的構成図、
合い試験装置の模式的構成図、
【図２】上記実施例の釣り合い試験装置の軸受台の横断
面図、
面図、
【図３】上記実施例に用いる磁気タンパの制御信号の説
明図、
明図、
【図４】参考に示す実プラントにおける軸受支持剛性図
である。
である。
１ 釣り合い試験装置 ２ 回転体 ３ 軸受 ４ 軸受台 ５ 軸受支持部材 ６ 駆動モータ ７ 軸振動計 ８ 磁気ダンパ ９ パワーアンプ １０ 計算機
Claims (1)
- 【請求項１】 回転体の釣り合い試験装置において、低
速釣り合わせ可能な水平方向の低い支持剛性を有する軸
受支持部材と、同軸受支持部材を介して回転体の軸受を
支持する高速釣り合わせ可能な垂直方向の高い支持剛性
を有する軸受台と、同軸受台に対し上記軸受支持部材の
水平方向の支持剛性を変更可能な磁気ダンパと、回転体
の軸振動を垂直方向及び水平方向の２方向に亘って計測
可能な振動計と、同振動計の計測した振動データにより
釣り合い計算を行ない所要の支持剛性となるよう上記磁
気ダンパを制御する計算機とを具備してなることを特徴
とする回転体の低・高速釣り合い試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15341394A JP3224689B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 回転体の低・高速釣り合い試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15341394A JP3224689B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 回転体の低・高速釣り合い試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0815075A JPH0815075A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3224689B2 true JP3224689B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=15561954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15341394A Expired - Fee Related JP3224689B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 回転体の低・高速釣り合い試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3224689B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020058671A1 (en) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | Universal Balancing Limited | Apparatus for supporting a rotor during a balancing process |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100420928C (zh) * | 2003-12-30 | 2008-09-24 | 丰田自动车株式会社 | 长轴状旋转体的不平衡测定方法 |
| CN102175408B (zh) * | 2011-02-01 | 2012-07-04 | 华北电力大学 | 汽轮发电机组轴承座刚度实时辨识方法 |
| CN103759892A (zh) * | 2014-01-27 | 2014-04-30 | 杭州集智机电股份有限公司 | 具有搅油阻尼机构的软支撑平衡测试机 |
| CN104792482A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-22 | 南京航空航天大学 | 一种磁悬浮支承动态刚度精确测试方法 |
| CN113565588B (zh) * | 2020-04-29 | 2023-06-16 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 低压涡轮动平衡系统、动平衡工装及动平衡方法 |
| CN112729682A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 厦门大学 | 一种获取转子等效不平衡量的方法和改善转子临界转速振动响应的方法 |
| CN112834924A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 苏州苏试试验集团股份有限公司 | 可调刚度和高度设备的控制装置与控制方法 |
| CN112729683B (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-06 | 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司 | 一种动平衡工艺及其驱动装置 |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP15341394A patent/JP3224689B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020058671A1 (en) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | Universal Balancing Limited | Apparatus for supporting a rotor during a balancing process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0815075A (ja) | 1996-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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