JP3278452B2 - 回転体連結部の調整支援装置 - Google Patents
回転体連結部の調整支援装置Info
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- JP3278452B2 JP3278452B2 JP07983492A JP7983492A JP3278452B2 JP 3278452 B2 JP3278452 B2 JP 3278452B2 JP 07983492 A JP07983492 A JP 07983492A JP 7983492 A JP7983492 A JP 7983492A JP 3278452 B2 JP3278452 B2 JP 3278452B2
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- rotating body
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- vibration
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/14—Determining unbalance
- G01M1/16—Determining unbalance by oscillating or rotating the body to be tested
- G01M1/22—Determining unbalance by oscillating or rotating the body to be tested and converting vibrations due to unbalance into electric variables
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軸受特性が回転数の上昇
に伴って大きく変化する回転機にも対応できる回転体連
結部の調整支援装置に関する。
に伴って大きく変化する回転機にも対応できる回転体連
結部の調整支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に回転体のモータ軸とポンプ軸が連
結継手で結合された回転機の回転体連結部の調整はアン
バランス力を低減させるように連結部を調整する偏芯の
方向と量を推定することが必要である。この偏芯の方向
と量を求める方法としては直読法と分析法がある。
結継手で結合された回転機の回転体連結部の調整はアン
バランス力を低減させるように連結部を調整する偏芯の
方向と量を推定することが必要である。この偏芯の方向
と量を求める方法としては直読法と分析法がある。
【０００３】前者は計測器にダイヤルゲージを用い、ポ
ンプ速度を低回転にした状態または手回しで行われ、連
結部の軸振れ量の計測および調整量の算出は点検員が自
ら行っている。
ンプ速度を低回転にした状態または手回しで行われ、連
結部の軸振れ量の計測および調整量の算出は点検員が自
ら行っている。
【０００４】後者は計測器に非接触変位計を用いて回転
同期振動成分を抽出し、図４に示すようにポンプの軸受
特性が一定であると仮定して、振幅と位相からなる振動
ベクトル（Ｎ1 ，Ｎ2 ）を一自由度のモード円に近似す
ることにより、回転数０（Ｎ0 ）における振動ベクトル
を求め、モード円との接線の方向からアンバランス力の
方向つまり回転体連結部の偏芯方向（⇒印）が得られ、
この逆方向が調整する偏芯方向となる。また、偏芯量の
振幅に対する影響係数から、修正偏芯量を推定すること
ができる。
同期振動成分を抽出し、図４に示すようにポンプの軸受
特性が一定であると仮定して、振幅と位相からなる振動
ベクトル（Ｎ1 ，Ｎ2 ）を一自由度のモード円に近似す
ることにより、回転数０（Ｎ0 ）における振動ベクトル
を求め、モード円との接線の方向からアンバランス力の
方向つまり回転体連結部の偏芯方向（⇒印）が得られ、
この逆方向が調整する偏芯方向となる。また、偏芯量の
振幅に対する影響係数から、修正偏芯量を推定すること
ができる。
【０００５】なお、図４において（ａ）は回転軸１ａ，
１ｂ間の連結継手２ａ，２ｂに変位センサ５とパルスセ
ンサ７を離間して配置し、回転させた場合の連結調整手
段を示している。また同図（ｂ）は（ａ）における位相
と振幅との関係を示している。図中、θは角度を示し、
θ1 はマーカと偏芯方向との角度を示している。
１ｂ間の連結継手２ａ，２ｂに変位センサ５とパルスセ
ンサ７を離間して配置し、回転させた場合の連結調整手
段を示している。また同図（ｂ）は（ａ）における位相
と振幅との関係を示している。図中、θは角度を示し、
θ1 はマーカと偏芯方向との角度を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、再循環
ポンプのように回転数の上昇に伴って軸受特性が大きく
変化する回転機では図４に示すように回転数によって共
振周波数が異なる。また、振幅には回転数に依存する動
的な成分と回転体の表面形状不整による回転数に依存し
ない静的な成分があり、軸受特性が一定であるとする従
来の調整手段では精度良い推定が困難であるため、調整
作業時間が長く必要となる。
ポンプのように回転数の上昇に伴って軸受特性が大きく
変化する回転機では図４に示すように回転数によって共
振周波数が異なる。また、振幅には回転数に依存する動
的な成分と回転体の表面形状不整による回転数に依存し
ない静的な成分があり、軸受特性が一定であるとする従
来の調整手段では精度良い推定が困難であるため、調整
作業時間が長く必要となる。
【０００７】また、変位センサ５およびパルスセンサ７
などの計測センサがダイヤルゲージのため、低回転時の
振動情報しか得られず、複数点の回転数における振動値
から定格回転時の振動値を予測し、かつ、この予測した
振動値が基準値を超えないように考慮して調整すること
が困難な課題がある。
などの計測センサがダイヤルゲージのため、低回転時の
振動情報しか得られず、複数点の回転数における振動値
から定格回転時の振動値を予測し、かつ、この予測した
振動値が基準値を超えないように考慮して調整すること
が困難な課題がある。
【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、回転数によって軸受特性が大きく変化する回
転機にも対応できる精度良い連結調整手段と、現場にお
いて振動状況を即時把握することができる回転体連結部
の調整支援装置を提供することにある。
たもので、回転数によって軸受特性が大きく変化する回
転機にも対応できる精度良い連結調整手段と、現場にお
いて振動状況を即時把握することができる回転体連結部
の調整支援装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は連結部を有する
回転体の前記連結部の軸振動を検出する複数の変位セン
サと、前記回転体の周波数及び周方向の基準位置を検出
する複数のパルスセンサと、前記変位センサ及び前記パ
ルスセンサから出力される各々の検出信号を入力して前
記回転体の各々の測定位置の軸振動情報信号を収集する
前処理装置と、前記前処理装置から出力される軸振動情
報信号を入力し物理量変換して前記回転体の周波数分析
と次数解析を行うとともに、前記回転体の軸受特性が回
転数の上昇に伴って変化する連結調整算出アルゴリズム
に従って修正偏芯方向及び偏芯量を算出する演算部と、
この演算部による前記連結調整算出アルゴリズムの結果
をもとに現状の偏芯方向と偏芯量及び修正偏芯方向と修
正偏芯量を画面提示し、前記周波数分析と次数解析をも
とに回転数変化及び経時変化スペクトルの振動状況を把
握する実行部とを具備したことを特徴とする。
回転体の前記連結部の軸振動を検出する複数の変位セン
サと、前記回転体の周波数及び周方向の基準位置を検出
する複数のパルスセンサと、前記変位センサ及び前記パ
ルスセンサから出力される各々の検出信号を入力して前
記回転体の各々の測定位置の軸振動情報信号を収集する
前処理装置と、前記前処理装置から出力される軸振動情
報信号を入力し物理量変換して前記回転体の周波数分析
と次数解析を行うとともに、前記回転体の軸受特性が回
転数の上昇に伴って変化する連結調整算出アルゴリズム
に従って修正偏芯方向及び偏芯量を算出する演算部と、
この演算部による前記連結調整算出アルゴリズムの結果
をもとに現状の偏芯方向と偏芯量及び修正偏芯方向と修
正偏芯量を画面提示し、前記周波数分析と次数解析をも
とに回転数変化及び経時変化スペクトルの振動状況を把
握する実行部とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明によれば、回転数によって軸受特性が大
きく変化する回転機にも対応できる連結調整算出アルゴ
リズムを用いて連結調整計算をすれば、軸受特性が一定
であるとする従来の調整手段に比較して定格回転時にお
ける振動値および回転数０における振動ベクトル、すな
わち静的成分（回転体の表面形状による回転数に依存し
ない成分）が予測でき、この予測値から精度良い連結調
整方法を提示することができる。また、回転体の連結調
整作業を短時間で行うことができるとともに現場におい
て振動状況を即時把握することができる。
きく変化する回転機にも対応できる連結調整算出アルゴ
リズムを用いて連結調整計算をすれば、軸受特性が一定
であるとする従来の調整手段に比較して定格回転時にお
ける振動値および回転数０における振動ベクトル、すな
わち静的成分（回転体の表面形状による回転数に依存し
ない成分）が予測でき、この予測値から精度良い連結調
整方法を提示することができる。また、回転体の連結調
整作業を短時間で行うことができるとともに現場におい
て振動状況を即時把握することができる。
【００１１】
【実施例】本発明に係る回転体連結部の調整支援装置の
一実施例を図１から図３に基づいて説明する。図１は本
発明に係る回転体連結部の調整支援装置の全体構成を系
統図で示している。図１において、回転軸１ａ，１ｂは
連結継手２ａ，２ｂによって連結され回転体３を構成す
る。回転体３の軸振動計測は前処理装置４において実行
される。この前処理装置４では回転体３の軸振動量の計
測は複数個の変位センサ５および増幅機６ａによって、
回転体３の回転数および周方向の基準位置の検出はパル
スセンサ７および各種アンプ（増幅器）６ａ，６ｂによ
って行われる。
一実施例を図１から図３に基づいて説明する。図１は本
発明に係る回転体連結部の調整支援装置の全体構成を系
統図で示している。図１において、回転軸１ａ，１ｂは
連結継手２ａ，２ｂによって連結され回転体３を構成す
る。回転体３の軸振動計測は前処理装置４において実行
される。この前処理装置４では回転体３の軸振動量の計
測は複数個の変位センサ５および増幅機６ａによって、
回転体３の回転数および周方向の基準位置の検出はパル
スセンサ７および各種アンプ（増幅器）６ａ，６ｂによ
って行われる。
【００１２】得られた計測信号はローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）および（Ｓ／Ｈ）を通ってＡ／Ｄ変換される。前
処理装置４で収集された振動情報は演算部において、物
理量換算した後、周波数分析と次数分析され、次に、連
結調整算出アルゴリズムに従って連結調整計算が行わ
れ、最適な連結調整方法が求められる。
ＰＦ）および（Ｓ／Ｈ）を通ってＡ／Ｄ変換される。前
処理装置４で収集された振動情報は演算部において、物
理量換算した後、周波数分析と次数分析され、次に、連
結調整算出アルゴリズムに従って連結調整計算が行わ
れ、最適な連結調整方法が求められる。
【００１３】上述の連結調整算出アルゴリズムを図２に
示す。図２から連結調整方法を求めるには初めに、回転
数ω1 の倍長波成分５Ｎ（羽根切り成分）との共振現象
を利用して、その回転数ω1 における共振周波数ωR を
回転数ω1 と振幅ｒT1と位相θT1から求める。この時
に、回転同期振動１Ｎの振動ベクトル成分（ωn ，
ｒTn，θTn）も同時に求める。
示す。図２から連結調整方法を求めるには初めに、回転
数ω1 の倍長波成分５Ｎ（羽根切り成分）との共振現象
を利用して、その回転数ω1 における共振周波数ωR を
回転数ω1 と振幅ｒT1と位相θT1から求める。この時
に、回転同期振動１Ｎの振動ベクトル成分（ωn ，
ｒTn，θTn）も同時に求める。
【００１４】次に、回転数を変化（ω2 〜ωi ）させな
がら回転同期振動の振動ベクトル成分を数点求め、結果
（ω1 〜ωi ）を多項式近似（ｒT ＝ｆ（ω），θT ＝
ｇ（ω））により回転数０（ω0 ）における静的な成分
（ｒ0 ＝ｆ（０），θ0 ＝ｇ（０））を算出する。さら
に、先に得られた各回転数における回転同期振動の振動
ベクトルから静的成分を差し引くことにより回転数に依
存する動的な成分〔（ｒn ，θn ）＝（ｒTn，θTn）−
（ｒ0 ，θ0 ）〕を求めることができる。
がら回転同期振動の振動ベクトル成分を数点求め、結果
（ω1 〜ωi ）を多項式近似（ｒT ＝ｆ（ω），θT ＝
ｇ（ω））により回転数０（ω0 ）における静的な成分
（ｒ0 ＝ｆ（０），θ0 ＝ｇ（０））を算出する。さら
に、先に得られた各回転数における回転同期振動の振動
ベクトルから静的成分を差し引くことにより回転数に依
存する動的な成分〔（ｒn ，θn ）＝（ｒTn，θTn）−
（ｒ0 ，θ0 ）〕を求めることができる。
【００１５】よって、最終的に求めるべき調整偏芯方向
θと調整偏芯量δは、初めに求めた共振周波数ωR とそ
の時点の動的成分〔（ｒ1 ，θ1 ）＝（ｒT1，θT1）−
（ｒ0 ，θ0 ）〕および任意回転数の動的成分から、下
式の振動応答関数を利用して得られる。
θと調整偏芯量δは、初めに求めた共振周波数ωR とそ
の時点の動的成分〔（ｒ1 ，θ1 ）＝（ｒT1，θT1）−
（ｒ0 ，θ0 ）〕および任意回転数の動的成分から、下
式の振動応答関数を利用して得られる。
【００１６】
【数１】
【００１７】次に本発明の実施例の作用を説明する。図
３は図１における実行部８の機能図を示している。同図
から連結調整計算結果をもとに連結調整支援機能によっ
て現状の偏芯方向と偏芯量および修正偏芯方向と修正偏
芯量を画面提示することで、精度良い連結調整作業を支
援できる。
３は図１における実行部８の機能図を示している。同図
から連結調整計算結果をもとに連結調整支援機能によっ
て現状の偏芯方向と偏芯量および修正偏芯方向と修正偏
芯量を画面提示することで、精度良い連結調整作業を支
援できる。
【００１８】また、物理量変換結果をもとにリアルタイ
ムモニタ機能によって振動波形およびスペクトルを、さ
らに周波数分析と次数解析結果をもとに振動状況監視機
能によって回転数変化および経時変化ベクトル・振動モ
ード等を画面提示することで、振動状況を即時把握する
ことができる。
ムモニタ機能によって振動波形およびスペクトルを、さ
らに周波数分析と次数解析結果をもとに振動状況監視機
能によって回転数変化および経時変化ベクトル・振動モ
ード等を画面提示することで、振動状況を即時把握する
ことができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、連結調整算出アルゴリ
ズムを用いた連結調整計算によって、精度良い回転体の
連結調整方法を提示することにより調整方法の信頼性向
上および調整作業の効率化が図られ、産業上極めて有益
なものである。
ズムを用いた連結調整計算によって、精度良い回転体の
連結調整方法を提示することにより調整方法の信頼性向
上および調整作業の効率化が図られ、産業上極めて有益
なものである。
【図１】本発明に係る回転体連結部の調整支援装置の一
実施例を示す系統図。
実施例を示す系統図。
【図２】図１における連結調整計算に用いる連結調整算
出アルゴリズム図。
出アルゴリズム図。
【図３】図１における実行部を示す機能図。
【図４】（ａ）は従来の連結調整手段を示す模式図、
（ｂ）は（ａ）における位相と振幅との関係を示すグラ
フ図。
（ｂ）は（ａ）における位相と振幅との関係を示すグラ
フ図。
１ａ，１ｂ…回転軸、２ａ，２ｂ…連結継手、３…回転
体、４…前処理装置、５…変位センサ、６ａ，６ｂ…増
幅器、７…パルスセンサ、８…実行部。
体、４…前処理装置、５…変位センサ、６ａ，６ｂ…増
幅器、７…パルスセンサ、８…実行部。
Claims (1)
- 【請求項１】 連結部を有する回転体の前記連結部の軸
振動を検出する複数の変位センサと、前記回転体の周波
数及び周方向の基準位置を検出する複数のパルスセンサ
と、前記変位センサ及び前記パルスセンサから出力され
る各々の検出信号を入力して前記回転体の各々の測定位
置の軸振動情報信号を収集する前処理装置と、前記前処
理装置から出力される軸振動情報信号を入力し物理量変
換して前記回転体の周波数分析と次数解析を行うととも
に、前記回転体の軸受特性が回転数の上昇に伴って変化
する連結調整算出アルゴリズムに従って修正偏芯方向及
び偏芯量を算出する演算部と、この演算部による前記連
結調整算出アルゴリズムの結果をもとに現状の偏芯方向
と偏芯量及び修正偏芯方向と修正偏芯量を画面提示し、
前記周波数分析と次数解析をもとに回転数変化及び経時
変化スペクトルの振動状況を把握する実行部とを具備し
たことを特徴とする回転体連結部の調整支援装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07983492A JP3278452B2 (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | 回転体連結部の調整支援装置 |
| US08/043,371 US5502650A (en) | 1992-04-01 | 1993-04-01 | Apparatus for adjusting rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07983492A JP3278452B2 (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | 回転体連結部の調整支援装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05284689A JPH05284689A (ja) | 1993-10-29 |
| JP3278452B2 true JP3278452B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=13701244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07983492A Expired - Fee Related JP3278452B2 (ja) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | 回転体連結部の調整支援装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5502650A (ja) |
| JP (1) | JP3278452B2 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6507804B1 (en) | 1997-10-14 | 2003-01-14 | Bently Nevada Corporation | Apparatus and method for compressing measurement data corelative to machine status |
| DE19803956A1 (de) * | 1998-02-03 | 1999-08-05 | Schenck Vibro Gmbh | Verfahren zur schwingungsdiagnostischen Überwachung rotierender Maschinen, insbesondere Pumpspeichersätzen in Wasserkraftwerken |
| SE9801247L (sv) * | 1998-04-08 | 1999-07-05 | Nils Christer Svensson | Mätutrustning innefattande två sensorer |
| US6505143B1 (en) | 2000-01-20 | 2003-01-07 | General Electric Company | Machine protection system for rotating equipment and method |
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| JP2003302305A (ja) * | 2002-04-12 | 2003-10-24 | Nagahama Seisakusho:Kk | 不釣合い修正方法および装置 |
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| US7648338B1 (en) | 2006-09-14 | 2010-01-19 | Sikorsky Aircraft Corporation | Dual higher harmonic control (HHC) for a counter-rotating, coaxial rotor system |
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-
1992
- 1992-04-01 JP JP07983492A patent/JP3278452B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1993
- 1993-04-01 US US08/043,371 patent/US5502650A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5502650A (en) | 1996-03-26 |
| JPH05284689A (ja) | 1993-10-29 |
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