JP4056179B2 - 重心位置計測装置 - Google Patents

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/12Static balancing; Determining position of centre of gravity

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービンやガスタービンのロータ外周に装着される動翼(ブレード)等の重心位置計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
蒸気タービンやガスタービンのタービン翼やガスタービンの圧縮機動翼をロータ外周に植え込む(装着する)際、植え込み後のロータのアンバランスを最小にするため、翼を植え込む前に、翼単体で、翼の重心位置を計測し、それに伴うモーメントウェイトを算出して翼植順序(配列)を決定している。
【0003】
以前から、このようなモーメントウェイト計測装置は使用しており、その計測時には、翼を図8に示すような方法で支持していた。即ち、タービン翼100 の翼頂部は、翼頂部重量計測用の電子秤101 上でローラ102 付きの受け具103 で支持する一方、ストレートのセレーションタイプ(クリスマスツリ型)の翼根部は、翼根部重量計測用の電子秤104 上でピン105 付きの受け具106 で支持するのである。
【0004】
これより、タービン翼100 の翼頂部重量と翼根部重量が計測され、これらが図示しないパソコンに入力され、このパソコンにより予め入力されていたローラ102 とピン105 との距離からタービン翼100 の重心位置が計測されると共に、これを基にモーメントウェイトが算出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のモーメントウェイト計測装置にあっては、タービン翼100 の翼根部がピン105 付きの受け具106 で支持されているため、ピン105 とタービン翼100 の接触部で、摩擦によるモーメントが働き(垂直方向以外の力が作用してコゼが生じて)タービン翼100 の水平保持が困難となることから、タービン翼100 をピン105 付きの受け具106 に乗せる際の置き方によって、計測値が大きくばらつき(各電子秤で20〜30g)、タービン翼100 の真の重心位置が計測されないという不具合があった。
【0006】
尚、翼根部の形状等が異なる圧縮機動翼やTルート動翼は、図9に示すように、圧縮機動翼100AやTルート動翼100Bの翼頂部と翼根部に、ローラ102 付きの受け具103 とピン105 付きの受け具106 の他に当て金107 を用いて長手方向(軸方向)の移動を規制していた。これらにおいても、ピン105 及び当て金107 と動翼100A,100Bの接触部において上述したのと同様な現象が生じ、計測値が安定しないと共に当て金107 により治具数が多くなりすぎるという不具合があった。
【0007】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、被計測体を水平保持が可能なように回転体で支持して計測精度の向上が図れると共に治具数の削減が図れる重心位置計測装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成する本発明の重心位置計測装置は、蒸気タービン又はガスタービンのロータ外周に装着される動翼の重心位置計測装置であって、
前記動翼の長手方向に当該動翼の重心を挾んで同動翼を回転体で支持する受け具を配し、これら受け具における前記動翼の重量を計測することで同動翼の重心位置を計測すると共に、
前記受け具は、前記動翼の翼頂部に1点、翼根部に同動翼の長手方向に離間して2点を設け、少なくとも翼根部の2点はそれぞれ同動翼の長手方向に移動して当該翼根部の一部を挟み込んで位置決め可能とし、
前記3点における重量を計測することによって前記動翼の重心位置を計測することを特徴とする。
【0009】
また、前記翼根部の2点の受け具は、その両者間の距離が前記動翼の型式に合わせて位置決め板を前記両者間に介在させることで調整可能になっていることを特徴とする。
【0010】
また、前記翼根部の2点の受け具は計測架台に固定された固定台上に第1の電子秤を介して取り付けられ、前記翼頂部の1点の受け具は計測架台に前記固定台に対し接離する方向に移動可能に設けられたスライド台上に第2の電子秤を介して取り付けられることを特徴とする。
【0011】
また、前記翼頂部の1点の受け具は高さ調整可能であることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る重心位置計測装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【0016】
[第一実施例]
[構成]
図1は本発明の第一実施例を示す重心位置計測装置の要部の構造説明図、図2は同じく全体構成説明図、図3は同じく計測時の作用説明図である。
【0017】
図1及び図2に示すように、ベース1上に計測架台2が設置され、この計測架台2の一端側に固定台3を介して翼根部重量計測用の電子秤4が配備される一方、他端側にスライド台5を介して翼頂部重量計測用の電子秤6が配備される。これら電子秤4,6の計測値は計測架台2側方の翼根部重量表示器30及び翼頂部重量表示器31にそれぞれ表示されると共に図示しないパソコンに入力される。
【0018】
前記スライド台5は、計測架台2上に敷設された一対のレール(リニアガイド)7上を、ラックアンドピニオン式の動力伝達手段8を介してピニオン回転用のハンドル9の回動操作で、前記固定台3に対し接離する方向に移動可能になっている。図中10はスライド台5をレール7上に固定するためのクランプ装置であり、11はスライド台5の移動量を計測するリニアスケールでその計測値は計測架台2側方のスライド台位置表示器32に表示されると共に図示しないパソコンに入力される。
【0019】
そして、前記電子秤4上には、回転体としてのローラ12付きの受け具13が取り付けられ、このローラ12上に蒸気タービンやガスタービンのタービン翼(被計測体)W1 のストレートのセレーションタイプの翼根部W1aを支持し得るようになっている。一方、電子秤6上には、同じく回転体としてのローラ14付きの受け具15が取り付けられ、このローラ14上に前記タービン翼W1 の翼頂部W1bを支持し得るようになっている。
【0020】
前記受け具13は、一対のブラケット20間に横架された支持軸21上に短尺なローラ12を複数個(図中では2個)回動可能に嵌合してなる。一方、前記受け具15は、一対のブラケット22間に横架された支持軸23上に長尺なローラ14を1個回動可能に嵌合してなると共に、前記一対のブラケット22に介装される調整金具(スペーサ)24の交換で高さ調整が可能になっている。
【0021】
[作用]
このように構成されるため、前記タービン翼W1 の重心位置を計測するにあたっては、先ず、図3に示すように、受け具15の高さを当該タービン翼W1 に対応した調整金具24をブラケット22に介装して調整する。
【0022】
次に、当該タービン翼W1 に対応した寸法ゲージ33を受け具13と受け具15との間に置いて前述したハンドル9の回動操作でスライド台5の位置合わせをした後、クランプ装置10でスライド台5をレール7上に固定する。
【0023】
この後、タービン翼W1 を前記二つの受け具13,15上に乗せれば、電子秤4,6によりタービン翼W1 の翼根部W1aの重量と翼頂部W1bの重量がそれぞれ計測され、その計測値が図示しないパソコンに入力されると共に翼根部重量表示器30及び翼頂部重量表示器31にそれぞれ表示される。
【0024】
この際、タービン翼Wの翼根部W1aと翼頂部W1bは、共に受け具13,15上において、ローラ12,14で支持されるため、ローラ12,14とタービン翼W1 の接触部の摩擦が減じられ、コゼを無くしてタービン翼W1 を水平に保持でき、バラツキが無く安定した計測が行われる。
【0025】
これにより、図示しないパソコンにより、タービン翼W1 の真の重心位置が計測され、これを基にモーメントウェイトが算出される。
【0026】
即ち、図4に示すように、計測された翼頂部W1bの重量A及び翼根部W1aの重量Bと、リニアスケール11から予め入力されていたローラ12とローラ14との距離L2 とからタービン翼W1 の重心位置L1 が計測されると共に、この重心位置L1 に前記タービン翼W1 が装着されるロータの半径Rをプラスした値と、前記重量Aと重量Bをプラスした値とからモーメントウェイトMが算出されるのである(図4の(b)参照)。そして、パソコンでは、これを基に前記ロータにおける翼植え込み最適バランスを得るため、図4の(a)に示すような配列計算を行うのである。
【0027】
[第二実施例]
図5は本発明の第二実施例を示す重心位置計測装置の要部の構造説明図である。
【0028】
これは、圧縮機動翼W2 の翼根部W2aをローラ12a付きの受け具13aとローラ12b付きの受け具13bとで前記翼根部W2aのテーパ部を挾むようにして支持すると共に、これら二つの受け具13a,13b間の距離を圧縮機動翼W2 の型式に合わせて位置決め板35で調整可能にした例である。
【0029】
この実施例によれば、第一実施例と同様の作用・効果が得られる他に、圧縮機動翼W2 を長手方向に位置規制する当て金等が不要となり治具数の削減が図れるという利点がある。
【0030】
[第三実施例]
図6は本発明の第三実施例を示す重心位置計測装置の要部の構造説明図である。
【0031】
これは、Tルート動翼W3 の翼根部W3aを、第二実施例と同様に、ローラ12a付きの受け具13aとローラ12b付きの受け具13bとで前記翼根部W3aの基板部を挾むようにして支持した例である。
【0032】
この実施例によれば、第二実施例と同様の作用・効果が得られる。
【0033】
[第四実施例]
図7は本発明の第四実施例を示す重心位置計測装置の要部の構造説明図である。
【0034】
これは、カーブドセレーションタイプの翼根部W4aを有したタービン翼W4 の前記翼根部W4aにおいて、下面は回転体としてのボール36a付きの受け具37aとボール36b付きの受け具37bとで所定の距離をおいて支持する一方、横は同じく回転体としての長尺のローラ38付きの受け具39で位置規制するようにした例である。
【0035】
この実施例によれば、第一実施例と同様の作用・効果が得られる。
【0036】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。
【0037】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る重心位置計測装置は、蒸気タービン又はガスタービンのロータ外周に装着される動翼の重心位置計測装置であって、前記動翼の長手方向に当該動翼の重心を挾んで同動翼を回転体で支持する受け具を配し、これら受け具における前記動翼の重量を計測することで同動翼の重心位置を計測すると共に、前記受け具は、前記動翼の翼頂部に1点、翼根部に同動翼の長手方向に離間して2点を設け、少なくとも翼根部の2点はそれぞれ同動翼の長手方向に移動して当該翼根部の一部を挟み込んで位置決め可能とし、前記3点における重量を計測することによって前記動翼の重心位置を計測することを特徴とするので、回転体と動翼の接触部の摩擦が減じられ、コゼを無くして動翼を水平に保持でき、バラツキが無く安定した計測が行われる。
【0038】
また、前記翼根部の2点の受け具は計測架台に固定された固定台上に第1の電子秤を介して取り付けられ、前記翼頂部の1点の受け具は計測架台に前記固定台に対し接離する方向に移動可能に設けられたスライド台上に第2の電子秤を介して取り付けられることを特徴とするので、仕様等の異なる種々の動翼に容易に対応して計測できる。
【0039】
また、前記翼頂部の1点の受け具は高さ調整可能であることを特徴とするので、仕様等の異なる種々の動翼に容易に対応して計測できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を示す重心位置計測装置の要部の構造説明図である。
【図2】同じく全体構成説明図である。
【図3】同じく計測時の作用説明図である。
【図4】パソコンにおけるモーメントバランス計測の原理図である。
【図5】本発明の第二実施例を示す重心位置計測装置の要部の構造説明図である。
【図6】本発明の第三実施例を示す重心位置計測装置の要部の構造説明図である。
【図7】本発明の第四実施例を示す重心位置計測装置の要部の構造説明図である。
【図8】従来の重心計測装置の構造説明図である。
【図9】従来の異なった重心計測装置の構造説明図である。
【符号の説明】
1 ベース
2 計測架台
3 固定台
4 電子秤
5 スライド台
6 電子秤
7 レール
8 動力伝達手段
9 ハンドル
10 クランプ装置
11 リニアスケール
12,12a,12b ローラ
13,13a,13b 受け具
14 ローラ
15 受け具
20 ブラケット
21 支持軸
22 ブラケット
23 支持軸
24 調整金具
30 翼根部重量表示器
31 翼頂部重量表示器
32 スライド台位置表示器
35 位置決め板
36a,36b ボール
37a,37b 受け具
38 ローラ
39 受け具
1 ,W4 タービン翼
2 圧縮機動翼
3 Tルート動翼

Claims (4)

  1. 蒸気タービン又はガスタービンのロータ外周に装着される動翼の重心位置計測装置であって、
    前記動翼の長手方向に当該動翼の重心を挾んで同動翼を回転体で支持する受け具を配し、これら受け具における前記動翼の重量を計測することで同動翼の重心位置を計測すると共に、
    前記受け具は、前記動翼の翼頂部に1点、翼根部に同動翼の長手方向に離間して2点を設け、少なくとも翼根部の2点はそれぞれ同動翼の長手方向に移動して当該翼根部の一部を挟み込んで位置決め可能とし、
    前記3点における重量を計測することによって前記動翼の重心位置を計測することを特徴とする重心位置計測装置。
  2. 前記翼根部の2点の受け具は、その両者間の距離が前記動翼の型式に合わせて位置決め板を前記両者間に介在させることで調整可能になっていることを特徴とする請求項1記載の重心位置計測装置。
  3. 前記翼根部の2点の受け具は計測架台に固定された固定台上に第1の電子秤を介して取り付けられ、前記翼頂部の1点の受け具は計測架台に前記固定台に対し接離する方向に移動可能に設けられたスライド台上に第2の電子秤を介して取り付けられることを特徴とする請求項1又は2記載の重心位置計測装置。
  4. 前記翼頂部の1点の受け具は高さ調整可能であることを特徴とする請求項記載の重心位置計測装置。
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