JP4243639B2 - Rotating body misalignment calculating method and misalignment calculating system - Google Patents
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Description
本発明は、回転体の芯ずれを算出する方法及び芯ずれ算出システムに関する。 The present invention relates to a method for calculating misalignment of a rotating body and a misalignment calculation system.
一般に回転体に軸曲りや芯ずれが発生すると回転体は不釣合い状態となり、運転中に軸振動が発生する原因となる。この軸振動が過大となると、軸受部に異常が発生し、正常な運転が出来なくなる。また、この過大振動が更に進行すると、軸の破損事故に繋がる場合もある。従って、このような事故を予防するため、回転体の軸曲がりや芯ずれを許容値内に納めることが重要である。 In general, when the rotating body is bent or misaligned, the rotating body becomes unbalanced, which causes shaft vibration during operation. If this shaft vibration becomes excessive, an abnormality occurs in the bearing portion and normal operation cannot be performed. Further, if this excessive vibration further progresses, it may lead to a shaft breakage accident. Accordingly, in order to prevent such an accident, it is important to keep the shaft bending or misalignment of the rotating body within an allowable value.
本発明の対象となる回転体には、ガスタービンロータの他に、蒸気タービンロータ、圧縮機用ロータ、水車用ロータ、各種ポンプ用ロータ、各種ブロア用ロータ等の回転機用ロータが含まれる。 In addition to the gas turbine rotor, the rotating body that is the subject of the present invention includes a rotor for a rotating machine such as a steam turbine rotor, a compressor rotor, a turbine rotor, various pump rotors, and various blower rotors. .
ガスタービンロータを一例に具体的に説明する。図11は、ガスタービンロータの一般的な構造図を示す。ガスタービンロータ1は、圧縮機ロータ部10とタービンロータ部20及び両者を接続する中間軸25から構成され、圧縮機ロータ部10、タービンロータ部20はともに、外周に放射状に動翼11を植え込んだ円盤状のロータディスク50から構成されている。ガスタービンロータ1は、これらロータディスク50をロータ軸線方向に積層してスピンドルボルト30で締結し、両端を軸受S1、S2で支持された一体構造となっている。
A gas turbine rotor will be specifically described as an example. FIG. 11 shows a general structural diagram of a gas turbine rotor. The
このような構成のガスタービンロータ1に軸曲りが発生した場合、軸振動の原因になる。また、ロータディスク50の外周に装着された動翼11の先端と外側のケーシング(図示せず)との隙間は、周方向にほぼ一定となるように調整されている。軸振動が大きくなると、動翼先端とケーシングとが干渉し、運転不能となる場合がある。そのため、軸曲がり量が許容値内に納まるよう、ロータ組立時に調整する必要があり、また軸曲がりが許容値を超えた場合には、その軸曲がりを矯正する必要がある。
When a shaft bend occurs in the
軸曲がりの矯正は以下の手順で行っている。図11に示すガスタービンロータ1の構成において、ロータディスク50毎に芯ずれ量及び芯ずれ角度からなる芯ずれデータを算出し、ガスタービンロータ1の軸曲がり分布を算出する。軸曲がり分布の1例を、図12に示す。横軸はロータの軸受S1からの距離を示し、縦軸は各ロータディスク50の芯ずれ量を表している。
The following procedure is used to correct shaft bending. In the configuration of the
軸曲がりが発生する要因の1つは、ロータディスク50の厚さが均一でないことにある。そのため、ロータディスク50の積層の仕方によっては、ロータディスク50の芯ずれ量が許容値をこえる場合がある。このような場合は、軸曲がり分布から修正すべきロータディスク50を選定し、ロータディスク50の接手面を切削して、ロータディスク50間の接触面角度(α)が小さくなるように調整して、ガスタービンロータ1の軸曲がりを矯正している(図13)。
One of the factors that cause the shaft bending is that the thickness of the
図13は、ガスタービンロータ1の軸曲がりが発生した状態を示したものである。ロータディスク50、ロータディスク接手面51、隣接するロータディスク50同士間の接触面角度(α)、ロータ軸心の芯ずれ量とロータディスク50の径方向の振れ量の関係が示されている。
FIG. 13 shows a state in which the shaft bending of the
ロータディスク50の径方向の振れ量は、各ロータディスク50の外表面52において、ロータを回転させながら周方向へ等間隔に複数の計測点を選定し、各計測点での変位計の読みから、その計測点での径方向の変位量を計測して得られる。即ち、計測開始点を基準(便宜上、計測開始点の変位量を0とする)として、各計測点における計測開始点に対するロータ径方向の変位量を各計測点における振れ量としている。変位計としては、公知の各種センサーが適用される。例えば、ダイヤルゲージ等の接触センサーの他に、レーザセンサー、静電容量式センサー、超音波センサー等の非接触式センサーが使用できる。
The amount of runout in the radial direction of the
各計測点における振れ量の計測値から芯ずれデータを算出する。図13に示すように、ガスタービンロータ1の径方向の振れ量は、ロータディスク50の外表面52とロータ回転中心との距離の変動幅で示される。ここで、ロータ回転中心とは、軸受S1と軸受S2の中心間を結ぶ直線をいう。ロータディスク50の外表面52における振れ量の計測値から、計測対象であるロータディスク50の断面の図形中心O1を算出し、算出された図形中心O1とロータ回転中心O2とのずれを芯ずれとしている。このようにして得られた芯ずれを定量的に表示したものが、芯ずれ量と芯ずれ角度からなる芯ずれデータである。
Misalignment data is calculated from the measured value of the shake amount at each measurement point. As shown in FIG. 13, the radial shake amount of the
特許文献1及び特許文献2には、一般的な回転体の芯ずれ算出方法が開示されている。また、芯ずれの算出手段として、最小二乗法等の手法が示されている。
一般に、回転体の芯ずれを検査する場合、検査員が現場で計測したデータをオンラインで取り込み、瞬時に計測結果を検査員にフィードバックして、必要に応じて再計測する必要がある。そのためには、簡易な算出方法を選定することが望ましい。しかし、特許文献1及び特許文献2に示す方法では、膨大な計算量を必要とするため、より簡便な方法が望まれている。
In general, when inspecting misalignment of a rotating body, it is necessary to capture data measured by the inspector at the site online, feed back the measurement result to the inspector instantly, and remeasure as necessary. For this purpose, it is desirable to select a simple calculation method. However, since the methods shown in
また、回転体の外表面には錆の発生や傷の付いた状態で検査する場合がある。このような異常外表面をたまたま計測点に選定した場合、変位計は正常な外表面を計測しているとは言えず、計測値は異常値として除外する必要がある。 In addition, the outer surface of the rotating body may be inspected with rust or scratches. When such an abnormal outer surface happens to be selected as a measurement point, it cannot be said that the displacement meter is measuring a normal outer surface, and the measured value must be excluded as an abnormal value.
しかし、特許文献1及び特許文献2に示される従来の芯ずれ算出方法に適用される最小二乗法等では、本来、高精度の算出方法ではあるが、異常値を含んだ計測を行った場合、異常値をそのまま取り込んで芯ずれ量が算出される。
そのため、異常値の影響を受けて、期待するほどの精度が得られないし、また異常値を除外することが困難という問題点がある。
一方、異常値の影響を少なくするためには、出来るだけ多くの計測点を選定する必要があり、膨大な計算が必要になるという問題点がある。
However, in the least square method applied to the conventional misalignment calculation method shown in
Therefore, there is a problem that the expected accuracy cannot be obtained due to the influence of the abnormal value, and it is difficult to exclude the abnormal value.
On the other hand, in order to reduce the influence of abnormal values, it is necessary to select as many measurement points as possible, and there is a problem that enormous calculation is required.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、従来法より簡便な芯ずれ算出方法及び芯ずれ算出システムの提供を目的とするものである。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a misalignment calculation method and misalignment calculation system that are simpler than conventional methods.
第1の手段は、回転体の芯ずれ算出方法であって、該回転体を回転させながら周方向の外表面に沿って少なくとも4点以上の計測点において変位計により計測された計測値に基づき前記回転体の径方向の変位量を導出し、全ての計測点における前記径方向の変位量及び各計測点の計測角度から任意の3点を選択してこれら3点により決定される1つの円を計算円として算出し、該計算円から全ての前記計測点に対する前記計測点と同じ計測角度で前記計算円上にある径方向の値を計算円値として算出し、該計算円値と前記径方向の変位量との差を各計測点に対する誤差量として算出し、該誤差量を合計して誤差量合計値を導出し、全ての計測点に対する計測点の3点の組合せ数についてそれぞれ計算を繰返して各々誤差量合計値を算出し、得られた全ての組合せ数についての誤差量合計値の中からそれが最小となる計算円を最確円に選定し、該最確円の中心と前記回転体の回転中心とのずれを最確円芯ずれデータとして算出する、ことを特徴とする。 The first means is a method for calculating the misalignment of a rotating body, based on measured values measured by a displacement meter at at least four measurement points along the circumferential outer surface while rotating the rotating body. Deriving the radial displacement amount of the rotating body, selecting any three points from the radial displacement amount and the measurement angle of each measurement point at all measurement points, and determining one circle determined by these three points was calculated as calculated circle, it calculates the value of the radial located on the calculated circle at the same measured angle and the measuring point for all of the measurement points from the calculated circle as calculated circle value, the diameter and the calculated circle value The difference from the amount of displacement in the direction is calculated as an error amount for each measurement point, and the error amount is summed to derive a total error amount value, and the number of combinations of the three measurement points for all measurement points is calculated. Repeat to calculate the total error amount and obtain From the total error amount for all combinations, the calculation circle with the smallest error is selected as the most probable circle, and the deviation between the center of the most probable circle and the rotation center of the rotating body is selected as the most probable circle. It is calculated as misalignment data.
第2の手段は、第1の手段において、前記最確円芯ずれデータが、芯ずれ量と芯ずれ角度であることを特徴とする。 The second means is characterized in that, in the first means, the most probable circular misalignment data is a misalignment amount and a misalignment angle.
第3の手段は、第1又は2の手段において、最確円における前記計算円値と前記径方向の変位量との差である最確円誤差量が基準値を上回った場合、該最確円誤差量に対応する計測点の計測値を異常値と認定することを特徴とする。 The third means is that in the first or second means, when the most probable circle error amount, which is the difference between the calculated circle value in the most probable circle and the radial displacement amount, exceeds a reference value, the most probable The measurement value at the measurement point corresponding to the circle error amount is recognized as an abnormal value.
第4の手段は、第3の手段において、前記最確円誤差量が基準値を上回った場合、前記異常値と認定された計測値を再計測して再計測値を取得し、前記計測値を該再計測値に入れ替えることを特徴とする。 When the most probable circle error amount exceeds a reference value in the third means, the fourth means remeasures the measurement value recognized as the abnormal value to obtain a remeasurement value, and the measurement value Is replaced with the remeasurement value.
第5の手段は、第1〜4のいずれかの手段において、前記回転体がガスタービンロータであることを特徴とする。 A fifth means is characterized in that, in any one of the first to fourth means, the rotating body is a gas turbine rotor.
第6の手段の回転体の芯ずれ算出システムは、前記回転体の1回転中の少なくとも4点以上の計測点を設定する入力部と、該回転体の周方向の外表面に沿った少なくとも4点以上の計測点につき変位計により計測された計測値に基づき前記回転体の径方向の変位量を導出する振れ量検出部と、前記振れ量検出部にて導出された前記径方向の変位量及び前記計測点の計測角度を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶されたデータに基づき前記回転体の最確円芯ずれデータを演算する演算部とを備え、該演算部は、前記記憶部に記憶された全ての計測点における前記径方向の変位量及び前記計測角度から任意の3点を選択してこれら3点により決定される1つの円を計算円として算出し、該計算円から全ての前記計測点に対する前記計測点と同じ計測角度で前記計算円上にある径方向の値を計算円値として算出し、該計算円値と前記径方向の変位量との差を各計測点に対する誤差量として算出し、該誤差量を合計して誤差量合計値を導出し、全ての計測点に対する計測点の3点の組合せ数についてそれぞれ計算を繰返して各々誤差量合計値を算出し、得られた全ての組合せ数についての誤差量合計値の中からそれが最小となる計算円を最確円に選定し、該最確円の中心と前記回転体の回転中心とのずれを最確円芯ずれデータとして算出するものであることを特徴とする。 The rotating means misalignment calculation system of the sixth means includes an input unit for setting at least four measurement points during one rotation of the rotating body, and at least 4 along the outer surface in the circumferential direction of the rotating body. A deflection amount detection unit for deriving a radial displacement amount of the rotating body based on a measurement value measured by a displacement meter at more than one measurement point, and the radial displacement amount derived by the deflection amount detection unit And a storage unit that stores the measurement angle of the measurement point, and a calculation unit that calculates the most probable circle misalignment data of the rotating body based on the data stored in the storage unit, the calculation unit including the storage unit Select any three points from the radial displacement amount and the measurement angle at all the measurement points stored in the section, calculate one circle determined by these three points as a calculation circle, and calculate from the calculation circle the same total and the measurement point for all of the measurement points Calculates the value of the radial in an angle on the calculated circle as calculated circle value, the difference between the displacement amount in the radial direction with the calculated circle value is calculated as the amount of error for each measurement point, the sum of said error amount Then, the error amount total value is derived, the calculation is repeated for the number of combinations of three measurement points for all measurement points, and the respective error amount total values are calculated, and the total error amount for all the obtained combinations is obtained. The calculation circle that minimizes the value from the values is selected as the most probable circle, and the deviation between the center of the most probable circle and the rotation center of the rotating body is calculated as the most probable circle misalignment data. Features.
第7の手段は、第6の手段において、前記演算部は、最確円における前記計算円値と前記径方向の変位量との差である最確円誤差量が基準値を上回った場合、該最確円誤差量に対応する計測点の計測値を異常値と認定する異常値判定手段を備えることを特徴とする。 Seventh means, in the sixth means, when the calculation unit has a most probable circle error amount that is a difference between the calculated circle value in the most probable circle and the radial displacement amount exceeding a reference value, It comprises an abnormal value determination means for recognizing a measurement value at a measurement point corresponding to the most probable circle error amount as an abnormal value.
第8の手段は、第7の手段において、前記演算部は、前記最確円誤差量が基準値を上回った場合、前記振れ量検出部で取得した再計測値を前記記憶部から呼び出して、前記計測値を前記再計測値に入れ替える計測値更新手段を備えることを特徴とする。 According to an eighth means, in the seventh means, when the most probable circle error amount exceeds a reference value, the calculation unit calls the remeasured value acquired by the shake amount detection unit from the storage unit, A measurement value update means for replacing the measurement value with the remeasurement value is provided.
請求項1に係わる発明の構成によれば、簡便な方法で最確円芯ずれデータを算出できるので、回転体の分解組立等のメンテナンス作業が容易になる。
According to the configuration of the invention relating to
請求項2に係わる発明の構成によれば、最確円芯ずれデータを芯ずれ角度と芯ずれ量で特定できるので、データの妥当性の判断が容易である。
According to the configuration of the invention according to
請求項3に係わる発明の構成によれば、最確円誤差量が基準値を上回った場合、計測値が異常値か否かの判定が容易にできるので、メンテナンス作業が容易である。
According to the configuration of the invention relating to
請求項4に係わる発明の構成によれば、最確円誤差量が基準値を上回った場合、直ちに再計測を行って再計測値に入れ替えることができるので、確実に異常値を排除でき、計測作業の信頼性があがる。 According to the configuration of the invention according to claim 4, when the most probable circle error amount exceeds the reference value, remeasurement can be immediately performed and replaced with the remeasurement value, so that the abnormal value can be reliably excluded and measured. Increased work reliability.
請求項5に係わる発明の構成によれば、簡便で信頼性の高い計測方法を採用できるため、ガスタービンの定検作業の信頼性が向上する。 According to the configuration of the invention relating to claim 5, since a simple and highly reliable measurement method can be adopted, the reliability of the regular inspection work of the gas turbine is improved.
請求項6に係わる発明の構成によれば、簡便で信頼性の高い回転体の芯ずれ算出システムを提供できる。 According to the configuration of the invention relating to claim 6, a simple and reliable center misalignment calculation system for a rotating body can be provided.
請求項7に係わる発明の構成によれば、計測値が異常値か否かの判断が容易であるので、メンテナンスが容易なシテテムを提供できる。 According to the configuration of the invention relating to claim 7, since it is easy to determine whether or not the measured value is an abnormal value, a system with easy maintenance can be provided.
請求項8に係わる発明の構成によれば、計測値の異常値を直ちに排除できるので、迅速で信頼性の高いメンテナンスの提供が可能なシステムが実現できる。
According to the configuration of the invention according to
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明するが、これらは実施の形態の一例を示すにすぎず、特許請求の範囲に記載の各発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, these are merely examples of the embodiments, and each invention described in the claims is limited to these embodiments. It is not a thing. The constituent elements of this embodiment include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
回転体の芯ずれ算出方法に関し、本発明の基本的な考え方を以下に説明する。 The basic concept of the present invention will be described below with respect to the method of calculating the misalignment of the rotating body.
図1は、回転体(ガスタービンロータ)である円柱状体の断面を示したものであり、断面における計測値と基準円、計算円の関係を示したものである。回転体の円周方向に沿って、回転体の外表面を等間隔に複数個に分割(m個)して計測点Xi(i=1〜m)を定め、回転体を図1中の矢印の方法に1回転させながら、各計測点Xiにおいて、変位計2で計測した計測値(変位計2の設置位置から回転体の外表面迄の距離)に基づき、回転体の外表面における回転体の径方向の変位量aiを導出している。 FIG. 1 shows a cross section of a cylindrical body that is a rotating body (gas turbine rotor), and shows a relationship between a measured value, a reference circle, and a calculation circle in the cross section. Along the circumferential direction of the rotary body, defines divided into a plurality (m pieces) to the measurement points X i (i = 1~m) at equal intervals the outer surface of the rotating body, in Figure 1 the rotating body while one rotation in the process of the arrows, at each measurement point X i, on the basis of the measurement value measured by the displacement meter 2 (distance to the outer surface of the rotating body from the installation position of the displacement gauge 2), the outer surface of the rotary body The amount of displacement a i in the radial direction of the rotating body is derived.
なお、計測点Xiは、等間隔に選定してもよく、等間隔でなくてもよい。
また、回転体の1回転における計測点数mが4個以上となるようなピッチ角度(回転計3のパルス数の場合も含む)を入力し、ピッチ角度に基づき各計測点Xi(回転角度θi)を等間隔に設定しても良い。この場合、回転体の1回転における最後の計測点Xmと最初の計測点X1との角度は、上記のピッチ角度と異なっても良い。更には、4個以上の各計測点Xi(回転角度θi)を直接入力設定するようにしても良い。また、回転体の1回転における計測点数mが4個以上となるような計測点数mを入力し、この計測点数mに基づき、各計測点Xi(i=1〜m)を設定するようにしても良い。
Note that the measurement points X i may be selected at equal intervals or not at equal intervals.
Further, a pitch angle (including the number of pulses of the tachometer 3) such that the number of measurement points m in one rotation of the rotating body is 4 or more is input, and each measurement point X i (rotation angle θ) is based on the pitch angle. i ) may be set at equal intervals. In this case, the angle of the last and the measurement point X m as the first measurement point X 1 in one rotation of the rotating body may be different from the above-mentioned pitch angle. Further, four or more measurement points X i (rotation angle θ i ) may be directly input and set. Further, the measurement point number m is inputted such that the measurement point number m in one rotation of the rotating body is 4 or more, and each measurement point X i (i = 1 to m) is set based on the measurement point number m. May be.
基準円は、本願発明の構成に直接関係する要素ではないが、その図形中心が回転体の回転中心O2と一致する円として、便宜的に表示したものである。回転体が回転機用ロータの場合、基準円は真円となり、基準円の中心が回転体の回転中心O2となる。 The reference circle is not an element directly related to the configuration of the present invention, but is displayed for convenience as a circle whose graphic center coincides with the rotation center O 2 of the rotating body. When the rotating body is a rotor for a rotating machine, the reference circle is a perfect circle, and the center of the reference circle is the rotation center O 2 of the rotating body.
計算円は、各計測点Xiでの振れ量の計測値Pi(計測角度θi及び径方向の変位量ai)から決定される。円周方向の計測点数mに対する各計測点Xi(及び計測角度θi)を定め、各計測点Xiにおける計測値Piの中から、任意の3点を選択すれば、これら3点により必ず1つの円が決定できる。これら3点で決定される円を計算円としている。計算円は、m個の計測点Xiのうち、任意の3点の計測点Xiの組合せで決定されるものであり、全部で(mC3)通りの組合せが存在する。ここで(mC3)とは、m個の計測点Xiに対し任意の3点を選択した場合に、全ての3点の組合せを選び出した組合せの総数を意味する。従って、n=(mC3)個とすれば、n個の計算円が存在する。 Calculated circle is determined from the shake amount of the measured value P i (measured angle theta i and radial displacement of a i) at each measurement point X i. If each measurement point X i (and measurement angle θ i ) is determined with respect to the number m of measurement points in the circumferential direction, and arbitrary three points are selected from the measurement values P i at each measurement point X i , the three points Only one circle can be determined. A circle determined by these three points is a calculated circle. Calculation circle, of the m measurement points X i, is to be determined by a combination of the measurement points X i of three arbitrary points, there is a combination of a total of (m C 3) street. Here, ( m C 3 ) means the total number of combinations in which all three combinations are selected when arbitrary three points are selected for m measurement points X i . Therefore, if n = ( m C 3 ), there are n calculation circles.
本発明では、全計測点Xi(i=1〜m)から任意の3点を選定し、これら3点から1つの計算円を算出する。次に各計測点Xiについて、各計測値Pjと計算円との径方向のずれ、即ち、各径方向の変位量aiと計算円値(計算円値の意義は後述する)との差を誤差量Δi、jとして計算する。各誤差量Δi、jから誤差量合計値ΔSjを算出する。次に、全ての計測点Xi(i=1〜m)の内の3点の他の組合せから定まる計算円を順次算出し、各計算円について同様に誤差量合計値ΔSjを計算する。 In the present invention, arbitrary three points are selected from all measurement points X i (i = 1 to m), and one calculation circle is calculated from these three points. Next, for each measurement point X i , the radial deviation between each measurement value P j and the calculated circle, that is, the displacement amount a i in each radial direction and the calculated circle value (the significance of the calculated circle value will be described later). The difference is calculated as an error amount Δ i, j . An error amount total value ΔS j is calculated from each error amount Δ i, j . Next, calculation circles determined from other combinations of the three measurement points X i (i = 1 to m) are sequentially calculated, and the error amount total value ΔS j is similarly calculated for each calculation circle.
全ての計算円について誤差量合計値ΔSjを算出後、全ての誤差量合計値ΔSj(j=1〜n)の中で最小となるものを最小誤差量合計値ΔSj(j=a)として選出し、この最小誤差量合計値ΔSaに対応する計算円を最確円とする。最確円が、全ての計算円の中で最も回転体の断面に近い図形を表示しているものとみなして、その最確円の中心を図形中心と考える。この最確円の中心と回転中心O2とのずれが芯ずれ(偏心距離e)である。この芯ずれ状態を定量的に表示するものが、偏心距離eと芯ずれ角度θaからなる最確円芯ずれデータである。偏心距離e及び芯ずれ角度θaの算出により、回転体の芯ずれの程度を容易に判断でき、データの妥当性の判断が容易である。 After calculating the total error amount value [Delta] S j for all calculated circles, all total error amount value ΔS j (j = 1~n) minimum total error amount value smallest things in ΔS j (j = a) It was selected as the calculated circle corresponding to the minimum total error amount value [Delta] S a and most probable circle. The most probable circle is regarded as displaying the figure closest to the cross section of the rotating body among all the calculated circles, and the center of the most probable circle is considered as the figure center. The deviation between the center of the most probable circle and the rotation center O 2 is the misalignment (eccentric distance e). Which quantitatively show this misalignment state is the most probable circle misalignment data consisting of eccentricity e and misalignment angle theta a. The calculation of the eccentricity e and the misalignment angle theta a, the degree of misalignment of the rotating body can be easily determined, it is easy to validity of the judgment of the data.
各計算円について各計測点Xiごとに一つの誤差量Δi、jが算出され、各計算円ごとに一つの誤差量合計値ΔSjが算出できる。また、全ての計測点Xi(i=1〜m)に対して一つの最確円が定まる。 For each calculated circle, one error amount Δ i, j is calculated for each measurement point X i , and one error amount total value ΔS j can be calculated for each calculated circle. Further, one most probable circle is determined for all measurement points X i (i = 1 to m).
上記の方法を、図1により具体的に説明する。図1において、各計測点Xiにおける各計測値は、Pi(θi、ai)で示される。ここで符号「i」は、「1」から「m」までのいずれか1つから選択されるが、計測点Xiとは計測開始点(X1)から「i」番目の計測点を意味する。符号「θi」は、計測点Xiの計測開始点(X1)からの時計方向廻りの計測角度を表し、符号「ai」は計測点Xiにおける上記の径方向の変位量である。 The above method will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 1, each measurement value at each measurement point X i is represented by P i (θ i , a i ). Here, the symbol “i” is selected from any one of “1” to “m”, and the measurement point X i means the “i” -th measurement point from the measurement start point (X 1 ). To do. Sign "theta i" represents the measured angle in the clockwise direction around the measurement starting point of the measurement points X i (X 1), symbol "a i" is the amount of displacement of said radial at the measurement points X i .
任意の計測点3点の組合せから、後述する方法(数4式)により1つの計算円を決定できる。また、全ての計測点の任意の3点の組合せから、同様の方法により、最終的にn個の計算円を決定できる。 From a combination of arbitrary three measurement points, one calculation circle can be determined by a method described later (Formula 4). Further, n calculation circles can be finally determined from a combination of arbitrary three points of all measurement points by the same method.
次に、図1により、計算円値Qi、jの意義について説明する。計算円値Qi、jは、全ての計測点Xi(i=1〜m)の内、任意の3点から選定される1つの計算円上にある値である。計算円値Qi、jは、計測点Xiに対応する点、即ち、計測点Xiと同じ計測角度θiをもち、計算円から算出される値である。計算円値Qi、jは、符号「Qi、j(θi、bi、j)」で示される。ここで、上述と同様に、符号「θi」は、計測点Xiの計測開始点(X1)からの時計方向廻りの計測角度を示し、符号「bi、j」は計測角度が「θi」である計算円上にある計算値を示す。計算円値Qi、j(θi、bi、j)は、計算円が決定すれば、計算円と計測角度θiから算出できる。尚、m個の計測点の場合、n個の計算円が存在するから、以下に表示される符号「i」、「j」は、符号「i」は「1」から「m」までのいずれか1つ、符号「j」は「1」から「n」までのいずれか1つから選択される点を意味する。即ち、符号「i」は、m個の計測点に対して計測開始点(X1)からの計測点の順位番号を示し、符号「j」は、n個の計算円に対して対象となる計算円の順位番号を示す。 Next, the significance of the calculated circle value Q i, j will be described with reference to FIG. The calculated circle value Q i, j is a value on one calculated circle selected from arbitrary three points among all the measurement points X i (i = 1 to m ). Calculated circle value Q i, j is the point corresponding to the measurement points X i, i.e., have the same measured angle theta i and the measurement point X i, is a value calculated from the calculated circle. The calculated circle value Q i, j is indicated by the sign “Q i, j (θ i , b i, j )”. Here, as described above, the symbol “θ i ” indicates the measurement angle in the clockwise direction from the measurement start point (X 1 ) of the measurement point X i , and the symbol “b i, j ” indicates that the measurement angle is “ The calculated value on the calculated circle which is “θ i ” is shown. The calculated circle value Q i, j (θ i , b i, j ) can be calculated from the calculated circle and the measurement angle θ i if the calculated circle is determined. In the case of m measurement points, since there are n calculation circles, the symbols “i” and “j” displayed below are any of “i” from “1” to “m”. The symbol “j” means a point selected from any one of “1” to “n”. That is, the symbol “i” indicates the rank number of the measurement point from the measurement start point (X 1 ) for m measurement points, and the symbol “j” is targeted for n calculation circles. Indicates the rank number of the calculated circle.
各計測値Pi(θi、ai)と対応する各計算円値Qi、j(θi、bi、j)との差を、各計測点Xiにおける誤差量Δi、jとすれば、誤差量Δi、jは数1式で表示される。
(数1) Δi、j=〔Pi(θi、ai)−Qi、j(θi、bi、j)〕2
The difference between each measured value P i (θ i , a i ) and the corresponding calculated circle value Q i, j (θ i , b i, j ) is expressed as an error amount Δ i, j at each measurement point X i . In this case, the error amount Δ i, j is expressed by equation (1).
(Expression 1) Δ i, j = [P i (θ i , a i ) −Q i, j (θ i , b i, j )] 2
数1式において、計測値Piと計算円値Qi、jの差を二乗するのは、両者の差の値のプラス・マイナスの符号の影響を排除するとともに、計測値に異常値が含まれる場合を考慮して、異常値と正常値との違いをより拡大させて、異常値を選別し易くするためである。
In
次に、対象となる計算円に関し、全ての計測点Xi(i=1〜m)について、数1式により誤差量Δi、jを算出する。
Next, with respect to the target calculation circle, the error amount Δ i, j is calculated by
更に、対象となる計算円について、誤差量Δi、jを合計する。誤差量合計値ΔSjは、数2式で示される。
(数2) ΔSj=Σ(Δi、j)
対象となる計算円について、数1式に示す各計測点における誤差量Δi、jを計測点X1から計測点Xmまで合算したものが、誤差量合計値ΔSjとなる。
Further, the error amounts Δ i, j are summed for the target calculation circle. The error amount total value ΔS j is expressed by
(Expression 2) ΔS j = Σ (Δ i, j )
For the target calculation circle, the total error amount ΔS j is obtained by adding the error amounts Δ i, j at each measurement point shown in Equation 1 from the measurement point X 1 to the measurement point X m .
次に、計測点の他の任意の3点の組合せから、同様に他の計算円を決定する。更に、数1式及び数2式を用いて、それぞれの計算円に対して、誤差量Δi、j及び誤差量合計値ΔSjを算出する。尚、各計算円についてそれぞれ1つの誤差量合計値ΔSjが計算できるので、n個の計算円については、n個の誤差量合計値ΔSjが算出できる。
Next, another calculation circle is determined in the same manner from any other combination of three measurement points. Further, the error amount Δ i, j and the error amount total value ΔS j are calculated for each calculation
n個の計算円について誤差量合計値ΔSjを算出後、各誤差量合計値ΔSjの中で最小の誤差量合計値を選択し、この最小誤差量合計値を有する計算円を最確円とする。最確円が、全ての計算円の中で最も回転体の断面に近い図形を表示しているものとみなして、その最確円の中心を断面の図形中心と考える。この最確円の中心と回転体の回転中心O2とのずれを芯ずれとする。図1において、回転体の回転中心O2と最確円中心の長さである偏心距離eが芯ずれ量である。また、時計方向廻りで計測開始点からの芯ずれ方向を示す角度θaが、芯ずれ角度である。尚、回転中心O2とは、上述したように、図13に示すロータ回転中心O2と同じ意味である。 After calculating the error amount total value ΔS j for n calculation circles, the smallest error amount total value among the error amount total values ΔS j is selected, and the calculated circle having this minimum error amount total value is the most probable circle. And The most probable circle is regarded as displaying the graphic closest to the cross section of the rotating body among all the calculated circles, and the center of the most probable circle is considered as the graphic center of the cross section. The misalignment between the center of the most probable circle and the rotation center O 2 of the rotating body is referred to as misalignment. In FIG. 1, the eccentric distance e, which is the length between the rotation center O 2 of the rotating body and the most probable circle center, is the misalignment amount. In addition, an angle θ a indicating the direction of misalignment from the measurement start point in the clockwise direction is the misalignment angle. Incidentally, the rotation center O 2, as described above, the same meaning as the rotor rotational center O 2 shown in FIG. 13.
このような方法で芯ずれを決定すれば、特許文献1及び特許文献2に示される従来技術である最小二乗法等と比較して、簡便な方法でデータの取得ができる。
If the misalignment is determined by such a method, data can be acquired by a simple method as compared with the least square method or the like which is the prior art disclosed in
また、仮に計測値の中に異常値が含まれている場合であっても、最確円の算出過程では異常値が確実に除外される。即ち、計算円は任意の3点の計測値から決定される円であるため、異常値を含まない計算円が必ず存在する。従って必然的に異常値を含まない計算円の中から、誤差量合計値が最小のものが最確円として選定されことになる。また、異常値を具体的に特定できるため、異常値を除外して、再計測後の計測値(再計測値)に入れ替えることが出来る。一方、特許文献1及び特許文献2に示される従来技術である最小二乗法等では、異常値も取り込んで芯ずれを計算するため、必ず異常値の影響が出る。また異常値の特定ができないため、異常値を除外して、再計測値に入れ替えることが困難である。
Even if the measured value includes an abnormal value, the abnormal value is surely excluded in the process of calculating the most probable circle. That is, since the calculated circle is a circle determined from arbitrary three measured values, there is always a calculated circle that does not include an abnormal value. Accordingly, the circle with the smallest total error amount is necessarily selected as the most probable circle from the calculated circles that do not include an abnormal value. Further, since the abnormal value can be specifically identified, the abnormal value can be excluded and replaced with the measured value after remeasurement (remeasured value). On the other hand, in the least square method or the like, which is a conventional technique shown in
次に、計測値から計算円を算出し、平面座標を用いて誤差量を定量的に評価する方法を、以下に概説する。 Next, a method for calculating a calculated circle from the measured value and quantitatively evaluating the error amount using the plane coordinates will be outlined below.
芯ずれを有する回転体を回転させた場合の振れの変化は、偏心円板カムの振れに近似させることができる。図3に偏心円板カムの概念図を示す。図3において、偏心円板カムは回転円板Aと従節Bから構成され、従節Bは平板Cとこれに固定された軸部Dで構成される。従節Bは、回転円板Aの周面に対して平板Cを介して接点Pで接している。また従節Bは、軸部Dが拘束部材Eにおいて、その軸方向(図3の紙面上で上下方向)の移動のみが可能な構造とし、回転円板Aの回転に応じて従節B全体が上下動可能な構造となっている。更に、回転円板Aは、図形中心O1から偏心距離eだけ偏心した回転中心O2を中心として回転する。このような偏心円板カムにおいて、回転円板Aが偏心した回転中心O2を中心に回転した場合、従節Bは回転角度βの変化とともに、紙面に対して上下方向に移動する。 The change of the shake when the rotating body having the misalignment is rotated can be approximated to the shake of the eccentric disk cam. FIG. 3 shows a conceptual diagram of the eccentric disk cam. In FIG. 3, the eccentric disk cam is composed of a rotating disk A and a follower B, and the follower B is composed of a flat plate C and a shaft portion D fixed thereto. The follower B is in contact with the peripheral surface of the rotating disk A through a flat plate C at a contact P. The follower B has a structure in which the shaft portion D can only move in the axial direction (vertical direction on the paper surface of FIG. 3) in the restraining member E, and the follower B as a whole according to the rotation of the rotating disk A. Has a structure that can move up and down. Further, the rotating disk A rotates around a rotation center O 2 that is eccentric from the figure center O 1 by an eccentric distance e. In such a eccentric disc cams, if the rotary disk A is rotated about the rotation center O 2 eccentric, follower B along with change in the rotation angle beta, it moves up and down with respect to the paper surface.
回転円板Aの動きに伴って、接点Pが変動する様子を図4に示す。図4は、回転円板Aが、回転中心O2を中心に回転して、回転角度βが時計方向廻りに0°から45°刻みで360°まで変化した場合に、接点Pが接点P1から接点P9まで、回転角度βに対して上下方向に変化する様子を示している。 FIG. 4 shows how the contact point P varies with the movement of the rotating disk A. FIG. 4 shows that when the rotating disk A rotates about the rotation center O 2 and the rotation angle β changes clockwise from 0 ° to 360 ° in increments of 45 °, the contact P is the contact P 1. from to the contact point P 9, which shows how the changes in the vertical direction with respect to the rotation angle beta.
図4によれば、回転角度βが「0°」の状態は、円板中心O1、回転中心O2と軸部Dの軸線が上下方向(紙面上)で一致する状態を意味し、回転中心O2が接点P(P1)と円板中心O1の間に存在する状態である。この状態では、回転円板Aの直径を形成する弦Z1Z2は、円板中心O1、回転中心O2と軸部Dの軸線が紙面の上下方向で一致する鉛直線上にある。回転円板Aの回転に伴い変化する回転角度βは、弦Z1Z2と上記鉛直線(紙面に対して上下方向の直線であって、回転中心O2と軸部Dの軸線を結ぶ直線)とのなす時計方向廻りの角度で示される。 According to FIG. 4, the state where the rotation angle β is “0 °” means a state where the axis of the disk center O 1 , the rotation center O 2 and the axis portion D coincide with each other in the vertical direction (on the paper surface). The center O 2 exists between the contact P (P 1 ) and the disk center O 1 . In this state, the chord Z 1 Z 2 forming the diameter of the rotating disk A is on a vertical line in which the axes of the disk center O 1 , the rotation center O 2 and the shaft portion D coincide with each other in the vertical direction of the drawing. The rotation angle β that changes with the rotation of the rotating disk A is the chord Z 1 Z 2 and the vertical line (a straight line in the vertical direction with respect to the paper surface that connects the rotation center O 2 and the axis of the shaft portion D). ) And the clockwise angle.
図4において、接点Pの回転中心O2に対する上下方向の相対的な位置関係を見てみると、回転角度βの変化に伴い接点Pの位置が上下する。この接点Pの軌跡は、後述するように正弦曲線(余弦曲線と呼んでも実質同じ)を描く。回転角度βが「0°」の位置で、接点P(P1)の高さが最小値(平板Cと回転中心O2の間の垂直距離が最小)を示し、回転角度βが「180°」の位置で、接点P(P5)は最大値(平板Cと回転中心O2の間の垂直距離が最大)を示している。 In FIG. 4, when the relative positional relationship in the vertical direction with respect to the rotation center O 2 of the contact P is viewed, the position of the contact P moves up and down as the rotation angle β changes. The locus of the contact P draws a sine curve (substantially the same even if called a cosine curve) as will be described later. At the position where the rotation angle β is “0 °”, the height of the contact P (P 1 ) shows the minimum value (the vertical distance between the flat plate C and the rotation center O 2 is minimum), and the rotation angle β is “180 °. ", The contact P (P 5 ) indicates the maximum value (the vertical distance between the flat plate C and the rotation center O 2 is maximum).
尚、接点Pの変位の最大値(P5)と最小値(P1)との差が、最大振れ幅である。この最大振れ幅は、回転円板Aの芯ずれ量、即ち、回転円板Aの図形中心O1と回転中心O2の間の偏心距離eの2倍となっている。また、図4における回転角度βは、図1における計測角度θと同義であり、以下の説明では回転角度βを計測角度θに置き換えて説明する。 The difference between the maximum value (P 5 ) and the minimum value (P 1 ) of the displacement of the contact P is the maximum swing width. This maximum deflection width is twice the amount of misalignment of the rotating disk A, that is, the eccentric distance e between the graphic center O 1 and the rotating center O 2 of the rotating disk A. Further, the rotation angle β in FIG. 4 is synonymous with the measurement angle θ in FIG. 1, and in the following description, the rotation angle β is replaced with the measurement angle θ.
このような偏心円板カムの従節Bの変位、即ち、接点Pの上下方向の変位を「y」とすれば、変位yは数3式で表示される。
(数3) y=e(1−cosθ)
Assuming that the displacement of the follower B of the eccentric disk cam, that is, the displacement in the vertical direction of the contact point P is “y”, the displacement y is expressed by the following equation (3).
(Equation 3) y = e (1-cos θ)
数3式は、回転円板Aが計測角度θだけ回転した時の従節Bの変位、即ち、接点Pの変位を意味し、y−θ座標の原点を通る正弦曲線で示される。また、上述のように計測角度「θ」が「0°」の状態は、円板中心O1、回転中心O2と軸部Dの軸線が一致する状態を意味し、接点Pの変位が最小となる位置を意味する。この時の変位yは、「0」となる。この接点Pの変位yが、本発明において、芯ずれを生じた回転体の径方向の振れの変化に相当すると考えることができる。 Equation (3) means the displacement of the follower B when the rotating disk A is rotated by the measurement angle θ, that is, the displacement of the contact P, and is represented by a sine curve passing through the origin of the y-θ coordinate. Further, as described above, the state where the measurement angle “θ” is “0 °” means a state where the axis of the disk center O 1 , the rotation center O 2 and the axis D are coincident, and the displacement of the contact point P is minimum. Means the position. The displacement y at this time is “0”. It can be considered that the displacement y of the contact point P corresponds to a change in the radial deflection of the rotating body causing the misalignment in the present invention.
回転体の径方向の振れ量の計測は、計測開始点での変位を「0」とし、この計測開始点を基準に他の計測点での変位を変位計の読みの変化として実測する。一方、数3式において、計測角度θが「0°」の時に、変位yが「0」となる。一般に、芯ずれを有する回転体の真円度の計測に際しては、計測角度θが「0」となる位置(変位が最小となる位置)は、計測開始時には不明である。そこで、計測角度θが「θa」、変位yが「ya」の時に実際の計測を開始するものとし、この点を計測開始点(X1)としている。また、この時の計測角度が「0°」、変位Yが「0」となるように、数3式の座標変換を行う。
In the measurement of the amount of shake in the radial direction of the rotating body, the displacement at the measurement start point is set to “0”, and the displacement at other measurement points is measured as a change in the reading of the displacement meter with reference to this measurement start point. On the other hand, in
座標変換後の振れの式は、X−Y座標上で数4式に示される。
(数4) Y=e〔1−cos(X+θa)〕―ya
The shake equation after the coordinate conversion is expressed by Equation 4 on the XY coordinates.
(Equation 4) Y = e [1-cos (X + θ a )] − y a
この式が、本発明に係わる芯ずれ算出方法の基礎となる振れの式となる。ここで、計測角度Xは計測開始点からの計測角度(回転角度)を意味する。変位Yは計測角度Xに対する変位量を意味する。尚、角度「θa」を初期角度と呼び、変位「ya」を初期変位と呼ぶ。図3に示す偏心円板カムの回転中心O2と図形中心O1との偏心距離eが、数4式の正弦曲線の振幅(全振れ幅の1/2)に相当する。 This equation is a shake equation that is the basis of the misalignment calculation method according to the present invention. Here, the measurement angle X means a measurement angle (rotation angle) from the measurement start point. The displacement Y means a displacement amount with respect to the measurement angle X. The angle “θ a ” is called an initial angle, and the displacement “y a ” is called an initial displacement. The eccentric distance e between the rotation center O 2 and the figure center O 1 of the eccentric disc cam shown in FIG. 3 corresponds to the amplitude of the sine curve of Formula 4 (1/2 of the total deflection width).
数4式の変数X、Yに計測点3点の計測値を代入することにより、定数e、θa、yaが定まり、一つの計算円の式が決定される。 Expression 4 variables X, by substituting the measured value of the three measurement points in Y, Sadamari constants e, θ a, y a, wherein the one calculated circle is determined.
図1に示される回転体の計測値と基準円、計算円の関係を、X−Y座標に展開したものが図2に示される。図2において、横軸Xは計測開始点からの計測角度を示し、縦軸Yは計測点における変位を示している。数4式で示される振れの式は、図2に示すX−Y座標上の原点Oを通る正弦曲線で示される。 FIG. 2 shows the relationship between the measured value of the rotating body shown in FIG. 1, the reference circle, and the calculated circle, expanded to the XY coordinates. In FIG. 2, the horizontal axis X indicates the measurement angle from the measurement start point, and the vertical axis Y indicates the displacement at the measurement point. The shake equation represented by Equation 4 is represented by a sine curve passing through the origin O on the XY coordinates shown in FIG.
図2において、計算円は実線で示される。また基準円は真円であり、全ての計測角度に対する変位はいずれも「0」と考えられるので、基準円はX軸に一致することになる。原点Oが計測開始点である。回転体の周方向の計測点は、X−Y座標上で、X軸を0から360°の間をm個に分割して、計測角度θiに対応した計測点Xiとして表示される。各計測点Xiに対する計測値Piは、実測値である。原座標であるy−θ座標とX−Y座標の関係は、X軸で計測角度「θa」、Y軸で変位「ya」だけずれた関係にある。この正弦曲線の振幅(全振れ幅の1/2)が芯ずれ量に相当する。また、初期角度「θa」が芯ずれ角度に相当する。 In FIG. 2, the calculated circle is indicated by a solid line. Since the reference circle is a perfect circle and the displacements for all measurement angles are considered to be “0”, the reference circle coincides with the X axis. The origin O is the measurement start point. The measurement points in the circumferential direction of the rotating body are displayed as measurement points X i corresponding to the measurement angle θ i by dividing the X axis from 0 to 360 ° into m pieces on the XY coordinates. Measurement values P i for each measurement point X i is the measured value. The relationship between the original coordinates y-θ coordinate and XY coordinate is shifted by the measurement angle “θ a ” on the X axis and the displacement “y a ” on the Y axis. The amplitude of this sine curve (1/2 of the total runout width) corresponds to the misalignment amount. The initial angle “θ a ” corresponds to the misalignment angle.
上述のように、図1における任意の計測点3点の計測値から定まる計算円をX−Y座標に展開したものが、図2における計算円の軌跡に相当する。図1では、計測点X1、X2、Xmに対する計測値P1、P2、Pmの3点から定まる計算円を1例として表示している。図2に示される計算円は、図1における計算円を正弦曲線としてX−Y座標に展開して表示したものである。図1、図2では計算円は1つのみ(j番目の計算円)を示しているが、実際には数4式から定まるn通りの計算円が存在する。 As described above, the calculation circle determined from the measurement values at the arbitrary three measurement points in FIG. 1 developed on the XY coordinates corresponds to the locus of the calculation circle in FIG. In FIG. 1, a calculation circle determined from three points of measurement values P 1 , P 2 , and P m for the measurement points X 1 , X 2 , and X m is displayed as an example. The calculated circle shown in FIG. 2 is displayed by expanding the calculated circle in FIG. 1 as a sine curve on XY coordinates. 1 and 2 show only one calculated circle (jth calculated circle), but there are actually n number of calculated circles determined from Equation (4).
更に、数1式で表示される誤差量Δi、jは、図2において計測値Piと計算円上の計算円値Qi、jとの差として表せられる。具体的に説明すれば、振れ量の計測値は、X軸上の計測点Xi(計測角度θi)においてPi(θi、ai)で表示される。また、計算円上の計算円値は、Qi、j(θi、bi、j)で表示される。従って、誤差量Δi、jは、これらの計測値Pi(θi、ai)と計算円値Qi、j(θi、bi、j)との差として表示できる。但し、先に述べたように、計測値と計算円値との差のプラス・マイナスの符号の違い及び異常値の選別のし易さの観点から、誤差量Δi、jは数1式で示すように計測値と計算円値の差を二乗したものである。
Further, the error amount Δ i, j displayed in
次に、誤差量Δi、jを算出し、誤差量合計値ΔSjを計算する。各計算円について誤差量合計値ΔSjを算出後、最小となる最小誤差量合計値ΔSj(j=a)を選定すれば、この最小誤差量合計値ΔSaを有する計算円が最確円となる。 Next, an error amount Δ i, j is calculated, and an error amount total value ΔS j is calculated. After calculating the error amount total value ΔS j for each calculated circle, if the smallest minimum error amount total value ΔS j (j = a) is selected, the calculated circle having this minimum error amount total value ΔS a is the most probable circle. It becomes.
最終的に選定された最確円の中心と回転中心O2(基準円の中心)との差が最確円芯ずれデータとなる。即ち、最確円芯ずれデータは芯ずれ量と芯ずれ角度で表す。図2において、芯ずれ量は最確円の正弦曲線の振幅として算出され、芯ずれ角度は初期角度θaとして算出される。このようにして決定される芯ずれ量及び芯ずれ角度が、本発明により求める最確円芯ずれデータである。 The difference between the center of the most probable circle finally selected and the rotation center O 2 (center of the reference circle) is the most probable circle misalignment data. That is, the most probable circular misalignment data is represented by the misalignment amount and misalignment angle. In Figure 2, the misalignment amount is calculated as the amplitude of the sine curve of the most probable circle, the misalignment angle is calculated as the initial angle theta a. The misalignment amount and misalignment angle thus determined are the most probable circular misalignment data obtained by the present invention.
尚、回転体の1回転中における円周方向の計測点数mを増やせば、芯ずれの算出精度は上がるが、計算量は増加する。一方、計測点数mを少なくすれば、芯ずれの算出精度は悪くなる。但し、本発明の考え方から、計測点数mは少なくとも4以上とする必要がある。分割数3以下では、本発明の基本思想が成立しないからである。 If the number of measurement points m in the circumferential direction during one rotation of the rotating body is increased, the calculation accuracy of misalignment increases, but the calculation amount increases. On the other hand, if the number of measurement points m is reduced, the accuracy of misalignment calculation is degraded. However, from the viewpoint of the present invention, the number of measurement points m needs to be at least 4 or more. This is because the basic idea of the present invention is not established when the number of divisions is 3 or less.
次に、回転体の芯ずれ算出方法について、図5を参照しつつ具体的な手順を説明する。 Next, a specific procedure for calculating the misalignment of the rotating body will be described with reference to FIG.
まず、回転体(ガスタービンロータ)の円周方向の計測点数を決定するため、回転体の周方向の少なくとも4以上となる計測点数mを設定(入力)する。決定された計測点数mから回転体の周方向の外表面に沿って各計測点Xi(回転角度θi)を定める。 First, in order to determine the number of measurement points in the circumferential direction of the rotating body (gas turbine rotor), the number of measurement points m that is at least 4 or more in the circumferential direction of the rotating body is set (input). Each measurement point X i (rotation angle θ i ) is determined from the determined number m of measurement points along the circumferential outer surface of the rotating body.
そして、回転体を回転させながら、各計測点Xiについて、変位計2により計測された計測値(変位計2の設置位置と外表面との距離)に基づき、振れ量検出手段62(後述)で回転体の振れ量(径方向の変位量ai)を導出する(ステップS1)。
なお、径方向の変位量aiは、上記のごとく、各種の値を用いることができる。
Then, while rotating the rotating member, for each measurement point X i, on the basis of the measured measurement values by the displacement meter 2 (distance between the
As described above, various values can be used for the radial displacement amount a i .
計測点Xiから計測点3点の組合せ数(計算円数n)を算出する(ステップS2)。組合せ数(計算円数n)は、n=(mC3)で決定できる。 Calculating the number of combinations of three measurement points (calculated circle number n) from the measurement point X i (step S2). The number of combinations (the number of calculated circles n) can be determined by n = ( m C 3 ).
任意の計測点3点を選択する(ステップS3)。選択した3点から1つの計算円が定まる。 Three arbitrary measurement points are selected (step S3). One calculated circle is determined from the three selected points.
選択された3点の計測値を数4式に代入し、計算円を決定する(ステップS4)。 The measured values of the selected three points are substituted into Equation 4 to determine a calculation circle (step S4).
決定した計算円に基づき、全ての計測点Xiに対して計算円値Qi、j(θi、bi、j)を計算する。それぞれの計測値Pi(θi、ai)と計算円値Qi、j(θi、bi、j)とから、数1式により各計測点Xiにおける誤差量Δi、jを算出する(ステップS5)。 Based on the determined calculated circle, calculated circle values Q i, j (θ i , b i, j ) are calculated for all measurement points X i . From each measured value P i (θ i , a i ) and calculated circle value Q i, j (θ i , b i, j ), the error amount Δ i, j at each measurement point X i is calculated by the equation (1). Calculate (step S5).
各計算円ごとに、数2式により誤差量合計値ΔSjを算出する。このステップの終了により、1つの計算円について1つの誤差量合計値ΔSjの算出が終了する(ステップS6)。 For each calculated circle, the error amount total value ΔS j is calculated by the equation (2). By completing this step, the calculation of one error amount total value ΔS j for one calculated circle is completed (step S6).
全ての計測点数mに対する計測点3点の組合せ数(計算円数n)について、ステップS3からステップS6の計算を繰り返す(ステップS7)。全ての組合せ数(計算円数n)について、繰り返し計算を行うことにより、n個の計算円に対して、それぞれ誤差量合計値ΔSj(j=1〜n)が算出できる。 The calculation from step S3 to step S6 is repeated for the number of combinations of three measurement points (the number of calculated circles n) for all the measurement points m (step S7). By repeating the calculation for all the combinations (the number of calculated circles n), the total error amount ΔS j (j = 1 to n) can be calculated for each of n calculated circles.
次に、n個の誤差量合計値ΔSj(j=1〜n)の中から最小誤差量合計値ΔSj(j=a)を選別し、最確円を決定する(ステップS8)。最確円の決定により、最確円に対する各計測値に対応する計算円値、即ち最確円計算円値が算出できる。最確円計算円値と各計測値Piから、最確円と計測値との誤差量、即ち最確円誤差量Δi、aが決定される。 Next, the minimum error amount total value ΔS j (j = a) is selected from the n error amount total values ΔS j (j = 1 to n), and the most probable circle is determined (step S8). By determining the most probable circle, a calculated circle value corresponding to each measured value for the most probable circle, that is, the most probable circle calculated circle value can be calculated. The error amount between the most probable circle and the measured value, that is, the most probable circle error amount Δ i, a is determined from the most probable circle calculated circle value and each measured value P i .
次に、各計測値Piに対して、異常値判定の要否を行うか否かを判断する(ステップS9)。 Then, for each measured value P i, it is determined whether or not the necessity of determining abnormal value (step S9).
この手順を踏むのは、以下の理由による。仮に、計測値に異常値を含む場合であっても、決定した最確円は正しい最確円が選定されている。即ち、通常は計測点Xiの全数に対して、発生する異常値は極くわずかである。従って、計測値Piに異常値が含まれる場合であっても、任意の3点の組合せにより計算円を算出する過程で、異常値を含まない計測値Piの3点の組合せが必ず存在する。つまり、異常値を含まない計算円が必ず存在するので、仮に計測値Piに異常値を含む場合であっても、最終的に決定される最確円は、異常な計測値Piを含まない正しい最確円となる。即ち、計測値Piに異常値を含んだまま最確円を決定しても、最確円の決定には支障がない。従って、芯ずれ算出作業を簡便に進めたい場合には、各計測値の異常値判定を行うことなく芯ずれ算出を行っても、正しい最確円芯ずれデータが入手でき、そのまま芯ずれ算出作業を終了させることができる。 The reason for following this procedure is as follows. Even if the measured value includes an abnormal value, the most probable circle determined is the correct most probable circle. That is, normal with respect to the total number of measurement points X i, outliers occurring is very small. Therefore, even if it contains an abnormal value on the measurement values P i, in the process of calculating the calculated circle by a combination of any three points, always a combination of three points does not include the abnormal value measured value P i present To do. That is, since calculated circle always exists that does not include the abnormal value, even if tentatively containing outliers measurement values P i, the most probable circle to be finally determined, including the abnormal measurement values P i There will be no correct most probable circle. In other words, it is used to determine the measurement value most probable circle while containing an abnormal value to P i, there is no difficulty in determining the most probable circle. Therefore, if you want to proceed easily with misalignment calculation, correct misalignment data can be obtained correctly even if you perform misalignment calculation without determining the abnormal value of each measured value, and misalignment calculation work as it is Can be terminated.
異常値判定の要否の判断をする過程で判定不要とする場合には、最確円芯ずれデータを算出して(ステップ10)、芯ずれ算出作業は終了する。最確円芯ずれデータは、最確円の中心と回転中心O2とのずれであり、偏心距離e及び芯ずれ角度θaからなる。具体的には、芯ずれ量は最確円の正弦曲線の振幅に相当し、芯ずれ角度θaは初期角度θaに相当する。尚、異常値判定要否の判断をすることなく、最確円を決定して、最確円芯ずれデータを算出し、作業を終了させる場合であっても、実質本発明と同じものであり、本発明の技術的範囲に含まれる。 If determination is not required in the process of determining whether or not abnormal value determination is necessary, the most probable circular misalignment data is calculated (step 10), and the misalignment calculation operation ends. Misalignment data of the most probable circle is the deviation between the rotational center O 2 and the center of the most probable circle consists eccentricity e and misalignment angle theta a. Specifically, the misalignment amount corresponds to the amplitude of the sine curve of the most probable circle, the misalignment angle theta a corresponds to the initial angle theta a. Even when the most probable circle is determined, the most probable circle misalignment data is calculated, and the operation is terminated without determining whether or not the abnormal value determination is necessary, the present invention is substantially the same as the present invention. Are included in the technical scope of the present invention.
異常値判定が必要と判断する場合には、次の異常値判定手段において、いずれの計測値が異常かを判断する。即ち、以下のステップ11及びステップ12で、異常値の有無及び異常値の認定を行う。
When it is determined that the abnormal value determination is necessary, the next abnormal value determination means determines which measurement value is abnormal. That is, in the following
具体的には、決定した最確円について、ステップS7で算出済の各計測点Xiに対する誤差量Δi、jの中から最確円に対応するものを最確円誤差量Δi、aとして選定し、全ての計測点Xiについてそれぞれの最確円誤差量Δi、a(i=1〜m)が基準値以内か否かを判定する(ステップS11)。 Specifically, the most probable circle error amount Δ i, a corresponding to the most probable circle among the error amounts Δ i, j for each measurement point X i calculated in step S7 for the determined most probable circle. And determine whether or not the most probable circle error amount Δ i, a (i = 1 to m) is within the reference value for all measurement points X i (step S11).
最確円誤差量Δi、a(例えば、i=f)が基準値を超えている場合には、この計測点Xfにおける計測値Pfを異常値と認定する(ステップS12)。 When the most probable circle error amount Δ i, a (for example, i = f) exceeds the reference value, the measurement value P f at the measurement point X f is recognized as an abnormal value (step S12).
全ての最確円誤差量Δi、a(i=1〜m)が基準値以内であれば、正常な計測が行われたものと判断して、最確円芯ずれデータを算出し、芯ずれ算出作業は終了する(ステップS10)。最確円芯ずれデータは、最確円の中心と回転中心とのずれ長さであり、芯ずれ量(偏心距離e)及び芯ずれ角度θaからなる。具体的には、芯ずれ量は最確円の正弦曲線の振幅に相当し、芯ずれ角度は初期角度θaに相当する。 If all the most probable circle errors Δ i, a (i = 1 to m) are within the reference value, it is determined that normal measurement has been performed, and the most probable circle misalignment data is calculated. The deviation calculation work ends (step S10). Most probable circle misalignment data is shifted length of the rotation center and the center of the most probable circle consists misalignment amount (eccentricity e) and misalignment angle theta a. Specifically, the misalignment amount corresponds to the amplitude of the sine curve of the most probable circle, misalignment angle corresponds to the initial angle theta a.
計測値Pfを異常値と認定した場合、次の計測値更新手段で全ての計測値Pi(i=1〜m)の見直しを行う。即ち、計測値更新手段では、変位計2及び振れ量検出手段62(更には回転計3)において全ての計測点Xi(i=1〜m)について再計測を行ない、再計測値を取得して、計測値Pi(i=1〜m)を再計測値へ入れ替える(ステップS13)。
If certified measurement P f and outliers, and review of all the measurement values P i in the next measurement value updating means (i = 1~m). In other words, the measurement value update unit performs remeasurement for all measurement points X i (i = 1 to m) in the
計測値Xi(i=1〜m)の更新を終えたらスタートに戻り、再計算を行う。最確円誤差量Δi、a(i=1〜m)が基準値内に納まるまで、図5に示すステップS1〜S9の算出手順を繰り返し、基準値内に納まったら、芯ずれ算出手順は終了する。 When updating of the measured value X i (i = 1 to m) is completed, the process returns to the start and recalculation is performed. The calculation procedure of steps S1 to S9 shown in FIG. 5 is repeated until the most probable circle error amount Δ i, a (i = 1 to m) falls within the reference value. finish.
尚、異常値が発生した場合、全ての計測点Pi(i=1〜m)の再計測を行う代わりに、異常値の発生した計測点Xfについてのみ再計測を行う方法でもよい。即ち、特定された計測点Xfについて再計測を行い、入れ替え後の計測値Pfに基づき、数1式により誤差量Δf,aを再計算して、最確円から計算される計算円値と入れ替え後の再計測値に基づき、最確円誤差量Δi、a(i=1〜m)を算出する。この最確円誤差量Δi、a(i=1〜m)が基準値内であることを確認すればよい。
Note that, when an abnormal value occurs, instead of performing remeasurement of all the measurement points P i (i = 1 to m), remeasurement may be performed only for the measurement point Xf where the abnormal value has occurred. That is, the calculated measurement point X f is re-measured, the error amount Δ f, a is recalculated by the
次に、回転体の芯ずれ算出システムの構成を、図6を参照しつつ説明する。本芯ずれ算出システム60は、ガスタービンロータ1(回転体)、変位計2、回転計3、入力部61、振れ量検出部62、記憶部63、演算部64及び表示部65から構成される。
Next, the configuration of the rotational misalignment calculation system of the rotating body will be described with reference to FIG. The
入力部61では、計測点数を選定するためのガスタービンロータ1(回転体)の周方向分割数(計測点数m)、計測点数mが4個以上となるようなピッチ角度(回転計3のパルス数の場合も含む)、或いは、4個以上の各計測点Xi(回転角度θi)等の芯ずれ算出作業の開始に必要な初期値を入力する。
In the
振れ量検出部62は、回転体の外表面に沿って周方向にガスタービンロータ1の1回転中において少なくとも4点以上の計測点Xiを選定、或いは導出する。また、ガスタービンロータ1の外表面に近接させて変位計2を設置する。なお、回転体を回転させる駆動源(図示せず)及び回転計3については、ガスタービン装置のものを流用してもよい。ガスタービンロータ1を回転させつつ、各計測点Xiにおける変位計2からの計測値を読み取り、この計測値を径方向の変位量aiとして、記憶部63に格納する。必要に応じて、回転計3からの計測値も計測角度θiとして記憶部63に格納する(既に、計測角度θiが設定されている場合は不要)。計測対象となる芯ずれデータは、径方向の変位量ai及び計測角度θi(回転角度)である。尚、変位計2としては、公知の各種センサーが適用される。例えば、ダイヤルゲージ等の接触センサーの他に、レーザセンサー、静電容量式センサー、超音波センサー等の非接触式センサーが使用できる。
The shake amount detection unit 62 selects or derives at least four or more measurement points X i during one rotation of the
ガスタービンロータ1の各計測点Xiは、予めガスタービンロータ1の外表面の全ての計測点Xiの測定位置をけがき線等を入れて選定する。各計測点Xiでの径方向の変位量aiは、ガスタービンロータ1を低速で回転させながら、所定の計測点Xiの測定位置に達した時に、変位計2の読みを計測値として自動的に取り込んでいる。計測点の位置Xiは、予め設定された計測位置をCCDセンサー等(図示せず)でけがき線等を確認する。ロータディスク1個あたりの計測は、計測開始点を決定し、計測点Xiの位置を確認しながらガスタービンロータ1を1回転させることにより、全ての計測点Xiの計測値を収集する。計測点Xiは、計測開始点のみをロータディスクの外表面上で選定し、他の計測点は回転計3にて検出された計測開始点からの回転角度で選定してもよい。
Each measurement point X i of the
演算部64は、芯ずれ演算手段641、異常値判定手段642及び計測値更新手段643を備える。
The
芯ずれ演算手段641では、記憶部63から全ての計測値Piを読み出し、1番目に記憶された径方向の変位量a1を初期値とし、全ての径方向の変位量aiにつき、各々径方向の変位量a1を減じて(径方向の変位量ai−径方向の変位量a1→径方向の変位量ai)、新たな径方向の変位量aiを演算する。
なお、これに換えて、記憶部63に記憶された各データを、そのまま径方向の変位量aiとしても良い。また、回転体の回転中心O2と変位計2の設置位置との間の距離(既知)から、記憶部63に記憶された各データを減算した値を径方向の変位量aiとしても良い(この場合、径方向の変位量aiは、回転中心O2からのものとなる)。更には、基準円を仮想して、回転体の回転中心O2と変位計2の設置位置との間の距離(既知)から、記憶部63に記憶された各データ及び基準円の半径を減算した値を径方向の変位量aiとしても良い。
The misalignment calculating means 641 reads all the measured values P i from the
Instead of this, each data stored in the
数4式に基づき、計測点3点を選択して計算円を決定する。決定された計算円から各計測点Xiに対応した計算円値Qi、jを算出する。次いで、各計測点Xiにおける計測値Piと計算円値Qi、jとから、数1式に基づき、誤差量Δi、jを算出する。更に、誤差量Δi、jから数2式により、誤差量合計値ΔSjを導出する。同様な処理により、計測点3点の他の組合せから、他の計算円を決定し、各計算円に対する誤差量合計値ΔSjを導出する。誤差量合計値ΔSjの中から最小誤差量合計値ΔSaを決定し、これに対する計算円を最確円とする。最確円の中心と回転体の回転中心O2とのずれを算出し、偏心距離e及び芯ずれ角度θaからなる最確円芯ずれデータを決定して、記憶部63に格納する。
Based on Equation 4, three measurement points are selected to determine a calculation circle. A calculated circle value Q i, j corresponding to each measurement point X i is calculated from the determined calculated circle. Next, an error amount Δ i, j is calculated from the measured value P i and the calculated circle value Q i, j at each measurement point X i based on the equation (1). Further, an error amount total value ΔS j is derived from the error amount Δ i, j by Equation (2). By similar processing, other calculated circles are determined from other combinations of the three measurement points, and an error amount total value ΔS j for each calculated circle is derived. The minimum error amount total value ΔS a is determined from the error amount total value ΔS j , and the calculated circle for this is set as the most probable circle. The deviation between the center of the most probable circle and the rotation center O 2 of the rotating body is calculated, and the most probable circle misalignment data consisting of the eccentric distance e and the misalignment angle θ a is determined and stored in the
異常値判定手段642では、芯ずれ演算手段641で決定された最確円に対して、最確円に対する誤差量、即ち最確円誤差量Δi、aが基準値以内か否かを判定する。全ての最確円誤差量Δi、aが基準値以内に納まることが望ましい。最確円誤差量Δi、a(例えば、i=f)が基準値を上回った場合には、計測値Pf(或いは、径方向の変位量af)を異常値と認定する。
The abnormal
計測値更新手段643は、計測値Pfが異常値と認定された場合、変位計2、振れ量検出手段62に対して、再計測の指示が出される。再計測により振れ量検出手段62で取得された再計測値は、一旦記憶部63に格納された後、計測値更新手段643で呼び出され、計測値を再計測値に入れ替えて計測値の更新が終了する。更新後の計測値を参照して、図5に示す芯ずれ算出手順を繰り返す。
When the measurement value P f is recognized as an abnormal value, the measurement
表示部65では、記憶部63から呼び出した芯ずれ量及び芯ずれ角度からなる最確円芯ずれデータを表示する。更に、異常値が発生した場合には、対象計測点Xf及びその計測点Xfでの計測値Pf、誤差量Δf、aを表示する。本システムの入出力画面の一例を図10に示す。
The
本システムによれば、最確円芯ずれデータ(偏心距離e及び芯ずれ角度θa)を簡便な方法で取得でき、また異常値の特定が容易であり、再計測値に入れ替えて、芯ずれ量及び芯ずれ角度の算出を簡便に行うことができる。 According to this system, the most probable circular misalignment data (eccentric distance e and misalignment angle θ a ) can be acquired by a simple method, and it is easy to identify an abnormal value. The amount and misalignment angle can be calculated easily.
以下にガスタービンロータ1を構成するロータディスクを例として、正常な計測が行われた場合の芯ずれ算出方法の具体例を説明する。この実施例では、ロータディスクの円周方向に等分に8分割して、各計測点での振れ量を計測して、芯ずれデータを算出している。
A specific example of the misalignment calculation method when normal measurement is performed will be described below by taking the rotor disk constituting the
図7には、実施例1として、計測点8点の計測角度に対する計測値及び最確円計算円値を示し、最確円芯ずれデータを構成する芯ずれ量及び芯ずれ角度を示している。また、この実施例では、計算円を算出する計測点として、X1、X4及びX5の3点が採用された例を示している。尚、最確円計算円値とは、この実施例での最確円に対する各計測点における計算円値を意味する。図8では、この関係を基準円、最確円と計測値の関係として図式化し、芯ずれ量及び芯ずれ角度を表示している。本実施例の場合、各計測点における最確円誤差量はいずれも基準値以内であり、芯ずれ量及び芯ずれ角度ともに小さく、実用面で問題はなかった。 In FIG. 7, as Example 1, the measurement values and the most probable circle calculation circle values for the measurement angles of eight measurement points are shown, and the misalignment amount and the misalignment angle constituting the most probable circle misalignment data are shown. . In this embodiment, an example in which three points X 1 , X 4, and X 5 are employed as measurement points for calculating a calculation circle is shown. The most probable circle calculated circle value means a calculated circle value at each measurement point with respect to the most probable circle in this embodiment. In FIG. 8, this relationship is graphically represented as the relationship between the reference circle, the most probable circle, and the measured value, and the misalignment amount and misalignment angle are displayed. In the case of this example, the most probable circle error amount at each measurement point was within the reference value, and both the misalignment amount and misalignment angle were small, and there was no problem in practical use.
ガスタービンロータ1のロータディスクの計測の際、計測値に異常値が発生した場合の例を以下に示す。本実施例では、計測点8点の内計測点1箇所(計測点X5)で異常値が発生した場合を示している。
An example in the case where an abnormal value occurs in the measured value when measuring the rotor disk of the
図7の実施例2には、各計測点に対する計測値及び最確円計算円値を示し、併せて芯ずれ量及び芯ずれ角度を示している。また、この実施例では、計算円を算出する計測点として、X1、X2及びX8の3点が採用された。図9には、この実施例における計測値及び最確円計算円値に対する最確円誤差量を示している。図7において、本発明によれば、実施例2に示す異常値が発生した場合においても、最終的な芯ずれ量及び芯ずれ角度は、正常計測時の実施例1とほとんど同じ数値であり、異常計測の場合でも芯ずれの算出精度には実用上ほとんど影響を及ぼさない。一方、図9によれば、計測点X5は、他の計測点に比較して、基準値をはるかに越える桁違いに大きな誤差量を示している。従って、本発明によれば、最確円誤差量を参照することにより異常値が発生した計測点の特定が容易である。 In Example 2 of FIG. 7, the measured value and the most probable circle calculation circle value for each measurement point are shown, and the misalignment amount and misalignment angle are also shown. In this embodiment, three points X 1 , X 2 and X 8 are employed as measurement points for calculating the calculated circle. FIG. 9 shows the most probable circle error amount for the measured value and the most probable circle calculation circle value in this example. In FIG. 7, according to the present invention, even when the abnormal value shown in Example 2 occurs, the final misalignment amount and misalignment angle are almost the same numerical values as in Example 1 during normal measurement. Even in the case of abnormal measurement, it has practically no effect on the calculation accuracy of misalignment. Meanwhile, according to FIG. 9, the measurement points X 5, compared to the other measurement points, indicating a large amount of error by orders of magnitude exceeding the reference value far. Therefore, according to the present invention, it is easy to identify a measurement point where an abnormal value has occurred by referring to the most probable circle error amount.
本発明の芯ずれ算出方法を適用すれば、比較的簡便に精度よく最確円を特定し、最確円芯ずれデータを取得できる。また、異常値の特定が容易であるので、異常値を除外して再計測値に入れ替えることが簡単にできる。 By applying the misalignment calculation method of the present invention, the most probable circle can be specified relatively easily and accurately, and the most probable circle misalignment data can be acquired. Moreover, since it is easy to specify an abnormal value, it is possible to easily exclude the abnormal value and replace it with a remeasured value.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
例えば、振れ量検出手段62、記憶部63、演算部64(芯ずれ演算手段641、異常値判定手段642、計測値更新手段643)は、個々の電子回路ユニット(ICユニットカード)の形態のものに限定されるものではなく、電子計算機における、プログラム(或いはシーケンス)、記憶メモリの形態のものも含むものとする。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to said embodiment, A various change may be added to the specific structure within the scope of the present invention. .
For example, the shake amount detection means 62, the
また、計測値Pi、計測角度θiについては、ガスタービンロータ1を1回転させながら、変位計2及び回転計3からのデータを連続的に計測し、その連続データを記憶部63に記憶させた後、任意の少なくとも4点以上を抽出し、これに基づき径方向の変位量ai、計測角度θiを導出、記憶するようにしても良い。
For the measurement value P i and the measurement angle θ i , the data from the
1 ガスタービンロータ
2 変位計
3 回転計
10 圧縮機ロータ部
11 動翼
20 タービンロータ部
30 スピンドルボルト
50 ロータディスク
60 芯ずれ算出システム
61 入力部
62 振れ量検出手段
63 記憶部
64 演算部
65 表示部
641 芯ずれ演算手段
642 異常値判定手段
643 計測値更新手段
Xi 計測点
Pi 計測値
Qi、j 計算円値
θi 計測角度
θa 芯ずれ角度
α ロータディスクの接触面角度
β 回転角度
ai 径方向の変位量
bi、j 計算円値
Δi、j 誤差量
ΔSj 誤差量合計値
e 偏心距離
m 計測点数
n 計算円数
O1 図形中心(円板中心)
O2 回転中心
DESCRIPTION OF
O 2 rotation center
Claims (8)
該回転体を回転させながら周方向の外表面に沿って少なくとも4点以上の計測点において変位計により計測された計測値に基づき前記回転体の径方向の変位量を導出し、
全ての計測点における前記径方向の変位量及び各計測点の計測角度から任意の3点を選択してこれら3点により決定される1つの円を計算円として算出し、
該計算円から全ての前記計測点に対する前記計測点と同じ計測角度で前記計算円上にある径方向の値を計算円値として算出し、
該計算円値と前記径方向の変位量との差を各計測点に対する誤差量として算出し、
該誤差量を合計して誤差量合計値を導出し、
全ての計測点に対する計測点の3点の組合せ数についてそれぞれ計算を繰返して各々誤差量合計値を算出し、
得られた全ての組合せ数についての誤差量合計値の中からそれが最小となる計算円を最確円に選定し、
該最確円の中心と前記回転体の回転中心とのずれを最確円芯ずれデータとして算出する、
ことを特徴とする回転体の芯ずれ算出方法。 A method for calculating misalignment of a rotating body,
Deriving the radial displacement of the rotating body based on the measured values measured by the displacement meter at least four measurement points along the circumferential outer surface while rotating the rotating body,
Select any three points from the radial displacement amount and the measurement angle of each measurement point at all measurement points, and calculate one circle determined by these three points as a calculation circle,
A radial value on the calculated circle is calculated as a calculated circle value at the same measurement angle as the measurement point for all the measurement points from the calculated circle,
The difference between the calculated circle value and the radial displacement amount is calculated as an error amount for each measurement point,
The error amount is summed to derive a total error amount value,
Repeat the calculation for the number of combinations of three measurement points for all measurement points to calculate the total error amount,
From the total error amount for all combinations obtained, select the calculation circle that minimizes it as the most probable circle,
Calculating the deviation between the center of the most probable circle and the rotation center of the rotating body as the most probable circle misalignment data,
A method for calculating misalignment of a rotating body.
前記回転体の1回転中の少なくとも4点以上の計測点を設定する入力部と、
該回転体の周方向の外表面に沿った少なくとも4点以上の計測点につき変位計により計測された計測値に基づき前記回転体の径方向の変位量を導出する振れ量検出部と、
前記振れ量検出部にて導出された前記径方向の変位量及び前記計測点の計測角度を記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶されたデータに基づき前記回転体の最確円芯ずれデータを演算する演算部とを備え、
該演算部は、
前記記憶部に記憶された全ての計測点における前記径方向の変位量及び前記計測角度から任意の3点を選択してこれら3点により決定される1つの円を計算円として算出し、
該計算円から全ての前記計測点に対する前記計測点と同じ計測角度で前記計算円上にある径方向の値を計算円値として算出し、
該計算円値と前記径方向の変位量との差を各計測点に対する誤差量として算出し、
該誤差量を合計して誤差量合計値を導出し、
全ての計測点に対する計測点の3点の組合せ数についてそれぞれ計算を繰返して各々誤差量合計値を算出し、
得られた全ての組合せ数についての誤差量合計値の中からそれが最小となる計算円を最確円に選定し、
該最確円の中心と前記回転体の回転中心とのずれを最確円芯ずれデータとして算出するものである
ことを特徴とする回転体の芯ずれ算出システム。 In the rotational misalignment calculation system for a rotating body,
An input unit for setting at least four or more measurement points in one rotation of the rotating body;
A shake amount detection unit for deriving a radial displacement amount of the rotating body based on a measurement value measured by a displacement meter at least four measurement points along the circumferential outer surface of the rotating body;
A storage unit for storing the radial displacement amount derived by the shake amount detection unit and the measurement angle of the measurement point;
A calculation unit that calculates the most probable center misalignment data of the rotating body based on the data stored in the storage unit,
The calculation unit is
Select any three points from the radial displacement amount and the measurement angle at all measurement points stored in the storage unit, and calculate one circle determined by these three points as a calculation circle,
A radial value on the calculated circle is calculated as a calculated circle value at the same measurement angle as the measurement point for all the measurement points from the calculated circle,
The difference between the calculated circle value and the radial displacement amount is calculated as an error amount for each measurement point,
The error amount is summed to derive a total error amount value,
Repeat the calculation for the number of combinations of three measurement points for all measurement points to calculate the total error amount,
From the total error amount for all combinations obtained, select the calculation circle that minimizes it as the most probable circle,
A system for calculating misalignment of a rotating body, wherein the misalignment between the center of the most probable circle and the center of rotation of the rotating body is calculated as the most probable circular misalignment data.
を備えることを特徴とする請求項7に記載の回転体の芯ずれ算出システム。 The calculation unit, when the most probable circle error amount exceeds a reference value, calls the remeasurement value acquired by the shake amount detection unit from the storage unit, and replaces the measurement value with the remeasurement value. Update means,
The rotational misalignment calculation system for a rotating body according to claim 7.
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