JP6617729B2 - Rotating machine and method for adjusting static balance of rotating machine - Google Patents
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Description
本発明は、大型のブロワーを有する排風機やタービンなどを典型例とする、回転軸とこの軸回りで回転する回転体を備える回転機械について、該回転機械の回転体の静バランス調整作業を容易にする構造に関するものである。さらに、本発明は、この回転機械における回転体の静バランス調整方法に関するものである。 The present invention makes it easy to adjust the static balance of a rotating body of a rotating machine including a rotating shaft and a rotating body that rotates around this axis, such as an exhaust fan or a turbine having a large blower as a typical example. It is about the structure to make. Furthermore, this invention relates to the static balance adjustment method of the rotary body in this rotary machine.
羽根車やロータなどの回転体は、その回転力を外部の駆動源から回転軸を経由して供されることから、回転機械は該回転軸をそなえるのが一般的である。
例えば、回転機械の典型例である排風機は、図1に示すように、ケーシング1とこのケーシング1の内部に配置される羽根車2とからなるブロワー20を、サクションボックス3内に配置し、ブロア20の羽根車2を回転させてサクションボックス3の開口部3aから導入した気体をブロワー20から排出するものである。このブロワー20は、羽根車2の軸2aがボス21を介して、軸受4aおよび4b間にて支持される回転軸5に取り付けられ、該回転軸5からの駆動力により回転される。この回転軸5は、例えばカップリング50を介して駆動元である電動機6に連結されている。なお、図示の排風機は、2つのブロワー20を対にして設けてあるが、ブロワー20は1つであってもよい。
Since a rotating body such as an impeller or a rotor is supplied with a rotational force from an external drive source via a rotating shaft, a rotating machine generally has the rotating shaft.
For example, as shown in FIG. 1, an exhaust fan that is a typical example of a rotating machine has a
以上の排風機を典型例とする回転機械は、その製作時およびメンテナンス時において、回転体である羽根車のアンバランスを起因とした振動による破損を防止するため、バランス調整を行う必要がある。特に、大型の排風機などでは、設置場所からの移動が難しいことから、メンテナンスは設置場所にて行われる。
このバランス調整の手順としては、
(1)羽根車を手回しして概略のバランスを確認しウェイトを溶接する(静バランス調整)
(2)動力により回転させ、振動解析結果から算出した位置へウェイトを溶接する(動バランス調整)
の2段階をとる、いわゆるフィールドバランシング法が適用されるのが通例である。
The rotating machine having the above-described exhaust fan as a typical example needs to perform balance adjustment at the time of manufacture and maintenance in order to prevent damage due to vibration caused by imbalance of the impeller as a rotating body. In particular, a large exhaust fan or the like is difficult to move from the installation location, and therefore maintenance is performed at the installation location.
As a procedure for this balance adjustment,
(1) Turn the impeller to check the approximate balance and weld the weight (static balance adjustment)
(2) Rotate by power and weld weight to position calculated from vibration analysis result (dynamic balance adjustment)
In general, a so-called field balancing method is applied.
ここで、羽根車(回転体)の自重が大きい大型の排風機では、上記した回転軸5を支持する軸受4a、4bに、負荷容量の観点からメタル軸受を採用することが多い。このメタル軸受は、メタルによるすべり面で軸を受ける構造であり、図2(a)に示すように、回転軸5と軸受のすべり面40との間に作動流体となる油41を供給して、形成される油膜によって軸5と軸受すべり面40との接触、そして凝着を防いでいる。
かようなメタル軸受にて支持された回転軸5は、図2(b)に示すように、回転機械(排風機)が運転されていない、羽根車が静止している状態において、ブロワー20の自重により油41を介することなく軸受のすべり面40の下側円弧部分との接触下に置かれることになる。この状態の回転軸5は当然回転抵抗が大きくなり、静止している羽根車を手回しで回転させられないため、上記(1)の静バランス調整を行うことが困難であった。従って、排風機などのバランス調整を現場で行う場合は、上記(1)の静バランス調整を省略して、上記(2)の動バランス調整を直接行うことを余儀なくされていた。
Here, in a large-scale exhaust fan having a large weight of the impeller (rotating body), a metal bearing is often adopted for the
As shown in FIG. 2 (b), the rotating
しかしながら、回転機械の回転体のバランスが大きく崩れていた場合は、動力により回転体を回転させることによって、回転軸に過大な負荷がかかり、ブロア本体の破損や、メタル軸受のすべり面の焼き付き等が発生する、おそれがあった。また、静バランスを行わないで動バランス調整を行う場合は、新たに負荷しなければならないウェイトが大きくなり易く、その取付け部への局所的な応力が大きくなる結果、やはり破損をまねく可能性が高くなる。さらに、排風機では、羽根車へ重いウェイトを取り付けた際に、該ウェイトに排風中のダスト等が付着することも懸念されていた。 However, if the balance of the rotating body of the rotating machine has been greatly lost, rotating the rotating body with power will apply an excessive load on the rotating shaft, causing damage to the blower body or seizure of the sliding surface of the metal bearing. May occur. In addition, when dynamic balance adjustment is performed without performing static balance, the weight that must be newly loaded tends to be large, and as a result of increasing local stress on the mounting portion, there is a possibility that damage will still occur. Get higher. Further, in the exhaust fan, when a heavy weight is attached to the impeller, there is a concern that dust or the like during the exhaust will adhere to the weight.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、特に回転軸をメタル軸受で支持する必要のある大型の回転機械における、回転体の静バランス調整を容易に行うことができる構造を与えることを目的とする。さらに、本発明は、回転機械の静バランス調整を確実に行う方途を与えることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in particular, a structure capable of easily adjusting the static balance of a rotating body in a large-sized rotating machine that needs to support a rotating shaft with a metal bearing. The purpose is to give. Furthermore, an object of the present invention is to provide a way to reliably adjust the static balance of a rotating machine.
本発明の要旨は次のとおりである。
1.回転体と、前記回転体に連結して前記回転体を駆動する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するメタル軸受と、を有し、
前記回転軸は水平レベル調整機構をそなえる、回転機械。
The gist of the present invention is as follows.
1. A rotating body, a rotating shaft that is connected to the rotating body and drives the rotating body, and a metal bearing that rotatably supports the rotating shaft,
The rotating shaft is a rotating machine having a horizontal level adjusting mechanism.
2.前記水平レベル調整機構は、前記回転軸に着脱可能に取り付けられる、転がり軸受である、前記1に記載の回転機械。 2. 2. The rotating machine according to 1, wherein the horizontal level adjusting mechanism is a rolling bearing that is detachably attached to the rotating shaft.
3.前記回転体は羽根車である前記1または2に記載の回転機械。 3. The rotating machine according to 1 or 2, wherein the rotating body is an impeller.
4.回転体と、前記回転体に連結して前記回転体を駆動する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するメタル軸受と、を有する、回転機械において、前記回転体の静バランスを調整するに際し、前記回転軸に転がり軸受を装着し、前記転がり軸受の軸が前記メタル軸受の軸と一致する位置まで前記転がり軸受を上昇させて前記回転軸を前記転がり軸受にて支持しつつ、前記回転体の静バランス調整を行う回転機械における回転体の静バランス調整方法。 4). In a rotating machine, comprising: a rotating body; a rotating shaft connected to the rotating body to drive the rotating body; and a metal bearing that rotatably supports the rotating shaft, and adjusting a static balance of the rotating body. At the time, a rolling bearing is attached to the rotating shaft, the rolling bearing is raised to a position where the shaft of the rolling bearing coincides with the shaft of the metal bearing, and the rotating shaft is supported by the rolling bearing, and the rotating shaft A method for adjusting the static balance of a rotating body in a rotating machine for adjusting the static balance of the body.
5.前記回転体は羽根車である前記4に記載の回転機械における回転体の静バランス調整方法。 5). 5. The method for adjusting a static balance of a rotating body in the rotating machine according to 4, wherein the rotating body is an impeller.
本発明は、メタル軸受に支持される回転軸にレベル調整機構を備え、回転機械停止時のメタル軸受内の回転軸の位置をレベル調整機構にて調整することができるため、現場での静バランス調整作業を簡易にすることができる。特に、レベル調整機構として、回転軸を抜かずに解体できるタイプの転がり軸受けを設けることによって、現場での静バランス調整作業を確実に行うことができる。その結果、動バランス調整に先立って静バランス調整を確実に実施することができるから、動バランス調整時の回転機械の損傷リスクは低減し、また動バランス調整時に取り付けるウェイト量の低減による施工時間の短縮効果を得ることができる。 The present invention includes a level adjusting mechanism on a rotating shaft supported by a metal bearing, and the position of the rotating shaft in the metal bearing when the rotating machine is stopped can be adjusted by the level adjusting mechanism. Adjustment work can be simplified. In particular, by providing a rolling bearing of a type that can be disassembled without removing the rotating shaft as the level adjusting mechanism, the static balance adjustment work at the site can be reliably performed. As a result, static balance adjustment can be reliably performed prior to dynamic balance adjustment, so the risk of damage to rotating machinery during dynamic balance adjustment is reduced and construction time is reduced by reducing the amount of weight attached during dynamic balance adjustment. A shortening effect can be obtained.
以下、本発明の回転機械について、図1に示した排風機を例にして詳しく説明する。
図3に、本発明に従う排風機の構造を示す。ここで、図3に示す排風機について、図1に示した排風機と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
さて、図2に示したように、羽根車2を駆動する回転軸5をメタル軸受4a、4bで支持する場合に、静止時に回転軸5がブロワー20の自重により油41を介することなく軸受のすべり面40の下側円弧部分との接触下に置かれることが、静バランス調整時の羽根車2の回転抵抗となり、静バランス調整のための回転を阻害している。そこで、本発明に従う排風機では、図3に示すように、回転軸5の水平レベル調整機構7を設けて、該水平レベル調整機構7を介して、静止時の回転軸5の軸心を運転時の軸心位置まで上昇させることによって、上記した回転軸5が軸受のすべり面40の下側円弧部分と接触するのを回避する。すなわち、水平レベル調整機構7は、回転軸5を昇降させかつ回転可能に支持する機能を有するため、図2(b)に示した静止時の回転軸5の位置を図2(a)に示した運転時の位置に復帰させることができる。従って、静止時の回転軸5を運転時と同じ回転が可能の環境に置くことができ、静止時においても羽根車2の回転抵抗は静バランス調整時に羽根車に与える回転トルクを下回るため、静バランスを調整することが可能になる。
Hereinafter, the rotary machine of the present invention will be described in detail by taking the exhaust fan shown in FIG. 1 as an example.
FIG. 3 shows the structure of the exhaust fan according to the present invention. Here, with respect to the exhaust fan shown in FIG. 3, the same components as those of the exhaust fan shown in FIG.
Now, as shown in FIG. 2, when the
上記水平レベル調整機構7について、図4を参照して具体的に説明する。
水平レベル調整機構7には、例えば、転がり軸受、中でも二つ割りころ軸受を用いることができる。すなわち、図4に示すように、回転軸5が挿入される内輪7aと、内輪7aより大径の外輪7bと、内輪7aおよび外輪7bの間に介在する複数のころ7cとを、軸受箱7d内に収容してなる。このころ軸受は、図4(c)に示すように、径方向の分割線Lを境に二分割可能の構造を有する、いわゆる二つ割りころ軸受である。従って、図4(c)の分割状態にて回転軸5に取り付けてから上下部分を合体させて回転軸5に装着し、また装着状態から再び分割して取り外すことが可能である。このように、二つ割りころ軸受を回転軸5に対して着脱可能に配備することによって、必要に応じて回転軸5の水平レベル調整機構7を有する排風機を提供できる。さらに、水平レベル調整機構7は、軸受箱7dと排風機の設置床に固定される基盤7eとの間に、テーパライナー7fを有し、このライナーを出し入れすることによって、ころ軸受の軸心位置を上下に調整することが可能である。なお、テーパライナー7fに替えて油圧ジャッキなどでの昇降装置を組み込んでも良い。
The horizontal level adjusting mechanism 7 will be specifically described with reference to FIG.
As the horizontal level adjusting mechanism 7, for example, a rolling bearing, particularly a split roller bearing can be used. That is, as shown in FIG. 4, an
なお、水平レベル調整機構7として二つ割りころ軸受を用いる場合は、該軸受がブロワーの自重を支持可能な負荷容量を有する必要がある。また、水平レベル調整機構7としては、二つ割りころ軸受に限らず、例えば中央のV形の回転溝を収容可能のVブロックなどを適用することも可能である。 When a split roller bearing is used as the horizontal level adjusting mechanism 7, the bearing needs to have a load capacity capable of supporting the weight of the blower. Further, the horizontal level adjusting mechanism 7 is not limited to the split roller bearing, and for example, a V block that can accommodate a central V-shaped rotation groove can be applied.
次に、以上の排風機における静バランス調整方法について説明する。
上述のとおり、排風機を運転していない、回転軸5が静止しているときは、図2(b)に示したとおり、回転軸5がブロワー20の自重により油41を介することなく軸受のすべり面40の下側円弧部分との接触下に置かれている。そこで、水平レベル調整機構7である二つ割りころ軸受を回転軸5に装着し、例えばテーパライナー7fにて回転軸5の軸心がメタル軸受4a、4bの回転中心に一致する適正位置までころ軸受を上昇させ、この適正位置でころ軸受を固定する。
Next, the static balance adjustment method in the above exhaust fan will be described.
As described above, when the
かように、図2(a)に示した運転状態と同じ回転軸5の配置としたならば、羽根車2を手回しして、例えば既知のフィールドバランシング法に従って静バランス調整を行う。
静バランス調整後は、上記した動バランス調整を行う前に、ころ軸受の破損を防止するために、該軸受を分割して回転軸5から取り外すことが好ましい。
Thus, if it is set as the same
After the static balance adjustment, it is preferable that the bearing is divided and removed from the
1 ケーシング
2 羽根車
3 サクションボックス
4a、4b 軸受
5 回転軸
6 電動機
7 水平レベル調整機構
7a 内輪
7b 外輪
7c ころ
7d 軸受箱
7e 基盤
7f テーパライナー
20 ブロア
50 カップリング
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