JPH041344Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本考案は、水車のガイドベーンを支持する同軸
上の３軸受はめ合い部の同芯度を計測する装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来の技術を第４図および第５図を参照して説
明する。

落差が速度に変換された流水は、うず巻ケーシ
ング１を一周する間にＡ部に設置されるガイドベ
ーンの間を通り、ランナ２の全周に一様に流入す
る。ガイドベーンはXX軸を中心として回動し、
全閉から全開にわたつて負荷を調節する。このた
めには、大きな曲げモーメント下でも変形するこ
となく、所定の角度を保持して効率の低下を防
ぎ、かつ全閉時の漏水を防止しなければならな
い。この目的でガイドベーンは３箇所の軸受で支
持され、各軸受には極めて高い精度の同芯度が要
求される。そこで、上部軸受、中間軸受、下部軸
受が、それぞれはめ合わされる３つのはめ合い部
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の同芯度の計測は、従来下記の
方法で行なわれていた。

(1) 上部軸受はめ合い部Ｂ１と中間軸受はめ合い
部Ｂ２とは、一般に一体物として工場で加工さ
れているので、これらを基準にして、下部軸受
はめ合い部の同芯度を計測する。そのために、
上部軸受はめ合い部Ｂ１と中間軸受はめ合い部
Ｂ２にそれぞれはめ合わされるフランジ３ａ，
３ｂを具えた治具３を用いる。この治具３は上
部フランジ３ａ、中間フランジ３ｂ、下部フラ
ンジ３ｃ、およびそれらを連結するパイプ３
ｄ，３ｅ、ならびに上記下部フランジの下面に
突出する回転ガイド軸３ｆを互に溶接して組立
てられている。そして、上部フランジ３ａ、中
間フランジ３ｂおよび回転ガイド軸３ｆの各円
周外側面は同一軸線を共有する円筒面となるよ
う、機械加工されている。また回転ガイド軸３
ｆの外側面には、円周に沿つて溝３ｇが設けら
れている。このような治具３をガイドベーン軸
受はめ合い部に挿入し、上部軸受はめ合い部フ
ランジ面にボルト４で固定する。

(2) 治具３の下部の回転ガイド軸３ｆに振れ計測
用回転軸５を挿入し、抜け止め用として、溝３
ｇ部にボルト６をねじ込む。したがって計測用
回転軸５は回転ガイド軸３ｆをガイドにして回
転できる。振れ計測用回転軸５の下端には、ダ
イアルゲージ取付軸５ａが溶接固着されてお
り、これにダイヤルゲージ７が取付けられる。
ダイアルゲージ７の固定には磁石または固定用
治具を使用する。

(3) 振れ計測用回転軸５を回転させ、その都度ダ
イヤルゲージ７の指示値を読むと共に、ダイヤ
ルゲージを軸方向（鉛直方向）に移動させてそ
の指示値を読む。

(4) 以上のプロセスによつて、上部および中間軸
受はめ合い部に対して相対的な、下部軸受はめ
合い部中心位置の偏位と傾斜角度を知る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

従来の技術にはつぎのような問題点があつた。

(1) 計測対象となるガイドベーンはフランシス水
車、斜流水車、プロペラ水車、ポンプ水車等の
形式によつて変り、同一形式でもその大きさに
よつて異なるため、計測対象を変更する毎に高
価な治具を必要とした。

(2) 測定を作業員の目測に頼つていたため、計測
データに誤差が生じ易かつた。

(3) 測定は足場の悪い現地で行なわれるために高
度の安全対策を必要とした。

(4) ガイドベーンの枚数は水車の大きさによつて
異なるが通常16〜24枚程度であり、工数、工
期、コスト面に問題があつた。

〔問題点を解決するための手段およびその作用〕

前記のような問題点を解決するために、本考案
では下記のようにした。

(1) 計測を目測から変位センサに変更する。

(2) 変位センサは無線送受信式とし、センサから
のアナログ測定信号をデジタル交換して、３軸
芯の偏心量とその方向を画像表示すると共に記
録する。

(3) センサを回転軸の同軸上に取付けこれを上部
軸受はめ合い部から回転させると、３軸受はめ
合い部の偏芯を同時にかつ自動的に検出され
る。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

上部軸受はめ合い部Ｂ１の上部フランジ面上に
は軸芯が鉛直な軸受ケース８がスペーサ９、取付
台１０を介して取付けられ、同軸受ケース８の内
部には２個の球軸受１１を介して中空の回転軸１
２の上部１２ａが支持されている。回転軸１２の
軸方向３箇所、すなわちガイドベーンの上部軸受
はめ合い部Ｂ１、中間軸受はめ合い部Ｂ２、下部
軸受はめ合い部Ｂ３にそれぞれ対応する位置に
は、軸芯に垂直な方向の距離を測定するセンサＳ
１、Ｓ２、Ｓ３が装着されている。また回転軸１
２の上端には３個の周波数変調発信器１３が取付
けられ、各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の測定値に相
応した変調周波数の電波信号を発信する。この信
号は周波数変調受信器１４によつて受信され、ア
ナログデジタル交換器１５を経て、グラフイツク
デイスプレイ１６の画面上に３箇所の軸受偏芯量
がベクトル表示されるとともに、計測値が表示さ
れる。なおこれらは必要に応じて記録装置１７に
逐次記録することもできる。なお第２図において
１８は回転トリガ用リミツトスイツチである。

次に上記３組のセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３につい
て、第３図により詳細に述べる。

この図において、変位計測プローブ２０が保持
具２１に取付けられている。同保持具２１にはさ
まれた、変位計測アーム２２がピン２３を介して
取付けられており、さらに内側計測ピン２４が挿
入された計測ピンガイド２５が固着されている。
計測ピン２６は内側計測ピン２４のどちらか一方
にネジ込まれ組立てられる。（ここで内側計測ピ
ン２４が２本あるのは、ガイドベーン下部軸受部
Ｂ３の偏心量が大きく変位計測プローブ２０の測
定可能範囲（±1000μm）を越える場合は₁：
_３（１：２）側を使用し、同偏心量が±1000μm以
下であれば₁：₂（１：１）側を用い計測精度
を向上させる為である。）変位計測プローブ２０、
変位計測アーム２２、ピン２３、内側計測ピン２
４、計測ピンガイド２５及び引張りバネ２７が取
付けられた保持具２１は、第１図、第２図の中空
の回転軸１２に挿入され、ネジ部２８，２９，３
０を回転軸１２の外からビスにより固定される。
このような３組のセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３（上部
軸受はめ合い部Ｂ１、中間軸受はめ合い部Ｂ２及
び下部軸受はめ合い部Ｂ３の３箇所分）を取付け
た回転軸１２が、前記のように、軸受ケース８内
に支持されるのである。ここで計測ピン２６を実
機偏芯量に相応した内側計測ピン２４にネジ込
む。計測ピン２６は、引張りバネ２７により、絶
えずガイドベーン軸受はめ合い部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ
３内面に、バネ力による面圧で接触しているの
で、偏芯計測ができる。

次に、上記装置により、水車ガイドベーン軸受
の同芯度を計測・処理する手順を述べると、まず
回転軸１２を回転させつつ、上部軸受はめ合い部
Ｂ１、中間軸受はめ合い部Ｂ２及び下部軸受はめ
合い部Ｂ３の円周16等分位置について、回転軸１
２の軸芯と軸受面間の出入りを同時計測する。こ
のデータ（ベクトル）は５回転分を取り込み、平
均値を計算させＸ、Ｙ座標に変換させる。Ｘ、Ｙ
座標の合成により、計測器回転中心と各軸受中心
の偏差を求める。こうして求められた上部軸受中
心と中間軸受中心を通る直線の延長線上座標と、
下部軸受中心座標の偏差を求め偏芯量を出力す
る。

なお上記説明では、センサとして周波数変調方
式を示しているが、センサと検出体との距離に比
例した電圧を連続的に出力する非接触アナログセ
ンサによる電圧方式によつてもよい。また、計測
表面の色調（明暗差）が良好な条件下では、光学
式非接触センサの採用も可能であり、この場合変
位計測アーム２２、計測ピン２６他が不要となつ
て、装置が簡単化できる。

〔考案の効果〕

本考案によつて下記の効果を得ることができ
た。

(1) 測定精度が向上し、目測による個人差、誤測
定がなくなる。

(2) センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は回転軸１２の軸芯
方向に移動できるので、従来水車の形式、大き
さが変る度に製作した治具を必要とせず、工
数、工期の低減と相俟つて、コストが大幅に低
下する。

(3) 危険作業がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の一実施例を示す
図、第４図および第５図は従来の技術を示す図で
ある。 Ａ……ガイドベーン設置部、Ｂ１……上部軸受
はめ合い部、８……軸受ケース、１２……回転
軸、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３……センサ、１３……発信
器、１４……受信器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水車のガイドベーン上部軸受部の上方に固着さ
   れ、軸芯がほぼ鉛直な軸受；上部が上記軸受に支
   承された回転軸；上記回転軸の軸方向３箇所に設
   けられて、軸芯に垂直な方向の距離を測定するセ
   ンサ；上記回転軸の端部に設けられ、上記センサ
   の測定値に相応する電波を発信する発信器；上記
   電波を受信する受信器；ならびに上記受信器に接
   続され、上記測定値を演算して表示および（また
   は）記録する手段を具備したことを特徴とする水
   車ガイドベーン軸受の同芯度計測装置。