JPH0440650B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ジヤーナルを備えていない回転体の
つりあい試験のための方法および装置に関するも
のである。

つりあい試験に供しようとしている回転体が固
有の支持部分を備えていない場合には、達成し得
るつりあい良さに関して特殊な問題が生ずる。な
ぜならそのような回転体は、つりあい試験の分野
における言葉の本来の意味では、回転体とは言え
ないからである。実際の回転体、つまりジヤーナ
ルを備えた回転体であつてはじめて、支持部分と
の関連において正確なつりあい試験ができる。例
えばジヤーナルも直接の軸受も備えていないはず
み車、または孔を備えているだけの換気装置の回
転部分などのつりあい良さは、つりあい試験用の
補助シヤフトまたは補助スピンドルの回転軸と、
実際の運転時に上述のはずみ車または回転部品を
固定する物体の回転軸との間に生ずる間隙によつ
て与えられるが、この場合に達成し得るつりあい
良さは、一般に、せいぜい5μmである。もちろん
つりあい試験機の回転軸と回転体との相対固定位
置を180゜転換させて、２通りの状態から自動的に
平均値を算出する180゜反転つりあい法もある。こ
の方法は、補助シヤフトでの回転体の固定方法か
ら生ずる偏芯誤差を排除する。そのためには測定
装置に補償装置を内蔵させる必要がある。この方
法は、ジエツトエンジンの単段翼車用のつりあい
試験機の使用法の中で明らかにされている（つり
あい試験技術、第１巻、シユプリンガー出版社、
1977年）。しかしこの方法は、つりあい試験を終
つた回転体を実際の運転軸に固定した際に寸法公
差によつて発生する誤差を排除するのには適して
いない。従来、このような誤差は認容するほかな
いものとされていた。

このような問題を出発点として、本発明の基礎
になつているのは、ジヤーナルを備えていない回
転体のつりあい試験のための方法および装置のう
ち、特に回転体に、回転可能な補助ジヤーナルを
取り付ける必要のないような方法および装置を提
供する、という課題である。前記方法についての
課題は、回転体の孔を回転しない支持ジヤーナル
に挿入し、回転体の孔の内面と支持ジヤーナルの
外面との間に流体を供給して支持ジヤーナルから
回転体を隔離させながら回転体を支承し、支持ジ
ヤーナルを基準に回転体を流体を用いた駆動手段
により回転させ、回転する回転体の不つりあいに
より生じる回転しない支持ジヤーナルの振動を測
定することによつて回転体の不つりあいの大きさ
と位置を決定することにより、解決される。

また、前記装置についての課題は、振動ブリツ
ジと、この振動ブリツジに固着された回転しない
支持ジヤーナルでしかもその外面と回転体の孔の
内面との間に流体を供給するために円周方向に複
数の開口と流路を備えたものと、前記流路に流体
を供給するための流体供給装置と、支持ジヤーナ
ルを基準として回転体を回転させるために回転体
の円周に流体を吹き付けるためのノズルと、その
ノズルへ流体を供給するための装置とを具備する
ことにより、達成される。回転体のはめ合い公差
と表面精度の低さによつて本来ならば生ずるはず
の誤差も、孔の内部に流体を流すおかげで現われ
ない。なぜなら、回転体の孔の表面精度の低さが
流体によつて補われるので、回転体の安定した回
転軸が得られるからである。また、回転体のすわ
りがよく、その不つりあい修正面が安定するの
も、流体を軸方向に流すことによつて達成され、
補助的処置、例えばシヤフト、スピンドルなどを
使う必要はない。本発明による支持ジヤーナルな
いしジヤーナルの開口部は、あらかじめ中ぐりし
ておいた穴であつてもよいし、あるいは、回転体
を支持する領域全体においてジヤーナルが多孔性
の材料で構成されていてもよい。そうすることに
よつて、流体を、ジヤーナルの外面と、回転体の
孔の内面との間に流入させることができる。回転
体の形状と重さに応じて、また、使用する流体が
圧縮空気のようなガス状のものか、または水もし
くはオイルのような液状のものかに応じて、隙間
を通過する流体の流量を決定すべきである。

このように本発明は、回転体を支持する手段と
駆動する手段に流体を用いることによつて、ジヤ
ーナルを備えていない回転体のつりあい試験を、
今まで不可能とされていたほどのすぐれたつりあ
い良さで再現することを可能にした。また流体を
用いることにした結果、回転体を支持する手段と
駆動する手段に摩滅が起る可能性もなくなつた。
ジヤーナルを備えていない回転体をつりあい試験
機に塔載する工程も、そこからおろす工程も、本
発明による補助支持手段を使用することによつ
て、自動化することが著しく容易になる。なぜな
ら本発明による支持ジヤーナルには、流体の出口
が独特の形成の仕方だ設けられているので、支持
ジヤーナルを備えていない回転体の研摩ずみの孔
が損傷を蒙らないように、支持ジヤーナルの外面
と孔の内面との間の間隔を選ぶことができるから
である。締付け用のマンドレルまたは伸張し得る
マンドレルを備えた従来の補助支持手段を使用す
るこの種のつりあい試験機で、もし自動装着を実
施したならば、最初に先行技術として説明したよ
うに、十分に再現可能な測定結果が得られない
か、または回転体の孔に損傷を生じさせるかであ
ろう。その上、従来は、既に最初に説明したよう
に、この種の公知のつりあい試験法では、秀れた
つりあい良さを得ることは不可能であつた。

次に本発明を図面に基づいて更に詳細に説明す
る。

第１図ないし第３図において、同一の構成要素
には同じ参照番号を付けてある。

概略図で示したつりあい試験機１において振動
ブリツジ４が、４本の支持ばね２，２′，３，
３′（第２図も参照）によつて支えられている。
振動ブリツジ４は支持ジヤーナル５を備えてい
る。第１図に示す実施例では、支持ジヤーナル５
は鉛直に設けられており、中心に軸方向の孔６を
持つている。複数の半径方向平面８，９に複数の
孔７が設けられている。

支持ジヤーナル５の軸１０に対して直角に設け
られたプレート１１には、副孔１２が設けられて
いる。副孔１２はプレート１１の上面１３に口を
開いている。この実施例の場合のプレート１１は
肩状部４１を備えている。肩状部４１には、外部
に向かつて延びる屈曲流路が設けられている。軸
方向中心孔６および副孔１２は、供給流路１５，
１６を通じて流体の供給を受ける。この実施例で
は副孔１２は４個であり、それらは環状流体１７
を経由して流体４０の供給を受ける。この実施例
では、支持流体兼駆動流体として空気を使用し、
軸方向中心孔６用の流路と副孔１２用の流路を分
離することによつて、空気の添加量の配分を変え
ることができるようにしてあるので、回転体１８
がどんなものであろうとも、安定した回転軸が構
成され、且つ軸方向のすわりがよくなる。回転体
１８の端面１９の形状に関係なく軸方向のすわり
がよくなるので、回転体１８の修正面２０，２１
も安定する。

第１ａ図は副孔１２の断面を示す。この図の場
合、副孔は、プレート１１の環状流路１７から上
面１３に向かつて傾斜している。このため、回転
体１８のもう一方の端面２２に駆動力が加えられ
ることになるので、回転体１８は、空気の噴射に
よつて形成される支持クツシヨン２３の上で回転
させられることになる。

同様に、第１ｂ図に示す斜め向きの孔７も、回
転体１８の孔の内面２４に対して回転力を加え
る。従つて流体４０は、支持作用として心出し作
用のほかに、外部の駆動装置の力を借りずに回転
体１８を駆動する役目を引き受けることになる。
流体がこのような作用を持つているので、振動ブ
リツジ４を備えた本発明によるつりあい試験機１
は、それ自体が回転する回転体１８のほかには、
回転部分を全く持つていない。従来のつりあい試
験機では、不つりあい測定の際に、回転する補助
機械部品が現因となつて妨害周波数が発生するの
が常であるが、本発明によるつりあい試験機で
は、このような妨害周波数の大部分が回避できる
ことは明白である。

第２図には、回転体１８を回転させるための駆
動手段として、上述のものとはちがうものを、概
略図で示してある。回転体は鎖線で示してある。
この場合には、空気ノズル２５から回転体のほぼ
接線方向に噴射される気流２６が、回転体を駆動
する。この実施例の駆動手段も、不つりあい測定
の際に妨害周波数を発生させる原因となるような
回転部分を全く使用していないという点では、上
述の実施例と同様である。

支持部自体に含まれる流体による固有の駆動手
段を使用した方がよいか、外部の駆動手段を使用
した方がよいかは、回転体１８の表面の状態によ
る。どちらの駆動手段でも、回転体の回転数を一
定にすることができる。

第２図には、その上更に振動検出器２７を示し
てある。振動検出器２７は、回転体１８の不つり
あいが原因となつて発生する振動ブリツジ４の振
動を、振動伝達ロツド２８を介して測定する。こ
の振動が、回転数、位相状態に関する情報および
修正面２０，２１に関する情報と共に、計算装置
（図示せず）の中で利用されるので、最終的には
回転体１８の不つりあいが、その位置と大きさに
よつて把握され、その後の工程において回転体１
８の不つりあいを修正することができる。この場
合、複数の修正面に関して不つりあい修正を行わ
なければならない時には、上述の振動検出器２７
のほかに、更に追加の振動検出器を必要とする。

第３図に示すように、補助支持手段は鉛直配置
に限定されるわけではなく、水平配置式に補助支
持手段を設置してもよい。

第３図に示した段付き支持ジヤーナル２９も軸
方向中心孔６を持つており、複数の半径方向平面
において、軸方向中心孔６から孔７が分岐してい
る。孔７は、隙間３５の側で、プレート１１の方
向に片寄つている。この実施例の段付き支持ジヤ
ーナル２９では、回転体１８の孔の内面２４の肩
状部３０と、段付き支持ジヤーナル２９の軸つば
部分３１と、流体４０を供給するための傾斜副孔
３２とが、回転体１８を安定した状態で支え且つ
駆動するのに使用される。副孔３２は環状流路３
３に連通しており、環状流路３３は、必要に応じ
て特別の供給管から流体４０の供給を受けること
ができる。

回転体１８によつて起される振動は、つりあい
試験機１に支えられた振動検出器２７に伝達され
る。第２図に関して既に述べたことは、複数の平
面において不つりあい力を測定する際にも当ては
まる。

第３図は更に、段付き支持ジヤーナル２９はた
は支持ジヤーナル５（第１図参照）に多孔性部材
３４を挿入することによつて、孔の内面２４と支
持ジヤーナルの外面３６との間の隙間３５に、流
体を一様に分配できることを示している。支持流
体兼駆動流体による点状腐食によつて容易に破壊
されるかも知れぬような部品をつりあい試験する
場合には、多孔性の部材３４を挿入する代りに、
段付き支持ジヤーナル２９の全体、または支持ジ
ヤーナル５のうち回転体１８を支持する領域を、
多孔性の材料で構成してもよい。

上述のような種々の実施例において、つりあい
試験機１と結合されるものとして、支持ジヤーナ
ル５または支持ジヤーナル２９と共に提示した振
動ブリツジ４は、不つりあいを位置と大きさによ
つて確定するためのあらゆる測定法の際に使用で
き、しかも振動検出器は特定の種類のものに限定
されない。従つて速度検出器、力検出器、加速度
検出器、および、振動ブリツジと全く接触させな
いでも作動する振動検出器も、使用できる。また
本発明は、いわゆる共振回転数より高い回転数で
測定するつりあい試験機のみに限定されるわけで
はなく、共振回転数より低い回転数で測定するつ
りあい試験機にも適用できる。

また本発明による方法、および支持ジヤーナル
５または２９を備えた振動ブリツジ４は、ジヤー
ナルを備えていない回転体のうちの特定の種類の
ものにしか使用できない、というわでけはない。
従つて、例えばタービンの羽根車、コンプレツサ
ーの羽根車、はずみ車、および自動車の車輪をつ
りあい試験するものにも使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による補助支持装置を備えた
つりあい試験機の概略図、第１ａ図は副孔の断面
図、第１ｂ図は、半径方向の１つの平面における
支持ジヤーナルの断面図、第２図は、第１図に示
したつりあい試験機の平面図で、支持ジヤーナル
だけは断面図で示し、また、回転体を回転させる
ための駆動手段として、上述のものとはちがうも
のを備えている。第３図は、水平配置の場合の補
助支持装置用として形成した、更に別の支持ジヤ
ーナルを示す。 １……つりあい試験機、５……支持ジヤーナ
ル、６……軸方向中心孔、７……孔、８……半径
方向平面、９……半径方向平面、１０……軸、１
１……プレート、１５……供給流路、１６……供
給流路、１８……回転子、２４……孔の内面、２
９……支持ジヤーナル、３２……副孔、４０……
流体、４１……肩状部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持ジヤーナルを備えていない回転体のつり
   あい試験方法において、回転体の孔を回転しない
   支持ジヤーナルに挿入し、回転体の孔の内面と支
   持ジヤーナルの外面との間に流体を供給して支持
   ジヤーナルから回転体を隔離させながら回転体を
   支承し、支持ジヤーナルを基準に回転体を流体を
   用いた駆動手段により回転させ、回転する回転体
   の不つりあいにより生じる回転しない支持ジヤー
   ナルの振動を測定することによつて回転体の不つ
   りあいの大きさと位置を決定することを特徴とす
   る、つりあい試験方法。 ２ 回転体の孔の内面と支持ジヤーナルの外面と
   の間に供給される流体の力が支持ジヤーナルを基
   準に回転体を回転させるために、流体の供給方向
   に角度をもたせることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項に記載のつりあい試験方法。 ３ 支持ジヤーナルを備えていない回転体の不つ
   りあいを測定するためのつりあい試験装置におい
   て、振動ブリツジと、この振動ブリツジに固着さ
   れた回転しない支持ジヤーナルでしかもその外面
   と回転体の孔の内面との間に流体を供給するため
   に円周方向に複数の開口と流路を備えたものと、
   前記流路に流体を供給するための流体供給装置
   と、支持ジヤーナルを基準として回転体を回転さ
   せるために回転体の円周に流体を吹き付けるため
   のノズルと、そのノズルへ流体を供給するための
   装置とを具備していることを特徴とする、つりあ
   い試験装置。 ４ 支持ジヤーナルを支承する部材の表面とこの
   面と対抗する回転体の表面との間に流体を供給す
   る流路を設け、この流路と流体供給装置とを接続
   する追加の流路を設けていることを特徴とする、
   特許請求の範囲第３項に記載のつりあい試験装
   置。