JPH05142084A - 回転体のバランス修正方法 - Google Patents
回転体のバランス修正方法Info
- Publication number
- JPH05142084A JPH05142084A JP33292691A JP33292691A JPH05142084A JP H05142084 A JPH05142084 A JP H05142084A JP 33292691 A JP33292691 A JP 33292691A JP 33292691 A JP33292691 A JP 33292691A JP H05142084 A JPH05142084 A JP H05142084A
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- temporary
- vibration
- rotating body
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数個の回転体によって構成されたロータの
振動試験において、振動バランス修正に要する時間及び
コストを低減せしめたバランス修正方法を提供するこ
と。 【構成】 回転体のバランス修正面に仮釣合錘９を取り
付け、フィールドバランスによって検出された不釣合位
相角に位置する仮釣合錘９を不釣合量だけレーザ又は電
子ビームの照射パルスで溶融除去してバランスをとって
いく方法。
振動試験において、振動バランス修正に要する時間及び
コストを低減せしめたバランス修正方法を提供するこ
と。 【構成】 回転体のバランス修正面に仮釣合錘９を取り
付け、フィールドバランスによって検出された不釣合位
相角に位置する仮釣合錘９を不釣合量だけレーザ又は電
子ビームの照射パルスで溶融除去してバランスをとって
いく方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蒸気タービン、ガスター
ビン、ブロワ等高速回転機械の動的不釣合量を修正する
方法に関する。
ビン、ブロワ等高速回転機械の動的不釣合量を修正する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速回転機械の一例として蒸気タービン
発電機のロータを図４に示す。この蒸気タービン発電機
のロータは高圧タービン１、低圧タービン２、発電機３
が一軸に結合されている。これら高圧タービン１、低圧
タービン２及び発電機の各回転体は単独ではそれぞれ静
的及び動的釣合試験によって不釣合量が修正されている
が、これらを一軸に結合して運転すると、軸受荷重、ア
ライメント、熱変形等の影響を受けて振動が発生する。
このため試運転時や定期点検後にフィールドバランスと
呼ばれる現地での動的釣合試験が行われる。
発電機のロータを図４に示す。この蒸気タービン発電機
のロータは高圧タービン１、低圧タービン２、発電機３
が一軸に結合されている。これら高圧タービン１、低圧
タービン２及び発電機の各回転体は単独ではそれぞれ静
的及び動的釣合試験によって不釣合量が修正されている
が、これらを一軸に結合して運転すると、軸受荷重、ア
ライメント、熱変形等の影響を受けて振動が発生する。
このため試運転時や定期点検後にフィールドバランスと
呼ばれる現地での動的釣合試験が行われる。
【０００３】その方法としては、ロータの不釣合量を求
め、この不釣合量に相当する釣合錘をバランス修正面に
取り付けて、全体のバランスをとっていくものである。
め、この不釣合量に相当する釣合錘をバランス修正面に
取り付けて、全体のバランスをとっていくものである。
【０００４】すなわち、図４に示すように、各軸受４の
近傍に常設振動計ピックアップ５が取り付けられ、ロー
タの軸端には常設位相計ピックアップ６が取り付けられ
ている。振動計ピックアップ５は軸受４近傍で発生する
振動を検出し、図５に示したような振動波形Ａを出力す
る。同時に位相計ピックアップ６は、たとえばロータ軸
上の一箇所に切欠きを削成し、この切欠きを検出するこ
とで、ロータが１回転する毎に１個のパルス信号Ｂ（図
５）を出力する。このパルス信号Ｂはその周期Ｔ0が１
回転の３６０°に相当し、それぞれは振動が発生される
角度位置又は位相角を知るための基準点となるものであ
る。図５の例では、振動波形Ａのハイスポット点Ｃが基
準となるパルス信号Ｂより時間遅れＴ1を有している
が、この場合の点Ｃの角度、すなわちアンバランス位相
角βは、β＝３６０・Ｔ1／Ｔ0となる（図６参照）。こ
のようにして、不釣合量（振幅）及び位相角が求められ
る。
近傍に常設振動計ピックアップ５が取り付けられ、ロー
タの軸端には常設位相計ピックアップ６が取り付けられ
ている。振動計ピックアップ５は軸受４近傍で発生する
振動を検出し、図５に示したような振動波形Ａを出力す
る。同時に位相計ピックアップ６は、たとえばロータ軸
上の一箇所に切欠きを削成し、この切欠きを検出するこ
とで、ロータが１回転する毎に１個のパルス信号Ｂ（図
５）を出力する。このパルス信号Ｂはその周期Ｔ0が１
回転の３６０°に相当し、それぞれは振動が発生される
角度位置又は位相角を知るための基準点となるものであ
る。図５の例では、振動波形Ａのハイスポット点Ｃが基
準となるパルス信号Ｂより時間遅れＴ1を有している
が、この場合の点Ｃの角度、すなわちアンバランス位相
角βは、β＝３６０・Ｔ1／Ｔ0となる（図６参照）。こ
のようにして、不釣合量（振幅）及び位相角が求められ
る。
【０００５】ロータのバランス修正面には、図６に示し
たように、複数個、たとえば２４〜３６個のねじ穴７が
周方向に設けられており、上記によって求められた各修
正面の不釣合量とその位相角に対応した釣合錘８がねじ
穴７に付加されて、不釣合修正が行われる。そして、こ
れらは振幅が許容範囲に入るまで繰り返される。なお、
定期点検時には付加された釣合錘８を除去する場合もあ
る。
たように、複数個、たとえば２４〜３６個のねじ穴７が
周方向に設けられており、上記によって求められた各修
正面の不釣合量とその位相角に対応した釣合錘８がねじ
穴７に付加されて、不釣合修正が行われる。そして、こ
れらは振幅が許容範囲に入るまで繰り返される。なお、
定期点検時には付加された釣合錘８を除去する場合もあ
る。
【０００６】バランス修正面のねじ穴７に対応してケー
シングには作業用の穴が設けられており、釣合錘８の着
脱はケーシングを解放せずに行われる。
シングには作業用の穴が設けられており、釣合錘８の着
脱はケーシングを解放せずに行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ロータが複数個の回転
体によって構成されたいわゆる多スパン系ロータの場
合、各回転体の動的不釣合量は相互に極めて複雑に干渉
し合う。コンピュータを使って軸系の振動特性をかなり
精度よく予測することが可能となり、モード円バランス
法等による振動の解析技術も発達したが、それでもフィ
ールドバランスはトライアンドエラー方法を必要とし、
前記の振動試験を繰り返して行わねばならなかった。
体によって構成されたいわゆる多スパン系ロータの場
合、各回転体の動的不釣合量は相互に極めて複雑に干渉
し合う。コンピュータを使って軸系の振動特性をかなり
精度よく予測することが可能となり、モード円バランス
法等による振動の解析技術も発達したが、それでもフィ
ールドバランスはトライアンドエラー方法を必要とし、
前記の振動試験を繰り返して行わねばならなかった。
【０００８】蒸気タービンの場合、運転、停止、釣合錘
の着脱、再起動を含んだ一連の不釣合修正には、その容
量にもよるが通常４〜５時間を必要とし、この試験を繰
り返すために極めて多くの工数とコストがかかり、工期
も数日を必要としている。
の着脱、再起動を含んだ一連の不釣合修正には、その容
量にもよるが通常４〜５時間を必要とし、この試験を繰
り返すために極めて多くの工数とコストがかかり、工期
も数日を必要としている。
【０００９】本発明は上記事情にかんがみてなされたも
ので、回転体のバランス修正に大幅な時間及びコストの
かからないバランス修正方法を提供することを目的とす
る。
ので、回転体のバランス修正に大幅な時間及びコストの
かからないバランス修正方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的に対し、本発明
によれば、回転体のバランス修正面に仮釣合錘を取り付
け、フィールドバランスによって検出された不釣合に相
当する仮釣合錘をレーザ又は電子ビームの照射パルスで
溶融除去してなる回転体のバランス修正方法が提供され
る。
によれば、回転体のバランス修正面に仮釣合錘を取り付
け、フィールドバランスによって検出された不釣合に相
当する仮釣合錘をレーザ又は電子ビームの照射パルスで
溶融除去してなる回転体のバランス修正方法が提供され
る。
【００１１】
【作用】仮釣合錘の溶融除去量は照射時間によって調節
され、かつ不釣合修正中に他の修正面への影響が逐次検
出されるため、無駄のない極めて高精度な動的不釣合の
修正が行われる。
され、かつ不釣合修正中に他の修正面への影響が逐次検
出されるため、無駄のない極めて高精度な動的不釣合の
修正が行われる。
【００１２】しかも、フィールドバランスは１回の運転
のみで、各回転体の相互干渉効果の入った高精度の不釣
合修正が行われる。
のみで、各回転体の相互干渉効果の入った高精度の不釣
合修正が行われる。
【００１３】
【実施例】以下図１ないし図３に例示した本発明の好適
な実施例について詳述する。なお、図１及び図２におい
て、図４及び図６に示したものと同一の要素については
同一の符号を付してある。
な実施例について詳述する。なお、図１及び図２におい
て、図４及び図６に示したものと同一の要素については
同一の符号を付してある。
【００１４】図１は本発明によるバランス修正方法を実
施する装置の構成例を示し、図２はロータの一部、たと
えば高圧タービン１のバランス修正面の側面を示してい
る。
施する装置の構成例を示し、図２はロータの一部、たと
えば高圧タービン１のバランス修正面の側面を示してい
る。
【００１５】高圧タービン１のバランス修正面のすべて
のねじ穴７には仮釣合錘９が取り付けられている。これ
ら仮釣合錘９は好ましくは同じ寸法及び重量を有し、修
正・着脱が容易なように、修正面から突出している。ま
た、仮釣合錘９の材質としては、ロータ材よりも融点及
び高度の低いものが選ばれる。
のねじ穴７には仮釣合錘９が取り付けられている。これ
ら仮釣合錘９は好ましくは同じ寸法及び重量を有し、修
正・着脱が容易なように、修正面から突出している。ま
た、仮釣合錘９の材質としては、ロータ材よりも融点及
び高度の低いものが選ばれる。
【００１６】次いで、釣合試験を行い、各修正面での不
釣合量及びその位相角を検出する。すなわち、振動計ピ
ックアップ５によって軸受近傍の振動を検出し、位相計
ピックアップ６によって基準位相パルス信号を検出し、
それぞれ振動計測器１０に入力される。それらの計測値
は数値化されて主演算器１１に入力される。
釣合量及びその位相角を検出する。すなわち、振動計ピ
ックアップ５によって軸受近傍の振動を検出し、位相計
ピックアップ６によって基準位相パルス信号を検出し、
それぞれ振動計測器１０に入力される。それらの計測値
は数値化されて主演算器１１に入力される。
【００１７】この主演算器１１では、応答計算と呼ばれ
る動的な振動応答を求める計算結果を用いて。現状の振
動値より最適バランス計算を行う。この計算結果から各
振動修正面での不釣合量、詳しくはレーザ又は電子ビー
ムの照射量及びどの仮釣合錘９に照射するかを表す位相
角が求まる。
る動的な振動応答を求める計算結果を用いて。現状の振
動値より最適バランス計算を行う。この計算結果から各
振動修正面での不釣合量、詳しくはレーザ又は電子ビー
ムの照射量及びどの仮釣合錘９に照射するかを表す位相
角が求まる。
【００１８】これら照射量及び位相角はビーム制御装置
１２に入力される。このビーム制御装置１２はまた、位
相計ピックアップ６からの基準位相パルス信号をも受
け、この基準位相パルス信号で照射位相角の同期をとっ
て照射量及び位相角のデータを可般式レーザ加工機又は
電子ビーム加工機のような照射パルス発生器１３に供給
する。
１２に入力される。このビーム制御装置１２はまた、位
相計ピックアップ６からの基準位相パルス信号をも受
け、この基準位相パルス信号で照射位相角の同期をとっ
て照射量及び位相角のデータを可般式レーザ加工機又は
電子ビーム加工機のような照射パルス発生器１３に供給
する。
【００１９】照射パルス発生器１３は釣合錘着脱作業用
穴を介してレーザ又は電子ビームを仮釣合錘９にパルス
照射するよう設置されている。
穴を介してレーザ又は電子ビームを仮釣合錘９にパルス
照射するよう設置されている。
【００２０】照射パルス発生器１３はロータを停止する
ことなく回転体表面のバランス修正面に取り付けられた
仮釣合錘９をレーザ又は電子ビーム照射により部分的に
溶融除去する。すなわち、回転体の不釣合方向が照射パ
ルス発生器の正面に来た時、ビームパルスが照射され、
その部分の仮釣合錘９の一部が溶融除去され、振動を低
下させていく。
ことなく回転体表面のバランス修正面に取り付けられた
仮釣合錘９をレーザ又は電子ビーム照射により部分的に
溶融除去する。すなわち、回転体の不釣合方向が照射パ
ルス発生器の正面に来た時、ビームパルスが照射され、
その部分の仮釣合錘９の一部が溶融除去され、振動を低
下させていく。
【００２１】不釣合相当の仮釣合錘９が溶融除去され、
すべての修正面での釣合修正が行われた後、回転体を停
止させ、仮釣合錘９を取り外して、その位置を記録する
と共にその重量を計測する。この記録に従ってそれぞれ
に対応した釣合錘を対応するねじ穴に取り付けることに
なる。
すべての修正面での釣合修正が行われた後、回転体を停
止させ、仮釣合錘９を取り外して、その位置を記録する
と共にその重量を計測する。この記録に従ってそれぞれ
に対応した釣合錘を対応するねじ穴に取り付けることに
なる。
【００２２】溶融した仮釣合錘９の破片はグランド又は
外部ケーシングの下部に溜るが、これらはマンホールを
使って、釣合錘の取り付け時に除去される。
外部ケーシングの下部に溜るが、これらはマンホールを
使って、釣合錘の取り付け時に除去される。
【００２３】図３はレーザ等の照射による不釣合量除去
前後の振動値を表した円グラフであり、振動変化量が取
り除かれた不釣合量に対するバランス効果ベクトルを示
している。図中、黒丸は現状振動値、Ｘは不釣合修正後
の振動値であり、矢印はバランス効果のベクトルであっ
て、取り除かれた不釣合量と不釣合の方向、すなわち位
相とを表している。
前後の振動値を表した円グラフであり、振動変化量が取
り除かれた不釣合量に対するバランス効果ベクトルを示
している。図中、黒丸は現状振動値、Ｘは不釣合修正後
の振動値であり、矢印はバランス効果のベクトルであっ
て、取り除かれた不釣合量と不釣合の方向、すなわち位
相とを表している。
【００２４】以上は現地フィールドバランス時のみにつ
いて述べたが、本発明は工場にてもそのまま適用するこ
とができる。
いて述べたが、本発明は工場にてもそのまま適用するこ
とができる。
【００２５】次に不釣合修正用ねじ穴を持たない回転体
の場合は、仮釣合錘に替って釣合試験用仮円板がロータ
に取り付けられ、同じ方法で動的釣合試験が行われる。
の場合は、仮釣合錘に替って釣合試験用仮円板がロータ
に取り付けられ、同じ方法で動的釣合試験が行われる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば蒸気タービン等の高速回
転機械のフィールドバランスを１回のみで、しかも高い
精度で動的不釣合修正を行うことができる。従って工数
・コストの低減、工期の短縮、ロータ信頼性の向上に効
果を奏する。
転機械のフィールドバランスを１回のみで、しかも高い
精度で動的不釣合修正を行うことができる。従って工数
・コストの低減、工期の短縮、ロータ信頼性の向上に効
果を奏する。
【図１】本発明によるバランス修正方法を実施する装置
の概略系統図である。
の概略系統図である。
【図２】回転体のバランス修正面に仮釣合錘を取り付け
た状態を示す側面図である。
た状態を示す側面図である。
【図３】バランス効果ベクトルを示す円グラフである。
【図４】蒸気タービンロータの動的釣合試験の概要を示
す図である。
す図である。
【図５】振動波形と基準位相パルス信号との関係を示し
た図である。
た図である。
【図６】回転体のバランス修正面の一例を示す正面図で
ある。
ある。
１ 高圧タービン ２ 低圧タービン ３ 発電機 ４ 軸受 ５ 振動計ピックアップ ６ 位相計ピックアップ ７ ねじ穴 ８ 釣合錘 ９ 仮釣合錘 １０ 振動計測器 １１ 主演算器 １２ ビーム制御装置 １３ 照射パルス発生器
Claims (1)
- 【請求項１】回転体のバランス修正面に仮釣合錘を取り
付け、フィールドバランスによって検出された不釣合に
相当する仮釣合錘をレーザ又は電子ビームの照射パルス
で溶融除去してなる回転体のバランス修正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33292691A JPH05142084A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 回転体のバランス修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33292691A JPH05142084A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 回転体のバランス修正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142084A true JPH05142084A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=18260359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33292691A Withdrawn JPH05142084A (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 回転体のバランス修正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05142084A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10267781A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | ゴルフクラブヘッドの重心位置の測定方法及びその装置 |
| JP2011112514A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Ihi Corp | バランス修正装置と方法 |
| CN103994859A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-08-20 | 上海大学 | 一种高精度在线动平衡检测控制系统和方法 |
| KR101453540B1 (ko) * | 2013-10-29 | 2014-10-23 | 주식회사 가온솔루션 | 풍력발전기의 질량 불평형 구현을 위한 기계부 고장 모사장치 |
| JP2017082764A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-05-18 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | 真空ポンプのローター、又は真空ポンプの回転ユニットのローターのバランス取りの為の方法 |
| CN110091068A (zh) * | 2018-01-30 | 2019-08-06 | 上海鸣志电器股份有限公司 | 用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置及方法 |
-
1991
- 1991-11-22 JP JP33292691A patent/JPH05142084A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10267781A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | ゴルフクラブヘッドの重心位置の測定方法及びその装置 |
| JP2011112514A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Ihi Corp | バランス修正装置と方法 |
| KR101453540B1 (ko) * | 2013-10-29 | 2014-10-23 | 주식회사 가온솔루션 | 풍력발전기의 질량 불평형 구현을 위한 기계부 고장 모사장치 |
| CN103994859A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-08-20 | 上海大学 | 一种高精度在线动平衡检测控制系统和方法 |
| JP2017082764A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-05-18 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | 真空ポンプのローター、又は真空ポンプの回転ユニットのローターのバランス取りの為の方法 |
| CN110091068A (zh) * | 2018-01-30 | 2019-08-06 | 上海鸣志电器股份有限公司 | 用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置及方法 |
| CN110091068B (zh) * | 2018-01-30 | 2024-03-15 | 上海鸣志电器股份有限公司 | 用于电机转子动平衡后激光自动去重的装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |