JPH078505U - Rotor balancer - Google Patents
Rotor balancerInfo
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- JPH078505U JPH078505U JP4262093U JP4262093U JPH078505U JP H078505 U JPH078505 U JP H078505U JP 4262093 U JP4262093 U JP 4262093U JP 4262093 U JP4262093 U JP 4262093U JP H078505 U JPH078505 U JP H078505U
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 軸受台にダンピング力を作用させることによ
り、ロータ系の固有振動数における振動の振幅を許容範
囲内に抑制する。
【構成】 軸受台2の振動を検出するセンサ5を設け、
その検出信号をコントローラ7に入力する。この信号を
受けたコントローラ7は加振用のアクチュエータ6を作
動させる制御信号を生成し、パワーアンプ8を介して出
力する。アクチュエータ6が作動すると、十分なダンピ
ング力が得られるようになるので、ロータ系の固有振動
数における振動の振幅を所定の許容範囲内に抑制でき
る。
(57) [Summary] (Correction) [Purpose] By applying a damping force to the bearing base, the amplitude of vibration at the natural frequency of the rotor system is suppressed within the allowable range. [Configuration] A sensor 5 for detecting vibration of the bearing stand 2 is provided,
The detection signal is input to the controller 7. The controller 7 receiving this signal generates a control signal for operating the vibration actuator 6 and outputs the control signal via the power amplifier 8. When the actuator 6 operates, a sufficient damping force can be obtained, so that the amplitude of vibration at the natural frequency of the rotor system can be suppressed within a predetermined allowable range.
Description
【0001】[0001]
本考案は、タービン等の回転機械のバランス調整に使用されるロータバランス 装置に関する。 The present invention relates to a rotor balance device used for balance adjustment of a rotating machine such as a turbine.
【0002】[0002]
ソフトタイプのロータバランス装置の計測(試験)回転数は、ロータ、軸受、 軸受台等から成るロータ系の固有振動の3倍程度の回転数が設定される。これは 、計測される振動値が残留不釣り合いによる偏重心量に相当すること、また、計 測回転数が多少変動しても振動値が変化しないこと等の理由による。 The measurement (test) speed of the soft type rotor balance device is set to about 3 times the natural speed of the natural vibration of the rotor system including the rotor, bearings, and bearing bases. This is because the measured vibration value corresponds to the amount of eccentricity due to residual imbalance, and the vibration value does not change even if the measured rotation speed changes slightly.
【0003】 図2及び図3は従来のソフトタイプのロータバランス装置を示したもので、1 はロータ、2は軸受台、3はストッパである。このような従来装置においては、 軸受台2が剛性の低い板ばね4に支えられているためロータ系の固有振動数は低 く、計測回転数までロータの回転数を昇速するためにはこの固有振動数を越える 必要がある。FIG. 2 and FIG. 3 show a conventional soft type rotor balance device, in which 1 is a rotor, 2 is a bearing stand, and 3 is a stopper. In such a conventional device, since the bearing base 2 is supported by the leaf spring 4 having low rigidity, the natural frequency of the rotor system is low, and in order to increase the rotational speed of the rotor up to the measured rotational speed, It is necessary to exceed the natural frequency.
【0004】 しかし、上述した従来装置では減衰が非常に小さいため、その固有振動数を通 過することができず、従って、ストッパ(たとえば油圧式のクランプ機構)3で 軸受台2をクランプすることによりロータ系の支持剛性を高め、固有振動数を計 測回転数以上に持ち上げておき、ロータ1を昇速(この時は固有振動数を通過し ない)し、計測回転数に到達後、クランプをゆるめ、固有振動数を下げて正規状 態としている。However, in the above-mentioned conventional device, since the damping is very small, the natural frequency cannot be passed, and therefore, the bearing base 2 is clamped by the stopper (for example, a hydraulic clamp mechanism) 3. By increasing the support rigidity of the rotor system by raising the natural frequency above the measured rotation speed, the rotor 1 is accelerated (at this time the natural frequency does not pass), and after reaching the measured rotation speed, the clamp Is relaxed and the natural frequency is lowered to bring it to the normal state.
【0005】 すなわち、ロータ系の固有振動数において振動が大きくなることを防ぐため、 軸受台にストッパ3を取り付けており、回転上昇した後にストッパ3をゆるめ、 その回転数に対する振動ベクトルを用いてバランスを実施していた。That is, in order to prevent the vibration from increasing at the natural frequency of the rotor system, the stopper 3 is attached to the bearing base, the stopper 3 is loosened after the rotation has risen, and the balance is calculated using the vibration vector for the rotation frequency. Was being carried out.
【0006】[0006]
前述した従来のソフトタイプのロータバランス装置では、大振動を防ぐため、 数ヘルツにある剛体モードの固有振動数より高い回転数での振動ベクトルを利用 してロータのバランスを実施していたため、高精度のバランスを行う上で重要で ある固有振動数における振動ベクトルを用いることができなかった。 In the conventional soft type rotor balancing device described above, in order to prevent large vibration, the rotor is balanced using the vibration vector at a rotation speed higher than the natural frequency of the rigid body mode at several Hertz, and It was not possible to use the vibration vector at the natural frequency, which is important for balancing the accuracy.
【0007】 そこで、本考案は、軸受台にダンピング力を作用させることにより、ロータ系 の固有振動数における振動の振幅を許容できる範囲に抑制することを目的とする 。Therefore, an object of the present invention is to suppress the amplitude of vibration at the natural frequency of the rotor system within an allowable range by applying a damping force to the bearing base.
【0008】[0008]
本考案は、前述の課題を解決するもので、回転機械のバランス調整に使用され るソフトタイプのロータバランス装置において、軸受台の振動を検出するセンサ と、バランス対象となるロータの不釣り合い振動の振幅を制御するアクチュエー タと、前記センサの検出信号を受けて前記アクチュエータの作動を制御するコン トローラとを具備し、ロータ系の固有振動数における振動の振幅を所定の許容範 囲内に抑制するように構成したことを特徴とするロータバランス装置である。 The present invention solves the above-mentioned problems, and in a soft type rotor balance device used for balance adjustment of a rotating machine, a sensor that detects the vibration of the bearing stand and the unbalanced vibration of the rotor to be balanced are An actuator for controlling the amplitude and a controller for controlling the operation of the actuator in response to the detection signal of the sensor are provided, and the amplitude of the vibration at the natural frequency of the rotor system is suppressed within a predetermined allowable range. It is a rotor balance device characterized in that it is configured.
【0009】[0009]
前述の手段によれば、軸受台の振動をセンサで検出し、この信号を基にアクチ ュエータをコントローラにより微分制御することで、軸受台にダンピング力を作 用させることができる。このダンピング力により、ロータ系の固有振動数におけ る振動の振幅は所定の許容範囲内に抑制される。 According to the above-mentioned means, the vibration of the bearing stand is detected by the sensor, and the actuator is differentially controlled by the controller based on this signal, so that the bearing stand can be made to exert a damping force. Due to this damping force, the amplitude of vibration at the natural frequency of the rotor system is suppressed within a predetermined allowable range.
【0010】[0010]
本考案によるロータバランス装置の一実施例を図1に示して説明する。なお、 従来例と同一の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。 An embodiment of the rotor balance device according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those of the conventional example are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0011】 図1において、2は軸受台、4は板ばねを示しており、バランスを行う際には ロータ1(図2参照)を軸受及び軸受台2で支持し、たとえばロータ1を約80 0rpmまで回転上昇させる。ソフトタイプのロータバランス装置においては、 軸受台2が剛性の低い板ばね4で支えられているため、ロータ1、軸受台2、板 ばね4等で構成される系の固有振動数は低く、回転上昇する過程でこれを通過す ることになる。その際、何の制御もない場合は振動が大きくなり、通過が不可能 になる。In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a bearing stand, and 4 denotes a leaf spring. When performing balancing, the rotor 1 (see FIG. 2) is supported by the bearing and the bearing stand 2, and for example, the rotor 1 is about 80 Rotate up to 0 rpm. In the soft type rotor balance device, since the bearing stand 2 is supported by the leaf spring 4 having low rigidity, the natural frequency of the system constituted by the rotor 1, the bearing stand 2, the leaf spring 4 and the like is low, and You will pass this in the process of rising. At that time, if there is no control, the vibration becomes large and the passage becomes impossible.
【0012】 そこで、本考案では、上述したソフトタイプのロータバランス装置に、軸受台 2の振動を検出するセンサ5と、バランス対象となるロータ1の不釣り合い振動 の振幅を制御する加振用のアクチュエータ6と、センサ5の検出信号を受けてア クチュエータ6の作動を制御するコントローラ7とを設け、パワーアンプ8を介 して加振用のアクチュエータ6を作動させることによって、軸受台2にダンピン グを付加するように構成してある。Therefore, in the present invention, the above-mentioned soft type rotor balancing device is provided with a sensor 5 for detecting the vibration of the bearing stand 2 and an exciting vibration controlling the amplitude of the unbalanced vibration of the rotor 1 to be balanced. An actuator 6 and a controller 7 for controlling the operation of the actuator 6 in response to a detection signal from the sensor 5 are provided, and the actuator 6 for vibration is operated via the power amplifier 8 so that the bearing stand 2 is dampened. It is configured to add a group.
【0013】 センサ5としては、過電流式変位計や導電型振動計等を使用でき、検出した振 動の信号はコントローラ7に入力する。次に、加振用のアクチュエータ6として は、たとえばE型鉄心の中央部にコイルを巻き付け、コイルに電流を流すことに より電磁石にし、磁場を生成することにより、コントローラ7からの制御信号に 比例した力を軸受台2に作用させるような構造がある。また、コントローラ7は 、センサ5により検出された振動変位波形をA/D変換し、振動変位に対し90 度進めた振動速度信号を生成する(センサ5に導電型振動計を用いた場合は振動 速度を検出するため速度信号生成は不要となる)と共に信号レベルを変換し、D /A変換によりアナログ信号として、アクチュエータ6を作動させるように構成 すればよい。なお、コントローラ7は、センサ5で検出された振動波形からアク チュエータ6を作動させる制御信号を生成するものであり、この機能を満たすも のであれば、コンピュータ又は専用機器のいずれでもよい。As the sensor 5, an overcurrent type displacement meter, a conductive vibrometer, or the like can be used, and the detected vibration signal is input to the controller 7. Next, as the actuator 6 for vibration, for example, a coil is wound around the center of an E-shaped iron core, and an electromagnet is generated by passing a current through the coil to generate a magnetic field, which is proportional to the control signal from the controller 7. There is a structure in which the generated force acts on the bearing base 2. The controller 7 also A / D-converts the vibration displacement waveform detected by the sensor 5 to generate a vibration velocity signal that is advanced by 90 degrees with respect to the vibration displacement (when a conductive vibrometer is used for the sensor 5, vibration is generated). (It is not necessary to generate a speed signal because the speed is detected), and the signal level is converted, and the actuator 6 is operated as an analog signal by D / A conversion. The controller 7 generates a control signal for operating the actuator 6 from the vibration waveform detected by the sensor 5, and may be a computer or a dedicated device as long as it fulfills this function.
【0014】 ところで、1自由度系の振動応答は、減衰(ダンピング)ζが小さいほど大き な振幅値となる。通常のバランサはダンピングがほとんどなく、ζは0.005 程度であり、振幅値は100倍程度となる。ダンピングζは、下記の振動方程式 (数式1)における振動変位xを1階微分した速度項に比例する。By the way, the vibration response of the one-degree-of-freedom system has a larger amplitude value as the damping (damping) ζ is smaller. A normal balancer has almost no damping, ζ is about 0.005, and the amplitude value is about 100 times. The damping ζ is proportional to the velocity term obtained by first-order differentiating the vibration displacement x in the following vibration equation (Formula 1).
【数1】 mx+cx+kx=Fsinωt## EQU1 ## mx + cx + kx = Fsinωt
【0015】 本考案では、センサ5で検出された振動変位の時刻歴波形をコントローラ7で 集録し、微分演算を行い、生成された速度比例波形によってパワーアンプ8を介 して加振用のアクチュエータ6を作動させ、軸受台2にダンピングを付加してい る。すなわち、振動変位波形を一定時間間隔Δtでサンプリングし、次式(数式 2)の演算を順次行うことにより速度波形を形成している。In the present invention, the time history waveform of the vibration displacement detected by the sensor 5 is recorded by the controller 7, the differential operation is performed, and the generated velocity proportional waveform is used to generate an actuator for vibration through the power amplifier 8. 6 is activated to add damping to the bearing stand 2. That is, the vibration displacement waveform is sampled at constant time intervals Δt, and the velocity waveform is formed by sequentially performing the calculation of the following formula (Formula 2).
【数2】 (Vi−Vi-1)/Δt=Ei [Number 2] (V i -V i-1) / Δt = E i
【0016】 このような制御を実施することにより、アクチュエータ6を作動させない状態 ではダンピングが小さいため振動が収まるのに長時間を要していたものが、アク チュエータ6の作動によって十分なダンピング力を得られるようになり、急激な 振動の収束を可能にする。すなわち、十分なダンピング力を付加することにより 、ロータ系の固有振動数における振動の振幅を所定の許容範囲内に抑制すること ができるようになる。By executing such control, it takes a long time for the vibration to subside because the damping is small when the actuator 6 is not operated, but a sufficient damping force is provided by the operation of the actuator 6. It becomes possible to obtain rapid convergence of vibration. That is, by adding a sufficient damping force, the amplitude of vibration at the natural frequency of the rotor system can be suppressed within a predetermined allowable range.
【0017】[0017]
前述した本考案を適用することにより、固有振動においても、振幅を許容範囲 内に抑制することができる。従って固有振動数よりも十分に高い回転数における 振動ベクトルを用いていた従来のバランス装置に比べて、同じアンバランスに対 して数倍大きな応答を示す固有振動数における振動ベクトルを利用することが可 能となる。このことにより、バランス作業に要する時間を大幅に短縮することが できるだけでなく、最終的なバランス精度を向上させることも可能になる。 By applying the above-described present invention, the amplitude can be suppressed within the allowable range even in natural vibration. Therefore, it is possible to use a vibration vector at a natural frequency that shows a response several times larger for the same imbalance than the conventional balancer that used a vibration vector at a rotation frequency sufficiently higher than the natural frequency. It will be possible. As a result, not only the time required for the balance work can be significantly shortened, but also the final balance accuracy can be improved.
【図1】本考案によるロータバランス装置の一実施例を
示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a rotor balancing device according to the present invention.
【図2】ロータバランス装置の概要を示す側面図であ
る。FIG. 2 is a side view showing an outline of a rotor balance device.
【図3】従来のロータバランス装置を示す正面(図2の
A矢視)図である。FIG. 3 is a front view (viewed from an arrow A in FIG. 2) showing a conventional rotor balance device.
1 ロータ 2 軸受台 3 ストッパ 4 板ばね 5 センサ 6 アクチュエータ 7 コントローラ 8 パワーアンプ 1 rotor 2 bearing base 3 stopper 4 leaf spring 5 sensor 6 actuator 7 controller 8 power amplifier
Claims (1)
トタイプのロータバランス装置において、軸受台の振動
を検出するセンサと、バランス対象となるロータの不釣
り合い振動の振幅を制御するアクチュエータと、前記セ
ンサの検出信号を受けて前記アクチュエータの作動を制
御するコントローラとを具備し、ロータ系の固有振動数
における振動の振幅を所定の許容範囲内に抑制するよう
に構成したことを特徴とするロータバランス装置。1. A soft type rotor balance device used for balance adjustment of a rotating machine, a sensor for detecting vibration of a bearing stand, an actuator for controlling amplitude of unbalanced vibration of a rotor to be balanced, said A rotor balance comprising: a controller for controlling the operation of the actuator in response to a detection signal from a sensor, and configured to suppress the amplitude of vibration at the natural frequency of the rotor system within a predetermined allowable range. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1993042620U JP2598746Y2 (en) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | Rotor balance device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1993042620U JP2598746Y2 (en) | 1993-07-08 | 1993-07-08 | Rotor balance device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH078505U true JPH078505U (en) | 1995-02-07 |
JP2598746Y2 JP2598746Y2 (en) | 1999-08-16 |
Family
ID=12641071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP2598746Y2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108227773A (en) * | 2017-12-22 | 2018-06-29 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | A kind of turbomachinery cylinder vibration closed loop controlling structure and its adjusting method |
-
1993
- 1993-07-08 JP JP1993042620U patent/JP2598746Y2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108227773A (en) * | 2017-12-22 | 2018-06-29 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | A kind of turbomachinery cylinder vibration closed loop controlling structure and its adjusting method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2598746Y2 (en) | 1999-08-16 |
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