JPS5842944A - 回転機のつりあわせ方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １ 本発明は回転機のウシあわせ方法及びその装置、、。

に関する０、。

ζｏｍｏ技術は、タービン中発電機ロータ等の回転−〇
′））あわせに用−られている。

即ちタービンロータ等の回転機においては、目−タの回
転中心がその幾何学的中心と厳密に一致しなめ場合、軸
方向の任意の位置にりいて不り〕あい質量が存在するこ
とになシ、これによってロータに回転数と一致した振動
数の振動が発生する。

これがいわゆるロータの不クシあい振動と呼ばれるもの
である。この不クシあい振動はロータの支持軸受を介し
てロータを含む回、転機全体に有害な力を及ぼすと共に
、定格速度内にロータの固有振動数に対応した速度が存
在すると、この速度でロータは危険速度と呼ばれる共振
現象（詳しくは後述）を呈し、振動振幅が非常に大きい
危険な状態となる。従って回転機の静粛かつ安全な運転
を達成するためには、上記の如き不つシあ％／％振動低
減のためのつシあわせ技術が必要不可欠である。

％にタービン等の大形回転機においては、大容量化に伴
うロータの大形化によシ、不つｐあ％ＡＩｌ動が発生し
昌い状況となっている。一方で紘ｆｊＩＩＩＩＩ性向上
の九め、不′）〕あ％／Ｓ振動の許容値は益々小さくな
る傾向にある。このためり〕あわせ技術の重畳性は一層
増しクシある。

このようなりシあわせ技術として、タービンロータ等で
は従来よシ影響係数法が用いられている。

しかしながらこの影響係数法は、精密なり夛あわせが可
能であると−う長所を有する反面、後記する如く計算に
よる影響係数の１／１１度が悪いとクシあわせ効果が十
分でなくその長所を発揮しきれないという間踵点を有し
ている。

この従来技術にりいて更に峰しく述べると、以下ノドお
〕である、タービンロータ等のクシあわせは従前より、
単体ロータＯ完成時に工場にて行われ、かつ現地に何本
かのタービンロータと発電機−一層とを直結していわゆ
る多スパンロータ系としての据付を完了した時に、必要
に応じて該現地において実施される。このような場合の
ロータのつｐあわせには、前記した如くおもシと振動と
の関係を表わす影響係数によりつりあわせおもりを決定
する方法、りｔ）影響係数法が用ｉられる。

この々法は、多（０’）、９あわせ面と多くのり〕あわ
せ速度とを採用することができるので、精密なり〉あわ
せｔ達成で龜るという長所をｔつ。

ところで影響係数は、前述のとお構成るロータについて
のおもりと振動との関係を示すものであるが、これに唸
試論おもａｔ−ｇ＊ロータに付加して振動を実際ＫＩ［
定した結果に基づく実醐値を用いる場合と、不つｐあい
振動応答計算結果に基づ〈計算値を用いる場合とがある
。

計算値を使用する場合としては、新しいロータＯつりあ
わせを行う時や、新しＺ′：）ｐあわせ面を用いる時な
どがある。これらは過去に影響係数Ｏ実ｍＪがないため
、実測値を用いようとすると試論おも）を付しての運転
（テストラン）を実際に要することになシ、よってとの
ようなテストランを省略ｔたは極く簡単に済ませてり６
Ｔｏわせの効率を上げるため、影響係数としては計算値
を使用するよう罠なって来たのである。

しかしこの計算値を用％／％　％、婢術は、計算による
影響係数の精度が悪ｉと、当然クシあわせＯ効果も十分
でなｉとｉう欠点がある。従って従来の技術では、つ〉
あわせ作業の効率を上げるべく計算値の影響計数を用い
るとクシあわせ効果が十分に得られず、結局影響係数法
の長所を十分に生かし自れないというむとになる。逆に
常に実測値を用−るためには、テストランにおいて何度
もロータｔＦｍ転させることｔ−螢し、ロータの運転回
転（シ曹ット数）を多くせざるを得す、相当の手間や時
間を必要とし、コストもかかつて効率が悪くなってしま
うものである。

本発明の目的は、上記した従来のクシあわせ技術Ｏ欠点
を解消し、つりあわせの精度が良好であって、しかもり
りあわせのためのロータの運転回ａ（り璽ット数）も低
減できて作業効率が良い、有利な回転機のり〕あわせ方
法及びクシあわせ装置を提供するにある。

この目的を達成する九め、本発明にお−では一つ９ｈわ
せを要する場合、回転体の′）夛あわせ状態を変化させ
た場合での軸の状態量（及び必要なら原状態での軸の袂
□−量）から軸受動特性を求め、この軸受動特性から正
確な影響係数を得て適正なり）あわせおも〕を決定する
ように構成する。軸受＃ｋＩＩＩｌ性から正しめ影響係
数を求める手段は異体的には後述するが；基本的には軸
受Ｉｔｈ特性と、ロータ仕様で決まるロータ特性とから
、不クシあい応答計算によシこの影響係数を得ることが
できる。

また、回転体のクシあわせ状ａｔ変化させゐには、何ら
かの不クシあい（おもｐなど）を回転体に付して、これ
を達成できる。

上記のような構成とすることにより、多くのつりあわせ
面とクシあわせ装置を考慮した多面多速度のクシあわせ
を、迅速簡単に達成でき、よって回転機の精密なりｐあ
わせが効率良く達成されるものである。

以下本発明の実施例の内の−くつかを詳述することによ
り、本発明について更に膵しく説明する。

第１図は本発明のつ〕あわせ方法の第１の実施例を示す
もので、□図はその手順を表わしている。

本例のクシあわせ方法は、第１ｔｉｉｌに示すように、
つｐあわせ前の回転同期Ｏ軸振動（−わゆる不クシあい
振動）を測定する工１１１と、この結果クシあわせ作業
を要する場合（具体的には設定した許容値を越える振動
があった場合などＩＫ既知Ｏ不つ９あいを、ロータに付
加して同様に回転同期の軸ｉｉ＊を一定する工ＩＩＭと
、この軸振動を基に軸受動特性を求める工Ｉ！■と、得
られた軸受動特性から影響係数を求める工程■と、この
影響係数によｐ適正なつｐあわせおもシを決定する工４
！■との、少なくともむの６エＳｔｔ有して成るもので
ある。

更に詳しくは、事実権利は、不クシあい振動の一定工根
Ｉの結果、それが許容値の範囲内であれば轟然つ９あわ
せ不要ということになシ、許容値を越えたものがある場
合−ｐ６あわせが必要となる。

この時には続いて既知の不つ〕めいをロータに付加して
、回転同期Ｏ軸振動の測定工程ＩＫ入る。

本例では既知の不クル′ｈ％／ａとして、通常の試論お
４３１を用−１これをａ−タに付加して測定を行う。

この結果は、次の軸受動特性を計算する工程ＩＮＫ必ｌ
ｌ！なｔのである。軸受動特性として、本例では軸受イ
ンピーダンスを求める。軸受インピーダンスとは、軸受
の力学的インピーダンスのことであｐ１臭体的には軸受
Ｏ弾性定数（ばね定数）、減衰定数０等価質量などの軸
受特性を示すもので、軸受荷重、質量、油膜の状態など
で異なってくる数値である。この軸受インビニダンスの
計算の友めの必要から、工程■では既知不クシあいの種
類を変えるか、又は取付位置を変えて数回同様の測定を
繰返す。ロータの軸剛性中質−分布等が既知であれば、
この工程■における軸振動測定値から、軸受インピーダ
ンスを決定することができる。これを工程■で行う。こ
の−受インピーダンスは、クシあわせ影響係数の計算の
ために重要な％ｔ）である０次に、このようにして得九
軸受インピーダンスを用いて、クシあわせに必要な影響
係数を計算によシ求める。これを工程Ｗで行う。

影響係数の計算は、任意のっ〕あわせ面に単位の不つ〕
あいを付加し九場合の、軸振動測定点におシる振動応答
を計算すること−等しい。よって本例では、この軸受１
６’ｌ性から影響係数を求める、工程（工程Ｗ）Ｋお！
下は、鋏、軸受動特性と回転、軸仕様から定まる特性と
から、′全っ〕あわせ面の単位率つルあ−に対する不り
夛ありｈ振動応答を全つ９あわせ速度及び軸振動測定位
置について求める。

上記工程１．Ｉ［における軸の状態量の測定（っｔ〕こ
の例の場合軸の振動量の測定）は、互ｉに直角−２方向
よ１定するものとする。具体的には水平方向及び−直方
向っｔｂ第３図“ＯＸ方向及びｙ方向にりいて、各々測
定する。

このような振動応答の計算（従って結局影響係数の計算
）は、伝逓マド、リクス法又は有限要素法によって行う
ことができる。最後に、この工程■で求めた影響係数を
用いて、工程Ｖにお−で初期振動（つ９あわせ前の不つ
〕あい振動）Ｋ対するつ〕あわせおもｐを決定する。　
　　　゛影響係数を用いたクシあわせおもシの具体的な
゛計算法としでは最小自乗法が有効である０本例でも工
程Ｖにお−で、この方法を用らて計算を行っている。こ
の場合、影響係数。

及び−留損動ｉ、の関係は、次式のようになる。

、　　　　’１．．．。

６シ＝Ｖ二十ｂ １１１ｍ− ζζで一１線つ〕あわせ後の残留振動、■シはつりあわ
せ前の振動、α□　は影響係数、Ｗ、はつシあわせおも
〕を示し、これらの量は振幅と位相又は大きさと角ｒＲ
を有するベクトル量である。

また、添字ｍ、ｎ、ｒはそれぞれ測定点、つ〕あわせ面
、ロータ速度を示し、””ｌ　Ｌ・・・、Ｎ１ｍ＝１．
Ｌ　””ｅ　Ｍ％　　ｒ＝ｌ、ｌ−ｅ　Ｒである。

上記（１）式において、り〕あわせおもりＷ―が求める
ベー未知量である。最小自乗法を適用してこのＷ、を求
めるため、評−関数Ｊとして、次式のような残留振動の
自乗和を選ぶ。

（２）式をＷ、で偏微分して、これをＯとおいて解くこ
とＫよシ、最適゛なつ〕あわせおもシＷ、を得ることが
できる。りまｐ ゛という式が最適クシあわせおも９Ｗ、を決定する条件
式となる。　　　　　　　　　　゛影響係数は上記のよ
うに、クシあわせ面、つｐあわせ速度及び測定位置Ｋｊ
ｌｌ係する。従って、多面多速度の精度良いり６Ｔｏわ
せを行おうとする場合、多くの影響係数を必要とする。

この時、影響係数を実測によｐ求やる従来例にあっては
、つｐあわせ面の数だけ実際の運転を要し、かつこのは
かりゃあわせ前の運転も轟然要するので、稽閥を上げる
ために多くの影響係数を得ようとすると、り〕あわせが
きわめて効率の悪いものとなってｉた。ところが亨発明
のり〕あわせｆ＆によれば、数回の既知↑つシあ−に対
する軸振動測定のみで、多面多速度のクシあわせに必要
な影響係ａを精度良く得ることができる。しかも従来よ
〉の計算による影響係数の算出技術と４違い、本発明で
は不確定要素、り１！ＪＩＩＩＩＩＫよシ知られるもの
としての軸受の＃特性を、回転体の振動測定データから
逆算し、これによ、シ影響係数を求めるので、実−のた
めの運転−敗を少なくできるとともに、龜わめて精密で
効果的な影響係数の算出が可能となっているのである。

即ち従来技術にお−ては、ロータに既知０不りシあいを
付加して軸振動を測定するということ自体は知られてｉ
るが、この軸振動をもとに軸受動特性を求め（工程■）
、この軸受動特性から影響係数を求めること（工程Ｗ）
は、全く知られていない技術である。よって以下に、本
発明を具体的に裏づけるものとして、軸振動測定値から
軸受動特性を求める方法について述べる。′　”・本例
では軸受動特性として、前述の如く軸受インピーダンス
を用−る。この第１図における工程■つｔｂ軸振動測定
値から軸受インピーダンスを求める工程について、その
手順を［２図に示す。

以下この手順に従って説明する。

今、第３図のように、２個の軸受で支持されたロータ系
について考えるものとする。各軸受の軸受インピーダン
スはそれぞれ■１及び！、とする。

この時、ロータのインピー・ダンスマトリクス〔Ｋ〕は
次式で与えられる。

〔Ｋ〕＝−ｇ”（ｍ）＋ｊΩ”（ｃｇ）＋［ｋ）　　　
−（４）ここでΩはロータの回転速度、（ｍ）、（ｃｇ
）−［ｋ）はそれぞれロータの質量マトリクス、ジャイ
ロマトリタス及び剛性マトリクス、ｊ＝ｖ’−１は虚数
単位であり、（Ｋ〕は複素数である。〔ｍ〕。

〔Ｃ，〕−及び（ｋ〕の各マトリクスはロータをいくつ
かのはＪ）ＩＥ素、に分割して有＠要素法化することに
よ〕得られる。すなわち、ロータのはシ要素としての寸
法、質量、材料特性等のロータ仕様が与え、もれれば、
ロータのインピーダンスマトリクス（Ｋ　）　Ｂ＜４ｍ
式よ〕決定できる。よってこれを用−て、第２図の工程
■１において、ロータのインピーダンスを計算する。

次に、付加率つ〉ありｈＫよゐロータの不クシあｉ力を
計算する工程■ｂに入る。まず、纂３図に示すロータ系
の剛性方程式は、次式のように表わせる。

こむで であり、（Ｋ〕ａ前記ロータのインピーダンス。

トル及び力ベクトルである。添字Ｂ及び■はそれぞれ軸
受支持点及びそれ以外め点“を表わす。

この工程ＩＩｂでは、付加率り〕あ％Ａｆ与え九時のロ
ータの不つシあい力を計算するものであるから、口―り
の剛性方程式である（６）式を不つｐあい力に対して変
形した式を使用する。つｌ）、（５３式の右辺の力ベク
トルは、不つ〕あい力に対して次の様に表わすことがで
きる。　　　　　　　・ここで５１１．１１は軸の不ク
シあい力係数である。ロータへ６付加不つシあいが既知
′、すなわち不っｐあい質量の取付位置、取付半径及び
大きさが既知であれば、（８）式は既知となる。従って
これにより、既知の付加率つ）あ―七ロータに付した場
合の、皺ロータの不クシあい力が計算できる。

これを工程１［ｂで行うのである。

次に、軸振動測定点以外における変位の計算に入る（工
程ｙｉ　’　）　ｍ軸受点の変位ｕｌは（８）式が既知
になった段階で、軸、ａ動を測定すれば既知となってい
る。以下既知量には頭部にパーを付して表わすことにす
ると、（５）式及び（８）式よシ次式が得られ本。

（Ｋ”）（ｕ町＋（ｘ”）（ｕ’）＋ＣＩ）（ｕｌ）＝
ｐｍ（′ａ１）冨Ωｌ（ａｍ）　　　　　　゛　　　　
　・旧・・・・・　（９）（Ｋ”）（ｕ”）＋（ＩＥ”
）（ｕ”）　＝９８ｔａ！）−−−−−−ａｓ（９）式
、鱒式よル軸振動測定点以外の変位ｕｘは次のように既
知となる。

（ｕ”）−（Ｋ”リ−ｔ（、ｒｔ　ａｘ）−ｒ、ｉＥＩ
ｍ〕ｔ　ｕ町）−（１ｍ）よりでこれによ〕、工程１［
ｃの、軸振動測定点以外の変位も、計算によシ求められ
る。

又、（９）式よシ次の（Ｉ式管得ることができる。

ＣＩ）（ｕ”）＝（戸）　　　　　　　・旧・・・・・
　ａりこの時ａ１式の右辺の（Ｆｌ）は、次式で表わさ
れるもめである。゛ （Ｆｌ　）＝Ω＊ｔ　ａ　藤）−〔ｘ”〕ｔ’ｉａ−ａ
ｃｍすｔｕ！）・・・・・・・・・　輪 α４式は軸受力を表わすが、これは既知量となることが
わかる。従って０式を（ＩＮＫついて解けば目的とする
軸受インピーダンスを求めることができる。よって軸受
インピーダンスの計算に先立ち、もととなる軸受力（Ｆ
”）を、不クシあい力及びばね力に基づいて１式によシ
求めるのが、工程１［ｄである。この工程１［ｄで軸受
力を求めた後、これをもとに工程１［ｅで最終的に軸受
インピーダンスを求めるのである。

工程１［ｅりまシ今工程１１［ｄで求めた軸受力と、軸
振動値とよシ、軸受インピーダンスを計算する工程につ
いて、以下更に具体的に示す。まず、ａａ式を次のよう
に表わす。

これよシ第３図のＩｒ−Ｉｔを付した両軸受にりいて次
式を得る。なおこれら軸受を示す記号をφ）とする。

ＣＩ）（ｂ）（ｕ”）（ｂ）＝（Ｆ）（ｂ）　　（ｂ　
　−１、２）　　　＝　　０４ζζで軸受のインピーダ
ンスＣＩ）（ｂ）は第４図に示すようＫＸ、Ｆ方向とそ
れぞれの達成項を考慮すると次式のように表わされる。

輔式よシ軸受インピーダンスの未知数は２Ｉｌ。

軸受で計８個となる。前述の如＜ｘｅｙの２方向の振動
を測定するものとすると、１つの既知量つｐあいに対し
て（至）式よｐ４個の方程式が得られるが、未知数に対
して４個不足する。しかし、（ロ）式は任意の不つ〕あ
−に対して成立つので、もう一つ別の不クシあいに対す
る同様の測定を行えば未知数の数に対する方程式の数が
満たされることになる。従って、、２種類の不つ〕あ−
について軸の状態を測定す、終ば、それで式を解き得る
ことになる。換言すれば１２回の運転によるのみで、未
知数を得ることができる。このとき各軸受のインピーダ
ンスＩＢＫ関して次式が成立つ。

ζζでＵ及びＦＯＯ１２Ｏ添字（１）、（２）はそれぞ
れ第１．１１２の既知量り〕あい（つ−１１２種の不り
〕あ％ｎ）を付した状態で得られ友、値を示す、α１式
をｈｌ　Ｋついて解は任意のロータ回転遭ＩＩＩＬｇＫ
対する軸受インピーダンスが求まるととになる。

よって工程■ｅでは、この計算を用いて、軸受Ｏ動特性
たる軸受インピーダンスを得るのである。

このような軸受インピーダンスを求める方法は、軸受が
３個以上の多軸受ロータ系にも同様に適用することがで
きる。

上記のようにして求めた軸受インピーダンスから、クシ
あわせに必要な影響係数を計算する０本例では、このよ
うにして求め良軸受インピーダンスと、ロータの回転軸
の仕様によｐ定まる特性とから、全つ）ｈわせ面の単位
不クシあいに対する不つ〕あ−振動応答を前述の如く伝
達マトリクス法あるい紘有限要素法を用−で、全つｐあ
わせ速度及び軸振動測定位置について求め、これによっ
て影響係数を算出する。

上述の如く、本方法を用いれば、影響係数を求めるのに
、２種の不つ）あいを付した状態での測定りｔ〕２回の
実測運転のみで済む、２回の運転によるデータで軸受の
動特性（軸受インピーダンス）が求ま）、これを用ｉて
各り９あわせ園における影響係数を算出できゐからであ
る。よって、不つ〕あい状態での実測を含めて、全部で
３回の運転で済むことになる。従来の実測法では、り９
あわせ面の数に応じて、各々の面に不つ〕あいを□　付
し良状態での運転を要してい九〇に対し、きわめて効率
が高いものと−うことがで７１する。かつこのようにし
て得られる影響係数の精度が高いことは、上記の説明か
ら理論的Ｋｌｌ解されよう。かつ、実際にもその効果は
龜わめて良好である。（そのデータは後に明記する。） 以上で、第１図乃至第４図を参照しての、本発明ｏ′）
ｂあわせ方法の第１の実繍例につ−での説明を終わる。

次に、第５ＷＪを参照する。これは本発明のつｐあわせ
方法の第２の実施例であって、第１ＩＩの例の変形例で
ある。第５図にはその手順を示す。

第１の実施例にお−では、既知不クシあいに対する軸振
動を測定する時（工程［）Ｋ１単なる通常の試論お４シ
を用いたのであるが、本実施例におｉでは、既知の不′
）〕あいとして推定影響係数よプ定めた仮のクシあわせ
お４ｈりを用いる。従って本実施例の工１ｉＩＩ［は、
推定影響係数に基づいて仮のり〕あわせおも〕を決定す
る韮程１［ａと、この仮のクシあわせおもシを□付加し
た時Ｏ軸振動の測定の工程Ｉ［ｂとから成る□、このよ
うに本例では、推定影響係数によシ定め九“彼のり〕あ
わせおもｐを既知率つ）あいとして用ら、これをつけて
ロータを運転し、この時得られ丸軸振動値から第２図を
用いて前記説明し喪方法で軸受インピーダンスを求め（
工８１１１１）、これよ〕推定影響係数に代る真の影響
係数を求め（工程■）、最後にこれを用ｉで正し一クシ
あわせおも〕を決定するのである（工程ｖ）。

一定影響係数としては、過去の類似のロータにおける実
測値をもとＫＪｍ定した推定値を用−ることかで１１葛
。それがない場合には、推定軸受インピーダンスに基づ
〈計算値から決定することができ、いずれを用−てもよ
−。

本実施例では、推定影響係数がある程度正しければ、仮
の′）〕あわせおも〕によるククあわせ効果がそれな〕
に得られるので、つｐあわせ前の初期纏−よ〕大１１な
振動にならないことを確認しなからつ〕あわせ作業を進
め得ると−う利点がある。

第６ＷＪは本発明のクシあわせ方法のＩＩ３の実施例の
手順を示すもめである。

この実施例は、゛工程Ｉにおいて、クシあわせ前の軸の
状態量を測定壕るに当たシ、その状態量として軸振動の
みならず、その時の軸受力も一定する０次に、ロータに
適宜の不つシあいを付して別の不つシあ匹状態にした工
程Ｉでも、その状態でＯ軸振動と軸受力とを測定する。

仁のＩ、ＩＩ両工程で得た軸振動値及び軸受力よシ、軸
受インピーダンスを計算する（工程ｍ）＊ｅ、うして得
られた軸受インピーダ／Ｘｔもとに、影響係数を計算し
く工程［１、ヒれｋよシつりあわせおもシを決定する（
工程ｖ）。

即ち、つりあわせ前とその後の別の不クシあい状態での
軸振動の測定時に、同時に軸受部の動的軸受力をも測定
するヒとが第１図の例の場合と異なってお）、かつ軸受
特性としての軸受インピーダンスはこれら軸受力をも基
にして求める点が、第１図の例と異なっている。軸受力
を測定することは、前出のａη式において、軸受力ｐｌ
及びＦＦを直接求めることである。これと２種の不クシ
あい状態における軸振動の測定値ｕｊ及び１とから、α
◆式を用い軸受インピーダンスＩｘｘｓＬｙｔＩｙｘ＠
Ｉ’ｙｙ　　を決定するのである。この場合、工程■で
の別の不つシあ一状態の不り〕あ−は、必ずしも既知で
ある必要はな−、前の例で紘、不つシあいが既知である
ことによｐ（８）式を解自、不り〕あい力ｔＦ、）を得
、これから１式の軸受力（ＦＪを求め、つｔｌ＊　ｙ方
向での軸受力？！＊Ｆ？を得て、これと軸振動の測定値
ｕ＃。

ｕｊとから軸受インピーダンスを求めたのであるが、本
例では軸受力Ｆ　！　ｓ　Ｆ　を社実測で直接求めて―
るので、直ちＫ（Ｌｆｊ式にこれを代入すればよく、不
り）あいが既知であることを要しないのである。

本実施例では、測定順＠紘増加するが、軸受インピーダ
ンスは鰭式のみから簡単に求めることができるという利
点がある。

次に％本発明のクシあわせ装置にりいて説明する。

纂７図に示すのは、このクシあわせ装置の実施の一例で
ある０図において、つ〕あわせるべ１１回転機は発電機
ロータ１Ｇであシ、このロータ１０は軸受２１．２２で
支持されて−る。

ロータｌＯｏ回転軸について、その状態量が検出手段に
よシ測定され、該検出手段は少なくとも軸振動を一定す
るものであるが、本例ではこの検出手段はクシあわせＯ
対象となる軸振動を検出する振動検出−４１−４４から
成る０本郷のこの振動検出器４１〜４４線、水平及び−
直の２方向の測定が可能なように、各軸受２１．２２に
ついてそれぞれ２個ずつ設置され、これによ〕得られた
軸振動は振動１ｉ５１で増幅される。検出手段（Ｉｌ動
検ａｌｌ）４１〜４４）からの振動信号は、振動分析器
５−３５、に入力される。振動分＠ａＳＳでは、振動信
号（軸振動）の中か１回転同期成分のみが抽出さ些る。

この回転同期成命抽出のための基準信号とし、て、位相
基準用回転信号を振動分析器５３に与えることが必要で
あるが、これを行う手段として、本例では回転パルス竺
出器４５と、波形変換器５２六を用−る。即ち、ロータ
１００１回転、Ｋ１回の回転パルスはとのパル予検出器
４５によ）検出され、波形変換器、５２によって正弦波
に変換され、もって振動分Ｑ；５Ｂ７回転同期成分抽出
、用基準信号として入力者れる。次に述べ今軸受特婢演
算装ｊ６１にも、回転数のデータが必要であるので、本
例ではこの回転パルス検出＠４Ｂのもう一方の信号を回
転計５４を経由率せて、回転１赦信号として該軸受特性
演算装置に入力させている。

振動命析器５３からの軸振動値は、軸受特性演算装置１
１６１に人力され、ζζで軸受特性が求められろ、得も
−れた軸受特性は影響係数演算装置６３に入力され、こ
むで影響係数が求められる。この影響係数は次いでおも
シ演算装置６４に入力されて、これにより回転機（ロー
タ１Ｇ）のつｐあわせおも）が求められる。各演算装置
６１，６３゜６４における計算に必要なデータ線、記憶
装置６２ｆＩＣストアしておくようになって−る。りｔ
ｎこの記憶装置６２に紘、回転機（ロータ１０）の特性
値、軸振動の回転同期成分（振動分析４８５３で得られ
たもの）、影響係数（演算装置６３で得られたも、の）
が記憶され、各演算１ｍ６１．６３゜６４に、必要に叫
じてそれらのデータが与えられる。　　　　　　　４ 、　本例で線１、おも〕演算装置６４の演算結果°であ
るつルあわせおも）ヤ値は、表示装置６ｓに表示される
ようになっている。

次に、本例つ９あわせ装置の作用について、一層詳ａＫ
述べる。第８に示す１は、本例のロータ１０におけるク
シあわせ前の軸振動の測定例を示すものである。この図
は、横軸に回転数をとり、縦軸に振動振幅をとル、静止
の状態からクシあわせ前のロータ１０を回転−して、し
たーにその回転、　速度を大きくして行った時の１振動
線幅の大きさの変化を表わし九グラフである。図から明
らかなように、ある速度で振動振幅が極大となる点があ
シ、この点の速度を危険速度という。図に各々”ｌｓ”
ｌで示すのが１次及び２次の危険速度である。ｎｌは定
格速度である。このようなう〕あわせ前の軸振動は振動
検出１１４１〜４４で検出され、その回転同期成分が振
動分析＠５３で抽出される。これが前に説明したクシあ
わせ方法における第１工程つｔシ′）りあわせ前の軸の
状態量を得る工程である。（本例の鳩舎、回転同期の軸
振動量の測定、纂１図の１参照）。抽出された回転同期
成分は、振動検出器４１〜４４のすぺ・ての分について
、軸受特性演算装置を介して、記憶装置６２に一定回転
毎に記憶される。

統一でロータ１Ｇのつりあわせ状態を変えた時の軸の状
態量を測定するｌｓ２工程に入るのであるが、ζＯ楊合
板のり〕あわせおもシ（第５Ｉｉｌｌの工ｓｕｂ参照）
を付加して、軸振動を測定する。具体的には、第９図（
１４に符号１〜７で示すロータ１０のクシあわせ面（ク
シあわせおもシを付加すべ＊Ｉｉ）の内適切な位置、例
えば第９図（→、（Ｃ）に示す如く、各々位置４．５に
仮のつｐあわせおも９Ｗ、、Ｗ、を付加し、その時の軸
振動を前記り夛あわせ前と同様にして検、出手段（振動
検出１）４１〜４１１１．振動分析器−５３）によシ測
定する。仮のクシあわせおも、ｔｏｗ、、ｗ、は、危−
速［ｎ、。

ｎ、における振幅減少を狙いとしたも−のである。

この時の軸振動の測定結果は、第８図のグラフに各々符
号す、ｃで示したようになった。この２回ｏｓ定で、軸
受インピーダンスの計算に必要な軸振動デ、−夕が揃っ
たことになる。この時の測定結果も、記憶装置に配憶さ
れる。

次が軸受動特性の計算工程であ〕、本例装置にあっては
、予め記憶装置に記憶されていたロータ特性値（ロータ
１０を長手方向にいくつかの要素に分割した時の要素の
寸法９重量、材料特性値など）と、前記軸振動の測定値
とから、軸受特性演算装置６１によって、軸受２１４２
２の軸受インピーダンスが求められる。こ゛れらＯ結果
は次の影響係数演算装置６３に送られ、これを基に、第
９図に示し九クシあわせ面１〜７に各々対応する影響係
数が計算される（方法における第４工程）。

この結果はさらにつシあわせおも９演算装置６４に送ら
れ、つシあわせおもシが計算される（同、第５工程）。

その結果は表示装置６５に表示される。　　　　′ 本実施例によれば、第８図（５１）の振動に対しては一
局６速度（第８図に示し九以外の危険速度を含む５つの
危険速度と、定格−ｉ゛）をり〕あわせ遭、：１ 度として、１１９図（ロ）に示しｉような７つのり〕あ
わせ面のウシあわせおもＪ）Ｗｔ〜Ｗ、が決定された。

これらのクシあわせおも〕をロータＩＯＫ付加して運転
した時の軸振動の測゛定−結果は、第８図−）に示す、
この図から明らかなように、クシあわせ後はつ珈あわせ
前の振幅（ａ）　Ｋ比べ大幅に低下してお〕、全這度範
囲にわたって良好なつ）あわせ効果が得られ良。

このようなりシあわせ効果を得るために１本例で線上記
の如くクシあわせ前０位置４におもシＷ、を付加した時
９位置５におもｂｗ、を付加した時の、計３回の運転で
済んでいる。従来のように影響係数を実測によシ求める
技術では、つｐあわせ前と、クシあわせ面の位置１〜７
のそれぞれすべてにりいて、計８回の運転を要したのに
対し、効率が格段に向上している。

しかも、影響係数を計算によって求めるにりいても、軸
受動特性（上記では軸受インピーダンス）を、回転体（
ロータ）の振動測定データから逆算するとｉう従来技−
には見られない手法を用いているので、精密な値誓得る
ことができ、クシあわせ効果がきわめて高いものである
。この精密さ及び効果の良好性については、前記靜述し
次計算方法による環論的裏づけと、実際のデータ（第８
図）から明白である。

なお、第７図では軸受特性演算装置６１．影響係数演算
装置６３．おもプ演算装置６４ρ各演算装置をそれぞれ
別のものとして図示したが、これらは図に符号６′で示
す如く１つの計算装置としてまとめ得るものである０例
えば、単一の計算機に各演算装置６１．６３．６４（０
機能を果たさせることができる。そのような計算機に記
憶装置６２や表示装置６５を組込むことも、勿論可能で
ある。

第１Ｏ図に、この装置を用いてつシあわせを行う別例を
示す。これはタービンと発電機ロータを模擬した３０−
タ１１〜１３，６軸受２３〜２８から成る多スパンモデ
ルロータ系に１本発明を適用した例である。

第１Ｏ図において、タービンモデルロータ１１゜１２及
び発電機モデルロータ１３は、軸受２３〜２８で支持さ
れている。タービンモデルロー）１１１．１２のつシあ
わせを行うため、つシあわせ前、ロータ１１に既知率つ
シあいＷｍを付加した時、ロータ１２に既知不りシ委い
ＷＬを付加した時の計３回につ−て、ロータ系の運転が
行われる。

この場合、各軸受２．３〜２８における水平及び―直方
向の軸振動が、第７図に示し九実施例と同様にして、振
動検出器、振動分析器によシ測定された。この結果かも
、以下同様にして軸受２３〜２８Ｃ）各々にりいて軸受
インピーダンスが求められ、これを基に各ロータのつり
あわせ面に対する影響係数が計算され良。次にこの影、
響係数より６遍１！（各ロータの危険速度合計５速度、
最高速度つｔ〕定格速［ａ６ｏＯｒｐｍ　）ｔ）ｌ）ｈ
ｂせ速ｒｌとして、結局第ｘｏａ（ｂ）に示されたよう
なタービンモデルロータ１１，１２の６面のクシあわせ
おもシＷ、〜Ｗ・が決定された。

第１１＃ＡＫは、つ）あわせ前の各軸受２３〜２８の軸
振動と、７最高速度でのこの？〕あわせおＬＤＫよるク
シあわせ後ＯＩｉ動とを示している。

符号１′〜６１′によ〕、軸受２３〜２８のそれぞれの
測定位置を示してりる（［１０図（ａ）参照）。

８１１１図では白抜きＯ捧グラフで、つりあわせ前の振
動振幅を示し、斜ｆｍを施した捧グラブでクシあわせ後
の振動振幅を示す、龜わめて良好なりシあわせ効果が得
られていることがわかる。

本例のようなつシあわせを行う場合も、従来の如く影響
係数１夷測で求める技術を用いると、り〕あわせ前と、
６カ所の各クシあわせ面の位置におもシを付加した時と
の、計７回の運転を畳したのに対し、本発明の適用によ
ｐｌこれがａＩｉｌで済んでいる。このようにクシあわ
せ作業の効率がきわめて良好であり、かつクシあわせ効
果もすぐれていることは前述の例と同様であＬｕ１１図
によっても証明されるとおシである。

なお第７図に図示の例のクシあわせ装置は、軸の状態量
測定用検出手段として振動検出器４１〜４４（及びそれ
から回転同期成分を抽出する振動分析器８３）を備えて
−るが、これに軸受力を検出する力検出器を加えそ検出
手段とすることもできる。この構成をとると、嬉６図を
用いて前述したクシあわせ方法を実施するための装置と
して使用することができる。

以上詳述したように、本発明の技術によれば、従来の実
測による影響係数を求める方法に比して実際の運転回数
をきわめて少なくできてり）ｈわせ作ＪＩｌｌ！Ｏ効率
を向上することができ、しかも従来の計算による影響係
数を求める方法に比して精度がきわめて高く、最終的な
つ夛あわせ効果にりいてもすぐれた結果を得ることがで
きる。りｔｎ本発明によれば、多くのクシあわせ面とり
ゃＴｏわせ速度とを考慮した精度Ｏｘｖ＆効果的な回転
機のつ９あわせを容品かり効率良く行えるものと−うこ
とができ、きわめて有利なものである。

なお轟然のむとではあｉが、本発明は上述した実施例に
のみ限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

纂ｉｓは本発明のつ９あわせ方法の第１の実施例を示す
フロニ因であ〕、第２図はその部分工程の詳ａ７０−図
で・、ある６１１１３図及び第４図は該実施例の説明の
ための図であって、第３図は軸−軸受から成るロータ系
の説明図、第４図は軸受インピーダンスのＩｌ、８図で
ある。Ｉｓｓ図及び＃Ｉ６図は各々本発明の９９あわせ
方法の第２０実施例及び第３の実施例を示すフロー因で
ある。第７図線本発明のクシあわせ装置の実−の−例を
示すダイヤグラム図である。第８図は鋏例を説明するた
めのもので、ロータの回転数−振幅の関係を示すグラフ
である。第９図は該例装置を適用するロータのりりＴｏ
％Ａお４９の付加状税を示す説明図で、同図（ａ）乃至
（ｄ）は各々＾なる付加状況を図示して―る。 第１０図は咳例装置を適用する回転機の別例を示し、同
図（ＩＩｌ）、Φ）拡各々つ９あわせおも９の付加状況
を示している。第１１図はその場合の効果（り〕あわせ
前後の振幅）を示すグラフである。 Ｉ−Ｖ・・・縞ｌ〜第５工程、１０〜１３・・・回転体
（ロータ）、２１〜２Ｂ・・・軸受、４１〜４４・・・
検出手段（振動検出器）、４５・・・回転信号を与える
手段（回転パルス検出ｓ）、５２・・・回転信号を与え
る手段（波形変換器）、５３・・・振動分析器、５４・
・・回転数信号を゛与える手段（回転針）、６１・・・
軸受特性演算装置、６２−・・記憶装置、６３１−・・
影響係数演算装置、６４・・・お４ｈシ演算装置、６ｓ
・・・表示装置。 代理人　弁理士　秋本正実 第　ｌ　図 葛２図 ＶＪ７；　　固 ＄　７　口 第　２　目 （ａ＞ ＜ｄ＞

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転体を有する回転機をクシあわせるり〕あわせ方
   法であって、該回転機の回転軸に′）ｉてそのクシあわ
   せ前の軸の状態量を測定する第１工程と、誼回ｉ体のク
   シあわせ状態を変化させた場合での軸の状態量を測定す
   る＃Ｉ２工程と、鋏状態量測定値から軸受動特性を求め
   る第３工程と、鋏軸受動特性からつ）あわせに必要な影
   響係数を求める第４工程と、該影響係数によシ正しいつ
   ９あわせおもシを決定する萬５工程との５工程を少なく
   とも有して成る回転機のクシあわせ方法。 ′２．第２工程における回転体のつ〕あわせ状態の変化
   は、骸回転体に既知の不つシあｉを付すことによってそ
   の状態番変化させるものであシ、纂ｌ工程及びｔｓ２Ｉ
   ２工程定する軸の状態量は、回転同期の軸振動量である
   ととを特徴とする特許請求の範囲＃Ｉ１項に記載の回転
   機の′）〕あわせ方法。 ３、既知の不つりあいとして、試論お・もシを用いるこ
   とｔ−特徴とする特許請求の範囲＃１２項に記載の一転
   機のつりあわせ方法。 ４、既知の不クシ番いとして、推定影響係数より定めた
   仮のつルあわせお１４）ｔ−用いることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載の回転機のクシあわせ方法。 ５、第２工程における回転体のクシあわせ状態の変化は
   、咳回転体く不ウシあい′を付すことに、よって鋏状態
   を変化させるものであシ、第１工程及び第２工程にお−
   て測定する軸の状態量は、回転量゛　期の軸振動量と軸
   受部の動的軸受力とであることを特徴とする特許請求の
   範囲［１項記載の回転機のりｐあわせ方法。 ６１軸受動特性からり〉あわせに必要な影響係数を求め
   る第４工１１ａ、鋏軸受動特性と、回転軸の−仕様から
   定まる特性とから、全クシあわせ面の単位率り！Ｐｈい
   に対する不り〕あい振動応答を全つ〕あわせ速度及び軸
   振動欄定位置につ−で求めるととによシ影響係数を得る
   ４、ｏ”ｃあることを特徴とする特＃Ｖ−錆求の範囲第
   １項乃至第５項のいずれかに記載の回転機のクシあわせ
   方法。 ？、＠１工楊及びＩＩ２工程における軸の状態量の測定
   は、該状態量を互％ＡｆＫ直角な２方向よ）測定する着
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ６項のいずれかに記載の回転電機のつりあわせ方法。− ８、回転体を有する回転機をつりあわせるクシあわせ装
   置であって、皺回転機の回転軸にクーてその軸振動を含
   む軸の状態量を測定する検出手段と、該検出手段によ〕
   得られた振動信号から回転同期成分を抽出する振動分析
   器と、該振動分析器に位相基準用の回転信号を与える手
   段と、前記軸振動値より軸受特性を求める軸受特性演算
   装置と、皺軸受特性演算装置に回転数信号を与える手段
   と、前記軸受特性よ〕影響係数を求める影響係数演算装
   置と、これによ〕求めた影響係数から回転機のクシあわ
   せおもｐを求めるかも〕演算装置と、前記軸振動の回転
   同期成分、前記回転機（Ｄ％性値及び前記影響係数を記
   憶して前記各演算装置に必要なデータを与える記憶装置
   とを偏見て成る回転機Ｏ’ｐ６あわせ装置。 ９、軸の状態を一定する検出手段は、軸振動を検出する
   振動検出器を有する４のであることを特徴とする特許請
   求の範囲第８項に記載の回転機のり〕あわせ装置。 １０、軸の状態を測定する検出手段は、軸振動を検出す
   る振動検出器と、軸受力を検出する力検出器とを有する
   ものであることを特徴とする特許請求の範−第８項に記
   載の回転機のり〕あわせ装置。 １１、おもシ演算装置により得られ九つ〕あわせおもシ
   は、表示装置に表示されるものであることを特徴とする
   特許請求の範Ｓ纂８項乃至第１０項のいずれかに記載Ｏ
   ａ転機のクシあわせ装置。