JPS6291629A

JPS6291629A - 高速回転体バランス修正方法

Info

Publication number: JPS6291629A
Application number: JP22884685A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Komatsu; 宏小松
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-10-16
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1987-04-27

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】〔技術分野〕本発明は２高速回転体バランス修正方法に関し、特にタ
ーボ過給機などのようにタービンロータと圧縮機インペ
ラとが同軸に組立られる高速回転体の動的なバランス修
正方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来の一般に採用されてきたこの種の高速回転体バラン
ス修正方法においては、例えば、第５Ａ図および第５Ｂ
図に示すように、タービンロータｌの側と圧１ｉＩ４１
１インペラ２の側とが別個に分離された状態で、その個
々についてまずバランス修正がなされてきた。（成山堂
書店発行過給機の知ｍ　１０．１゜稲葉興作著参照方）すなわち、第５Ａ図において、３はタービンロータ１の
ロータ軸、３Ａおよび３Ｂはロータ軸３の軸受部であり
、そのバランス修正にあたっては、まずタービンロータ
１とそのロータ軸３とを軸受部３Ａおよび３Ｂにおいて
支承し、その中間部３Ｃに図示しない駆動ベルトを張設
して、このベルト駆動によす数千回転にまで回転させる
ようにする。

かくして、軸受部３Ａおよび３ｂにおける変位動作を計
測すると共に、軸受中間部３Ｃに黒マジックインク等を
用いて記された位相検出マークをその対向位置に配設さ
れた例えば反射型光電管４によって検出させるようにな
し、軸３の回転数と軸受部３Ａおよび３Ｂにおける変位
の位相角とを求めた上で、アンバランスの修正個所であ
るロータ背板部ＩＡおよびボス部ＩＢ上に求められた位
相角を移し取り、ここでバランス修正がなされる。

一方、圧縮機インペラ２の方は、第５Ｂ図に示すように
ダミーシャフト５に取付けた上その背板部２Ａおよびボ
ス部２Ｂにおいてバランス修正が行われる。このように
して、タービンロータｌおよびロータ軸３側と圧縮機イ
ンペラ２とにおいて、個々にバランス修正がなされた後
、第６図のようにタービンロータ１と圧縮機インペラ２
とを一体化して、ベアリングハウジング６に軸支させる
ようになし、更にタービンロータｌの側にはタービンハ
ウジング７が取付けられ、このような状態となしたもの
全体が図示しない支持台に弾性支持されるようにする。

しかる後、タービンハウジング７に実機の場合に模して
空気を供給し、空気により数万回転にまで回転させ、そ
の時に発生する振動を計測してその振動量が所定の規格
値の範囲内に収まるようにタービンロータ１側に対する
圧縮機インペラ２の取付角度を種々に変えて見る方法が
取られてきた。

しかしながら、このような従来の高速回転体バランス修
正方法においては、タービンロータ１と圧縮機インペラ
２とを第６図のような状態に組立てるときに、ロータ軸
３に対し、これに組合わされるカラープレート８や固定
ナツト９、更には圧縮機インペラ２が個々に偏心したり
、それぞれの有しているアンバランスが重ね合わされる
ために、組立てられた状態では圧縮機側のアンバランス
が大きく残ってしまう。

そこで、これを修正するために、圧縮機インペラ２の取
付は角度を何回も試行錯誤的に変えて見ては回転させ、
振動量が許容値の範囲に収まるようにしていたが、その
ために多大な時間と手間を要し、特に固定ナツト９のよ
うに回転体に組込まれるもののアンバランス量が大きす
ぎると、振動量が許容値に収まらなくなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような問題点に着目し。

その解決を図るべく、高速回転体として一体に組立てた
ロータと圧縮機とをベアリングハウジングに支承させた
状態となし、このような組立体のタービンロータを非接
触駆動回転させて、＠転体の位相検出マークの検知と変
位量とからアンバランスの量と方向を検出する高速回転
体バランス修正方法を提案することにある。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明は、複数の部材からなる高速回転体を
組立てて一体化し、一体化した前記高速回転体をハウジ
ングの軸受部に支承させて前記ハウジングに固定されな
い潤滑装置により該軸受部に潤滑可能となし、前記高速
回転体の動力発生部に高圧気体を供給して前記高速回転
体を非接触回転させ、前記ハウジングに取付けた変位検
出台および該変位検出台に配設した複数の変位計により
前記高速回転体の複数位置における変位をそれぞれ検出
し、前記高速回転体の軸に関連して設けた位相検出手段
により前記高速回転体の複数位置における変位が発生し
た位相を検出し、検出された前記複数位置における変位
の量と該変位が発生した位相とからアンバランスの量と
その発生方向を検出してバランス修正することを特徴と
するものである。

〔作　用〕

本発明高速回転体バランス修正方法によれば、アンバラ
ンスの検出および修正に影響しないような方法で要すれ
ば潤滑油供給を可能となして、一体化した高速回転体、
すなわちタービンロータおよび圧縮機をロータの非接触
駆動により回転させて、そのアンバランスの量と方向と
を回転体の位相検出と変位量とから検知して修正できる
ので、従来のように組立時に、ナツトやカラープレート
の取付誤差から持込まれるアンバランスやロータ軸自体
の曲りによって圧縮機側が偏心し、ために生じるアンバ
ランスが一挙に除去可能となり、修正作業の効率が著し
く高められる。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。　　　゛第１図は本発明をターボ過給機について実施する場合の
組立構造体の一例を示し、ここで、１ｏは空気供給箱で
あり、本例においては空気供給箱１゜を第２図のように
構成する。すなわち空気供給箱ｌＯはその内周面の接線
方向に向けて高圧空気を噴射させる２木のノズル１１を
有しており、その接線方向をいずれも変位検出方向に対
して直角な方向となすことにより、対のノズル１１から
噴射される空気によって発生されるトルクが変位検出に
影響を及ぼさないようにする。また、１２は空気供給弁
、１３は空気圧調整弁である。

更にまた、本例ではこのような空気供給箱１ｏをベアリ
ングハウジング６に変位検出台Ｉ４と共にポル）１５に
よって固定した上で、第３図のように変位検出台１４に
２個の変位計１６を配置して取付け、第１図に示すよう
に圧縮機インペラ２のボス部２Ｂ近傍の上方に設けた反
射形光電管４によってボス部２Ｂ近傍に記した黒色位相
検出マークと共に変位の発生位相を検出させるようにす
る。

また、第１図において、１？Ａおよび１７Ｂは肛１滑油
供給管および潤滑油排出管であり、管１７Ａの接続部は
柔軟性のある材料でベアリングハウジング６側の供給口
８Ａに接続されるようになし、一方排出管１７Ｂの方も
潤滑油排出口６Ｂには固着されていない、１８はオイル
フィルタ、１９はオイルタンク、２０はオイルポンプで
あり、ポンプ２０により潤滑油をタンク１８かもベアリ
ングハウジング６の軸受部に供給し、循環させることが
できる。

すなわち、本例においては、以上述べたように高速回転
体をベアリングハウジング６に収納、支承させたト、空
気供給箱ｌＯを取付けてロータ１を非接触回転させる如
くになした上、更に軸受部には潤滑可能なようになし、
高速回転させた回転体に発生するアンバランスの量と方
向とを位相検出手段と回転軸に直角な方向の変位を２個
所で検出する手段とから検知して、高速回転体の両端に
設けたアンバランス修正部、本例の場合、タービンロー
タ１のボス部ＩＢと圧縮機インペラ２のボス部２Ｂとに
おいて上記のアンバランス量と方向とに基づいた修正を
行うものである。

なお、高速回転体の組立体とする前に、従来例と同様な
方法に基づいてタービンロータ１およびロータ軸３と、
圧縮機インペラとを個別にバランスが得られるよう修正
作業を実施すれば、更に容易かつ確実に本発明の効果を
高めることができるのは勿論である。

第４図は本発明を実施する装置の他の構成例を示す。本
例は空気供給箱ｌＯをスクロール型の形状となして高圧
空気を供給するようにしたものである。したがってより
一層安定した回転が得られ、実際の運転状態に近い回転
状態としてそのバランス状態を調べることができる。

更にまた。本例においては、比較的低回転でバランス修
正を行う場合の潤滑装置が示されており、このような場
合、わざわざポンプを用いて強制循環させる必要がない
。そこで、本例の場合、潤滑油管系２１を密閉型として
、修正手段とは切離して固定し、ベアリングハウジング
６の供給口６Ａと管系２１との接続部および排出口６Ｂ
と管系２１との接続部には柔軟性があり、力の伝達がな
いような接手部材２２を設けて、管系２１およびベアリ
ング／Ｘウジフグ６内に潤滑油を充満させて、その液面
は大気に開放させておくようにするだけでよい。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、複数の部材
からなる高速回転体を組立てて一体化し、一体化した高
速回転体をハウジングに支承させて軸受部をハウジング
に固定されない潤滑装置により潤滑可能となし、高速回
転体の動力発生部に高圧電体を供給して高速回転体を非
接触駆動回転させ、ハウジングに取付けた変位検出台お
よび変位検出台に配設した複数の変位計によって高速回
転させた高速回転体の変位を検出し、高速回転体の軸に
関連して設けた位相検出手段によって変位の発生する位
相を検出させ、検出された位相と変位量とからアンバラ
ンス量とその発生方向を検出して、高速回転体の軸端部
においてその対応した修正をする方法としたので、複数
の部材組立時の取付精度誤差から持込まれるアンバラン
スや軸自体の曲りによって発生する回転体の偏心による
アンバランスを同時に除去することが可能となり、実機
状態での振動を低減させることができて、しかも修正作
業の効率を著しく高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明高速回転体バランス修正方法をターボ過
給機に適用したときの実施態様の一例を示す構成図、第２図はそのＡ−Ａ断面図、第３図は第１図に示す実施状態における変位検出台およ
び変位計の配置図、第４図は本発明をターボ過給機に適用したときの他の実
施態様を示す構成図、第５Ａ図および第５Ｂ図はターボ過給機に従来の高速回
転体バランス修正方法を適用したときの実施態様の一例
を示し、第５Ａ図はそのタービンロータ側のバラス修正
実施状態の説明図、第５Ｂ図はその圧縮機インペラ側の
バランス修正実施状態の説明図、第６図は第５Ａ図および第５Ｂ図の状態でバランス修正
を実施した後、更に組立体としてバランス修正を実施す
るときの組立状態を示す断面図である。１・・・タービンロータ、ＩＡ・・・ロータ背板部、１Ｂ・・・ロータポス部。２・・・圧１ｉｉａインペラ、２Ａ・・・インペラ背板部、２Ｂ・・・インペラポス部、３・・・ロータ軸。３Ａ　、３Ｂ・・・軸受部、３Ｃ・・・中間部。４・・・反射型光電管、５・・・ダミーシャフト、６・・・ベアリングハウジング。６Ａ・・・供給口。６Ｂ・・・排出口。７・・・タービンハウジング、８・・・カラープレート。９・・・固定ナツト、ｌＯ・・・空気供給箱、１１・・・ノズル、１２・・・空気供給弁、１３・・・空気圧調整弁、１４・・・変位検出台。１５・・・ボルト、１６・・・変位計。１７Ａ・・・供給管。１７８・・・排出管、１８・・・オイルフィルタ、１８・・・オイルタンク、２０・・・オイルポンプ、２１・・・潤滑油系、２２・・・接手部材。

Claims

【特許請求の範囲】複数の部材からなる高速回転体を組立てて一体化し、一体化した前記高速回転体をハウジングの軸受部に支承
させて前記ハウジングに固定されない潤滑装置により該
軸受部に潤滑可能となし、前記高速回転体の動力発生部に高圧気体を供給して前記
高速回転体を非接触回転させ、前記ハウジングに取付けた変位検出台および該変位検出
台に配設した複数の変位計により前記高速回転体の複数
位置における変位をそれぞれ検出し、前記高速回転体の軸に関連して設けた位相検出手段によ
り前記高速回転体の複数位置における変位が発生した位
相を検出し、検出された前記複数位置における変位の量と該変位が発
生した位相とからアンバランスの量とその発生方向を検
出してバランス修正することを特徴とする高速回転体バ
ランス修正方法。