JPS5983028A - つりあい試験方法および装置 - 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】 本発明は、ジャーナルを備えてｌＡなｌ／１回転体のつ
りおり試験のための方法および’ｌｊ　ｉ！’に関する
ものである。

つりあ−試験に供しようとしている回転体か固有の支持
部分を備えて因な訊場合には、達成し得るつりあ謁良さ
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−試験の分野における言葉の本来の意味で
は、回転体とは言えなりからである。実際の回転体、つ
まりジャーナルを備えた回転体であってはじめて、支持
部分との関連におりで正確なつりあい試験ができる。例
えばジャ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品などの
つりあい良さは、つりあし試験用の補助／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
じる間隙によって力えられるが、この場合に達成し得る
つりあい良さは、一般に、せいぜい５ｐｍ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°反転つりあ一法もある。この方法
は、補助シャ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ｆｌ、ジェットエンジン
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（つりあり試験技術、第１巻、シュブリンガ
ー出版社、１９７７年）。しかしこの方法は、つりあい
試験を終った回転体を実際の運転軸に固定した際に寸法
公差によって発生する誤差を排除するのには適して因な
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、本発明の基礎になって
いるのは、ジャーナルを備えてｂない回転体のつりあ因
試験のための方法および装置のうち、特に回転体に、回
転可能な補助ジャーナルを取り付ける必要のなめような
方法および装置を提供する、という課題である。本発明
はこの課題を、特許請求の範囲第１項に示す特徴によっ
て解決する。回転体のはめ合い公差と表面精度の低さに
よっ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−。なぜなら、回転体の孔の表
面精度の低さが流体によって補われるので、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（で
存在する不つりあ−修正面の安定度も、流体を軸方向に
流すことによって補助的処置を講する必要なしに達成さ
れる。

特許請求の範囲第２項に示す特徴は、回転体を支持する
クッションの作り出し方を明らかにしている。

軸受用の固有のジャーナルを備えて込ない回転体をつり
あい試験機に塔載してつりあ−試験ｔで供するための、
補助支持手段と駆動手段の形成は、特許請求の範囲第３
項に示す特徴に従って行う。

この場合のジャーナルの開口部は、あらかじめ中ぐりし
ておいた穴であってもよ込し、ある１／）は、回転体を
支持する領域全体においてジャーナルが多孔性の材料で
構成されていてもよい。そうすることによって、流体を
、ジャーナルの外面と、回転体の孔の内面との間に流入
させることがてきる。

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、捷たけ水もしくけオ
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。

特許請求の範囲第４項に示す特徴は、ジャーナルを備え
て−ない回転体を塔載する本発明の装置の、１つの構成
を示す。回転体は孔の内部で駆動用の軸つげに支えられ
るので、すわりのよ訊状態でつりあしへ試験に供せられ
る。

特許請求の範囲第５項の特徴は、ジャーナルの軸に対し
て直角に設けられたプレートかどのよう（（シて安定し
た支え面となり、またその結果としてどのようにして回
転体の安定した修正面を生じさせるかを示す。

特許請求の範囲第６項に示す特９は、とのようにして、
本発明（でよる補助支持物か、外部の、駆動装置の力を
借りずに、それ自体で、回転体のための駆動手段の役目
をするかを示す。

特許請求の範囲第７項は、ジャーナルの軸か鉛直線から
それている場合にも、回転体かすわりのよい状態で支え
られ、しかも支え間隔を安定させるような駆動手段の構
成を示す。特許請求の範囲第８項は、ジャーナルか水平
である場合に特に適して旨だ構成を示す。特許請求の範
囲第９項の＋１徴は、流体によって惹起される駆梨１力
の伝達駐か増加した場合、それがどのようにして、回転
体に到達するかを示す。

特許請求の範囲第１０項に示す特徴は、重い回転体のつ
りあい試験を、どのようにしてすぐれたつりあい良さで
達成し得るかを示す。特許請求の範囲ダー１１項に示す
特徴は、回転体の端面が、どのようにして回転体の駆動
に関係させられるかを示す。

特許請求の範囲第１２項は、回転体のすわりをよくし、
且つそｔｌを駆動する吉いう役目をする流体が、回転体
の端面の領域でどのようにして外部へ排出されるかを示
す。

特許請求の範囲第１３項および第１４項の特徴は、特に
、回転体と、ジャーナルの軸に対して垂直に設けられた
プレートとの間に、回転体を支持するクッションを、す
わシのよい状態に構成する方法を示している。

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って、ジャーナルを備えて
いない回転体のつりあい試験を、今まで不可能とされて
ｂたほどのすぐれたつりあい良さて再現するこ七を可能
にした。寸だ流体を用１ハるこ（！：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か起る可卵性も
なくなった。

ジャーナルを備えていないｐ１転体をつりあり試験機に
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って、自動化するこ七
か著しく容易になる。なぜなら氷見ＥＩＥＩによるジャ
ーナルＶこは、流体の出口か独特の形成の仕方で設けら
れているので、ジャーナルを備えていない回転体の研摩
ずみの孔か損傷を蒙らなりように、ジャーナルの外面上
孔の内面との間の間隔を選ぶこ吉かてきるからである。

締付は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７たよう（で、十分に再現可能な夕ｔ１
定結果か得られ々いか、捷たは回転体の孔に損傷を生じ
させるかであろう。その」二、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層試験法では、方力
たつりあ−良ハを得ることは不可能であった。

次に本発明を図面に基づ−て更に詳細に説明する。

り、１図ないし第３図におりで、同一の構放要素には同
じ参照番号を付けである。

概略図で示したつりあい試験機１において振動ブリッジ
４が、４木の支持ばね２．２′、３．３′（第２図も参
照）によって支えられている。振動ブリッジ４はジャー
ナル５を備えている。第１図に示す実施例では、ジャー
ナル５は鉛直に設けられており、中心に軸方向の孔６を
持っている。複数の半径方向平面８．９に複数の孔７が
設けられて因る。

ジャーナル５の軸１０に対して直角に設けられたプレー
）　１１には、副孔１２が設けられている。副孔１２け
プレート１１の」二面１３に口を開力ている。この実施
例の場合のプレー）　１１け肩状部４１を備えている。

肩状部４１には、外部に向かって延びる屈曲流路が設け
られてｂる。軸方向中心孔６および副孔１２／−１：、
供給流路１５．１Ｇ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個あり、それらは環状流路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用の流路上副孔１２用の流路を分離することによって
、空気の添加量の配分を変えることができるようにしで
あるのて、巨１転体１８かとんなものてあろうとも、安
定した［す１転軸方構成きれ、且つ軸方向のすわりかよ
くなる。回転体１８の端面１９の形状に関係なく軸方向
のすわりかよくなるので、回転体１８の修正面２０．２
１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Ｉ７から上面１３に向かつ
て傾斜して駆る。このため、回転体１８のもう一方の端
面２２に駆動力か加えられることになるので、回転体１
８ハ、空気の噴射Ｑてよって形成される支持クッション
２３の上で回転させられることになる。

同様に、第１ｂ図ｅこ示す斜め向きの孔７も、回転体１
８の孔の内面２４　ｉ７こ対して回転力を加える。従っ
て流体４０け、支持作用と心出し作用のほかに、外部の
駆動装置醒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って
いるので、振動ブリッジ４を備えた本発明によるつゆあ
い試験機１け、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（ハ測定の際に、回転する補助機械部
品が原因吉なっ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Ｉ（の大部分が回避できるこ、！：は明白である。

第２図にｉｔ、回転体１８を回転させるだめの駆動手段
として、上述のものとけちかうものを、概略図で示しで
ある。回転体は鎖線で示しである０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、不つりあり測定の際に妨害周
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−う点では、上述の実施例と同様である。

固不の駆動手段を使用した方がよいか、列部の駆動手段
を使用した方がよいかけ、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を示しである。

振動検出器２７ハ、回転体１８の不つりあいか原因とな
って発生する振動ブリッジ４の振動を、振動伝達ロッド
２８を介して測定する、この振動か、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の不っりあいが、その位ｉｈ゛と大き
さによって杷握され、その後の工程において回転体１８
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−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、補助支持手段に鉛直配置に限定さ
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図に示した段付きジャーナル２９も軸方向中８孔６
を持っており、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）　１１の方向に片寄っている。この実施例
の段付きジャーナル２９では、［ｊ１転休１８の孔の内
面２４の肩状部３０と、段付きジャーナル２９の軸つげ
部分３１と、流体４０を供給−ｒ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ニ環状流路３３に連通しており
、環状流路３３Ｉｆ′ｉ、必要に応じて秘別の供給管か
ら流体４０の供給を受けることができる。

回転体１８によって起される振動は、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ば、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ｌ−ｊまる。

第３図は更に、段付きジャーナル２９オたけジャーナル
５（第１図参照）に多孔性部材３４を挿入することによ
って、孔の内面２４とジャーナルの外面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って容易に破壊
されるかも知れぬよ１５な部品をつりあり試験する場合
には、多孔性の部材３４を挿入する代りに、段利きジャ
ーナル２１）の全体、！、た（１ジヤーナル５のうち回
転体１８を支持−・する領域を５多孔性の材料で構成し
てもよし）。

上述のような種々の実施例において、つりあ−試験機１
と結合されるものとして、ジャーナル５捷たにジャーナ
ル２９と共Ｑて提示した振動ブリッジ４は、不つりあり
を位置と大きさによって確定するだめのあらゆるω１ｊ
定法の除に使用でき、しかも振動検出器に特定の種類の
ものに限定さｔｌない、−５従って速度検出器、力検出
器、加速度検出器、および、振動ブリッジと全く接触さ
せないでも作動する振動検出器も、使用てきる。首た氷
見Ｆ３Ａ（ｒＪ、−わゆる共振回転数より高い回転数て
測定す２、つりあ層試験機のみに限定されるわけてはな
く、Ｊ（撮画転数より低い回転数で測定する（ソフトク
ィブ）つりあい試験機にも適用できる。

捷た本発明による方法、および、ジャーナル５捷たは２
９を備えた振動ブリッジ４　ｔｒｉ、ジャーツールを備
えてしりなり回転体のうちの特定の種類のものにしか使
用できない、というわけではない。従って、例えばター
ビンの羽根車、コンプレッサーの羽根車、（１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つの平面におけるジャーナルの断面図、
第２図は、第１図（で示したつりあい試験機の平面図で
、ジャーナルだけは断面図で示し、捷／ζ、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、更に別のジャーナルを示す。 １　つりあい試験機　　　５　ジャーナル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
　　　　　　　　　１１　　プレート１５　　供給流路
　　　　　　１６　　供給流路１８　　回転子　　　　
　　　２４　　孔の内面２９　　ジャーナル　　　　　
３２　　副孔４０　　流体　　　　　　　　４１　　肩
状部特許出願人 第２図 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　ジャーナルを備えていなり回転体θ８）のつ
   りあい試験方法において、回転体０匂の孔に支持ジャー
   ナルを挿入したのち、その孔の内部に流体を供給するこ
   とによって回転体を半径方向に心出し１−て支持し、駆
   動し、軸方向に支えることを特徴とするつりあ謁試験方
   法。 （２）　　軸方向に流れている流体００が、ジャーナル
   を備えていない回転体の軸方向の端にお−て溢出する際
   、半径方向に方向を変えることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 （３）　　固有の支持ジャーナルを備えていなり回転体
   ０句を、特許請求の範囲第１項および／または第２項に
   記載した方法を実施するためのつりあり試験機（１）に
   塔載して、つりあい試験に供するための補助支持・駆動
   手段において、ジャーナル（５，２９）が、固有の支持
   ジャーナルを備えて−ない回転体Ｑｅの孔の内面（財）
   に面している領域において、流体００を通過させるため
   の開口部を備えており、且つジャーナル（５，２９）の
   上記開口部が、供給流路（１５，１６）を通じて流体貯
   蔵タンクに接続されていることを特徴上する補助支持・
   駆動装置。 （４）　　ジャーナＩしく５．２９）がその軸の方向に
   おいて異々る直径を有するこさを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載の補助支持装置。 （５）　　ジャーナル（５，２９）がその一端において
   、その軸α０に対して垂直に設けらｈたプレート（ｌｕ
   ｌｌを備えており、且つプレート（１］）の直径がジャ
   ーナルの最大直径よりも大きいことを特徴とする特許請
   求の範囲第３項および／′または第４項記載の補助支持
   装置。 （６）　　ジャーナル（５，２９）の内部に少なくとも
   １本の軸方向中心孔（６）が設けられて因ること、ジャ
   ーナルＣ５，２９）が、検査されるべき回転体０８）の
   孔の内面（ハ）に面している領域にお謁て、ジャーナル
   （５，２９）の軸ＯＱに対して垂直な複数の横断面（半
   径方向平面）（８，９）に複数の孔（７）を有すること
   、および孔（７）の出口が半径方向平面（８，９）にお
   −で、ジャーナルの表面に対して９ｏ　　から傾斜した
   射出角を有することを特徴とする、ユ、記各項のうちの
   いずれか１項寸たは複数項に記載の補助支持装置。 （７）　　孔（７）か、それぞれの半径方向平面（８，
   ９）に対して傾斜していることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の補助支持装置。 （３）　ジャーナル（５，２９）を水平に設置した場合
   に、孔（７）のうち少なくとも１つが、出口側てプレー
   ト（ＩＩ）の方向に傾斜していることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項記載の補助支持装置。 （９）　孔か屈曲してｂることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項および／または第７項記載の補助支持装置。 （ＩＯｌ　　ジャーナル（５，２９）ニ複数の軸方向の
   副孔０シか設けられていることを特徴とする、上記各項
   のうちいずれか１項またに複数項に記載の補助支持装置
   。 θυ　副孔Ｇ急がジャーナル（５，２９）の軸（］０を
   中心とする円周上に配置されており、しかも軸（１，ｏ
   ）に対して傾斜して層ることを特徴とする特許請求の範
   囲第１０項記載の補助支持装置。 （イ）副孔（３功か、半径方向平面（８，９）にお−で
   、半径方向の流路に接続してｂることを特徴とする特許
   請求の範囲第１０項記載の補助支持装置。 ０．１１　　プレー）　（１１）か、検査されるべき回
   転体（１８）の直径の範囲内の部分において屈曲流路を
   有することを特徴とする、上記各項のうちのいずれが１
   項寸たは複数項に記載の装置。 ０４）上記プレートか、上記屈曲流路を収容するための
   屑状部（４１）を備えていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１３項記載の装置。