(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機器を運転する際にその回転軸に発生するアンバランスを更正するために行う回転試験であって、前記回転機器を低速で回転させつつアンバランスを修正するバランスウェイトを前記回転機器の適当な位置に付加する回転機器の低速バランス法において、
前記回転機器を低速で回転させるステップ１と、
前記低速回転状態のアンバランスである第１のアンバランスを測定するステップ２と、
前記第１のアンバランスから逆算される第１の両端部バランスウェイトを前記回転機器の軸方向両端部の適当な位置に付加するステップ３と、
前記第１の両端部バランスウェイトを付加した状態で再度低速にて回転させるステップ４と、
前記第１の両端部バランスウェイトを付加した状態でのアンバランスである第２のアンバランスを測定するステップ５と、
前記第２のアンバランスから逆算される第１の中央部バランスウェイトを前記回転機器の中央部に付加するとともに、前記軸方向両端部に付加した第１の両端部バランスウェイトを取除くステップ６と、
前記第１の中央部バランスウェイトを付加した状態で再度低速にて回転させるステップ７と、
前記第１の中央部バランスウェイトを付加した状態でのアンバランスである第３のアンバランスを測定するステップ８と、
前記第３のアンバランスから逆算される第２の両端部バランスウェイトを前記回転機器の軸方向両端部の適当な位置に付加するステップ９と、
を含む回転機器の低速バランス法。
【請求項２】
回転機器を運転する際にその回転軸に発生するアンバランスを更正するために行う回転試験であって、前記回転機器を低速で回転させつつアンバランスを修正するバランスウェイトを前記回転機器の適当な位置に付加する回転機器の低速バランス法において、
前記回転機器を低速で回転させるステップ１と、
前記低速回転状態のアンバランスである第１のアンバランスを測定するステップ２と、
前記第１のアンバランスから逆算される第１の両端部バランスウェイトを前記回転機器の軸方向両端部の適当な位置に付加するステップ３と、
前記第１の両端部バランスウェイトを付加した状態で再度低速にて回転させるステップ４と、
前記第１の両端部バランスウェイトを付加した状態でのアンバランスである第２のアンバランスを測定するステップ５と、
前記第２のアンバランスから逆算される第１の中央部バランスウェイトと、予め実験および解析に基づいて決められた中央部バランスウェイトしきい値とを比較するステップ５Ａと、
このステップ５Ａで、第１の中央部バランスウエイトが中央部バランスウェイトしきい値より小さい場合にはここで終了する一方、
このステップ５Ａで、第１の中央部バランスウエイトが中央部バランスウェイトしきい値より大きい場合には、この第１の中央部バランスウェイトを前記回転機器の中央部に付加するとともに、前記軸方向両端部に付加した第１の両端部バランスウェイトを取除くステップ６に進む
ことを特徴とする請求項１記載の回転機器の低速バランス法。
【請求項３】
前記ステップ６で第１の中央部バランスウェイトを算出するに際し、
前記第１の両端部バランスウェイトのそれぞれの重量、付加した径方向半径位置および回転方向角度位置から、この両端部バランスウェイトが回転時に生じさせるモーメントを算出し両者のモーメントを合成しこれを打ち消すモーメントとするとともに、予め回転機器の応答特性から決められた分配比率を乗算して中央部バランスウェイトを決定することを特徴とする
請求項１または２に記載の回転機器の低速バランス法。
【請求項４】
前記分配比率は、両端部バランスウェイトが回転時に生じさせるモーメントの合成値の３０％〜６５％とすることを特徴とする
請求項３記載の回転機器の低速バランス法。
【請求項５】
回転機器を運転する際にその回転軸に発生するアンバランスを更正するために行う回転試験であって、前記回転機器を低速で回転させつつアンバランスを修正するバランスウェイトを前記回転機器の適当な位置に付加する回転機器の低速バランス法において、
前記回転機器を低速で回転させるステップ１と、
前記低速回転状態のアンバランスである第１のアンバランスを測定するステップ２と、
前記第１のアンバランスから逆算される第１の両端部バランスウェイトを前記回転機器の軸方向両端部の適当な位置に付加するステップ３と、
前記第１の両端部バランスウェイトを付加した状態で再度低速にて回転させるステップ４と、
前記第１の両端部バランスウェイトを付加した状態でのアンバランスである第２のアンバランスを測定するステップ５と、
前記第２のアンバランスから逆算される第１の中央部バランスウェイトを求めるステップ６と、
前記第１の中央部バランスウェイトと、予め実験および解析に基づいて決められた中央部バランスウェイトしきい値とを比較し、
前記第１の中央部バランスウエイトが中央部バランスウェイトしきい値より小さい場合にはここで終了する一方、
前記第１の中央部バランスウエイトが中央部バランスウェイトしきい値より大きい場合には、前記第１の中央部バランスウェイトの５０％を前記回転機器の中央部に付加するとともに、前記軸方向両端部に付加した第１の両端部バランスウェイトを取除くステップ７と、
前記第１の中央部バランスウェイトの５０％を付加した状態で再度低速にて回転させるステップ８と、
前記第１の中央部バランスウェイトの５０％を付加した状態でのアンバランスである第３のアンバランスを測定するステップ９と、
前記第３のアンバランスから逆算される第２の両端部バランスウェイトを前記回転機器の軸方向両端部の適当な位置に付加するステップ１０と、
前記第１の中央部バランスウェイトの５０％および前記第２の両端部バランスウェイトを付加した状態で再度低速で回転させるステップ１１と、
前記第１の中央部バランスウェイトの５０％および前記第２の両端部バランスウェイトを付加した状態でのアンバランスである第４のアンバランスを測定するステップ１２と、
前記第４のアンバランスから逆算される第２の中央部バランスウェイトを前記第１の中央部バランスウェイトの５０％に加えて付加するとともに、前記第２の両端部バランスウェイトを取除くステップ１３と、
前記第２の中央部バランスウェイトと第１の中央部バランスウェイトの５０％を付加した状態で再度低速で回転させるステップ１４と、
前記第２の中央部バランスウェイトと第１の中央部バランスウェイトの５０％を付加した状態でのアンバランスである第４のアンバランスを測定するステップ１５と、
前記第４のアンバランスから逆算される第３の両端部バランスウェイトを前記回転機器の軸方向両端部の適当な位置に付加するステップ１６と、
を含む回転機器の低速バランス法。
【請求項６】
前記ステップ７は、前記第１の両端部バランスウェイトの取付け回転方向角度位置のなす角度を、予め実験および解析に基づいて決められた角度しきい値と比較し、
その角度が前記角度しきい値より大きい場合にはここで終了する一方、
その角度が前記角度しきい値より小さい場合には、前記第１の中央部バランスウェイトの５０％を前記回転機器の中央部に付加するとともに、前記軸方向両端部に付加した第１の両端部バランスウェイトを取除くことを特徴とする
請求項５記載の回転機器の低速バランス法。
【請求項７】
前記ステップ７は、前記第１の両端部バランスウェイトが回転時に生じさせるモーメントの大きさの互いの比率を、予め実験および解析に基づいて決められたモーメント比率しきい値と比較し、
その比率が前記モーメント比率しきい値より大きい場合にはここで終了する一方、
その比率が前記モーメント比率しきい値より小さい場合には、前記第１の中央部バランスウェイトの５０％を前記回転機器の中央部に付加するとともに、前記軸方向両端部に付加した第１の両端部バランスウェイトを取除くことを特徴とする
請求項５記載の回転機器の低速バランス法。
【請求項８】
少なくとも２基の軸受と、
これらの軸受に設けられた振動センサと、
前記軸受に載置される回転機器の回転軸と結合される低速バランス演算装置とから構成されるとともに、
前記低速バランス演算装置は、
前記振動センサからの出力に基づいて前記回転機器の両端部に付加するバランスウェイトを算出するウェイト算出演算部と、
前記載置された回転機器に関するデータを予め格納した回転機器データベースと、
外部からのデータを入力するための入力装置と、
前記回転機器の両端部に前記バランスウェイトを付加された状態で中央部に付加するバランスウェイトを演算する必要中央部修正面用ウェイト演算部と、
上記のそれぞれの演算結果を表示する出力装置と、
から構成されることを特徴とする回転機器の低速バランス実施装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービン、発電機及びタービン機器等の回転機器を運転する際にその回転軸に発生するアンバランスを除去することを目的に実施される回転機器の低速バランス法及び低速バランス実施装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービン、発電機及びタービン機器等の回転機械においては、機器にロータ（回転軸）を組込む前にロータのアンバランスを除去するため、ロータをバランスさせるための回転試験が実施される。
【０００３】
従来、ロータのバランス方法としては、実運転回転数より十分低い回転数にて実施される低速バランス方法と実運用回転数と同等の回転数にて実施される高速バランス方法がある。
【０００４】
前者の低速バランス方法は、ロータが剛性を保ったままでバランスを取るための試験であり、通常、ロータ両端部近傍に設けられた２面をウェイト取付け修正面として、そこに釣り合い重り（バランスウェイト）を取付けた状態で低速回転させることにより、ロータに残留する残留アンバランスを改善する方法である。
【０００５】
また、後者の高速バランス方法は、ロータを実際の運用回転数まで回転上昇させ、そのときロータに発生する振動（振動モード）を確認し、停止状態から実運用回転数までの回転上昇中に通過する回転数と振動モードとの関係を求め、危険速度域及び実運用回転数における振動状況を確認し、全域にて良好な振動状態が得られるように多数の修正面にウェイトを付けてバランスさせるものである。すなわち、高速バランス方法は、低速バランス方法が剛性状態を保ったままのロータのバランスであるのに対して、運転中のロータの振動モードによる弾性変形を考慮した弾性ロータバランス方法とも呼ばれている。
【０００６】
このような状況から低速バランス方法では、アンバランスの分布状態を詳細に特定することが困難なため、ロータの代表する２修正面を設け、そこにウェイトを取付けて低速回転により残留アンバランスを除去し、その後高速バランス方法にて運転回転数までロータの回転数を上げ、弾性ロータとしての振動状況を確認することで低速バランスウェイトの修正を実施し、出荷されている。
【０００７】
因みに、ロータの回転速度を低速回転と高速回転の２段階に切換えてそれぞれの回転状態の振動ベクトルを測定し、これら低速回転及び高速回転の振動を零にするに必要なロータの各修正面おけるアンバランス修正ベクトルの示す量及び方向を求め、これら各修正面を、アンバランス修正ベクトルの示す量及び方向に研削してアンバランスを修正する方法がある（例えば、特許文献１）が、この方法はロータの各修正面を研削しなければならないため、その手間と時間がかかるという問題がある。
【特許文献１】特開２００３−２４００５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように従来のロータのバランス方法は、低速バランス方法を実施した後に高速バランス方法を実施するという手順にてロータをバランスさせることが一般的に実施されているが、低速バランス方法によるバランス精度を向上させることができれば、高速バランス方法を実施しないでロータを出荷することが可能となる。
【０００９】
また、低速バランス方法のみでバランスさせたロータを出荷できれば、現地での高速バランス試験の実施が回避できるという利点が考えられる。
【００１０】
しかし、従来の低速バランス方法は、前述したようにロータの両端部近傍に設けられた２面のウェイト取付け修正面にウェイトを取付けてバランスさせていることから、ロータの中央部にアンバランスが存在している場合には、見かけ上低速バランス方法によってバランスが取れた状態にすることは可能であるが、その状態でロータを機器に組込んで運転した場合には、残留アンバランス発生部位にバランスウェイトが取付けられていないため、現地でのロータ組込み後の運転で振動が発生することがあった。
【００１１】
すなわち、ロータの２修正面を用いた低速バランス方法（以下、２面修正低速バランス法と呼ぶ）では、アンバランス発生位置が特定できず、代表される２修正面でのバランス状態になることから、低速バランス方法のみでバランスさせたロータを機器に組込んだ場合には現地での振動対応（フィールドバランス）が必要となることがあり、これを回避するためには高速バランス方法を実施せざるを得なかった。
【００１２】
しかし、高速バランス方法が実施可能な設備は、ロータが製作可能なメーカの工場に限られ、現地でロータ補修が実施された場合には、可搬式の低速バランス実施装置でバランスさせた後にロータを機器に組込むというのが実際的であり、低速バランス実施装置の精度の向上が求められていた。
【００１３】
本発明は上記のような課題を解消し、主に回転軸の軸受スパン間の中央部に残留するアンバランスによる現地振動のリスクを低減し、アンバランス除去精度を向上させることができる回転機器の低速バランス法及び低速バランス実施装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記の目的を達成するため、回転機器を運転する際にその回転軸に発生するアンバランスを更正するために行う回転試験であって、前記回転機器を低速で回転させつつアンバランスを修正するバランスウェイトを前記回転機器の適当な位置に付加する回転機器の低速バランス法において、前記回転機器を低速で回転させるステップ１と、前記低速回転状態のアンバランスである第１のアンバランスを測定するステップ２と、前記第１のアンバランスから逆算される第１の両端部バランスウェイトを前記回転機器の軸方向両端部の適当な位置に付加するステップ３と、前記第１の両端部バランスウェイトを付加した状態で再度低速で回転させるステップ４と、前記第１の両端部バランスウェイトを付加した状態でのアンバランスである第２のアンバランスを測定するステップ５と、前記第２のアンバランスから逆算される第１の中央部バランスウェイトを前記回転機器の中央部に付加するとともに、前記軸方向両端部に付加した第１の両端部バランスウェイトを取除くステップ６と、前記第１の中央部バランスウェイトを付加した状態で再度低速にて回転させるステップ７と、前記第１の中央部バランスウェイトを付加した状態でのアンバランスである第３のアンバランスを測定するステップ８と、前記第３のアンバランスから逆算される第２の両端部バランスウェイトを前記回転機器の軸方向両端部の適当な位置に付加するステップ９と、を含む回転機器の低速バランス法である。
【００１５】
また、本発明は、上記目的を達成するため、少なくとも２基の軸受と、これらの軸受に設けられた振動センサと、前記軸受に載置される回転機器の回転軸と結合される低速バランス演算装置とから構成されるとともに、前記低速バランス演算装置は、前記振動センサからの出力に基づいて前記回転機器の両端部に付加するバランスウェイトを算出するウェイト算出演算部と、前記載置された回転機器に関するデータを予め格納した回転機器データベースと、外部からのデータを入力するための入力装置と、前記回転機器の両端部に前記バランスウェイトを付加された状態で中央部に付加するバランスウェイトを演算する必要中央部修正面用ウェイト演算部と、上記のそれぞれの演算結果を表示する出力装置と、から構成されることを特徴とする回転機器の低速バランス実施装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回転軸の軸受スパン間の中央部に残留するアンバランスによる現地振動のリスクを低減し、アンバランス除去精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明による回転機器の低速バランス法を説明するための第１の実施形態として、発電機及びタービン機器等の回転機械におけるロータの低速バランス法のプロセスを示す図であり、（ａ）は通常の低速バランス法のプロセスを示す図、（ｂ）は本発明によるロータの低速バランス法のブロセスを示す図である。
【００１９】
まず、通常の低速バランス法について述べる。
【００２０】
通常の２面修正低速バランス法は、図１（ａ）に示すように、まず対象ロータ１を単体で回転させて対象ロータ１のバランス状態を測定する。次に、単体でのバランス状態から算出されるバランスウェイトをロータ軸受スパン内の両端に設けられたウェイト修正面に前側修正面バランスウェイト２及び後側修正面バランスウェイト３を均等に配置し、その状態で回転させることにより低速バランスが実施、すなわち、バランスが改善される。
【００２１】
なお、前記「前側」および「後側」は以降の説明の便宜上、図１に示す対象ロータ１の左端部に仮想の視点を設けた関係上生じたものであり、発明を限定するものではない（以後の説明においても同様である）。
【００２２】
これに対して、第１の実施形態におけるロータの３修正面低速バランス法は、図１（ｂ）に示すように対象ロータ１をバランスさせるに際して、まず対象ロータ１を単体で回転させて対象ロータ１のバランス状態を測定する。次に、単体でのバランス状態から算出されるバランスウェイトをロータ軸受スパン内の両端（軸方向両端部）に設けられたウェイト修正面の周方向および半径方向位置の適当な位置に取付ける。その際、算出されたバランスウェイトを前側修正面バランスウェイト２及び後側修正面バランスウェイト３のそれぞれに半分ずつ均等に配置し、その状態で２面修正低速バランス法を実施する。この状態で、既にある程度ロータ１のバランスは改善されているが、本実施形態では、さらに、この２面にウェイトを取付けた状態でバランス状態を測定、そこから新たに算出されるバランスウェイト４を中央部修正面の周方向および半径方向の適当な位置に取付けるとともに、先に取付けた前側修正面バランスウェイト２および後側修正面バランスウェイト３を取除き、この中央部修正面にバランスウェイト４を取付けた状態で再度２面修正バランス法を行うという方法である。
【００２３】
すなわち、従来の２面修正低速バランス法で使用されるロータ両端の２面の修正面に、さらに中央部を含めた３面の修正面を使用してバランスを行うという特徴を有した３面低速バランス法である。
【００２４】
ここで、図２（ａ），（ｂ）を参照しながら図１の中央部修正面に取付けるバランスウェイト４を算出するプロセスについて説明する。
【００２５】
中央部修正面バランスウェイト４の算出は、図２（ａ）に示すように前側修正面バランスウェイト（Ｗｆ）５に修正面半径（バランスウェイトを取付ける位置のロータ中心からの半径）を掛けて求まる前側修正面ウェイトモーメント（Ｍｆ）７及び後側修正面バランスウェイト（Ｗｒ）６に後側修正面の半径を掛けて求まる後側修正面バランスウェイトモーメント（Ｍｒ）８を求める。次に、算出された両者のモーメント量をベクトル長さに置き換えるとともに、ウェイト取付け角度を考慮してＭｆベクトルおよびＭｒベクトルとする。そして、ＭｆベクトルおよびＭｒベクトルの和（合成ベクトル）を求め、そこから図（ｂ）に示すように中央部修正面用のウェイトベクトル（Mmid）９を算出する。
【００２６】
次に、このようにして求められた中央部修正面用ウェイトベクトル（Mmid）９のスカラ量（すなわち、ベクトル長さであり、本実施形態ではモーメント量に相当）にロータアンバランス応答特性から評価される中央部分配比率Ratio（０．３〜０．６５）を掛け、必要中央部修正面用ウェイトモーメントMmid-reqを算出する。この必要中央部修正面用ウェイトモーメントを中央部修正面半径（バランスウェイトを取付ける予定位置のロータ中心からの半径）で除算して、中央部修正面バランスウェイト量Wmidが算出される。なお、
実際のバランスウェイトとの取付けは、上記中央部修正面用ウェイトベクトル（Mmid）方向とは１８０°反対の方向に中央部修正面用バランスウェイト（Wmid）を取付けることになる。
【００２７】
なお、上記中央部分配比率Ratioの決定にあたっては、ロータが現地で組込まれた状態での運転による振動（実際のロータの特性に即した振動）のアンバランス応答シミュレーションモデルを作成し、ロータ中央部でのアンバランス応答及びロータ両端修正面でのアンバランス応答特性と、従来からのアンバランス修正法による試験値とを勘案し、現地でのロータ組込み後の運転による振動リスクの最も低くなる中央部分配比率Ratioが算出される。
【００２８】
したがって、ロータの形状により中央部分配比率Ratioが変動することになるため、定数ではなくロータ形状により０．３〜０．６５なる可変値が採用される。
【００２９】
また、必要中央部修正面用ウェイトモーメント（Mmid-req）ベクトルのスカラー量（すなわち、ベクトル長さであり、本実施形態ではモーメント量に相当）により２面修正バランス法にてバランスを終了するか、もしくは中央部に必要ウェイトを取付けた後（すなわち、３面修正バランス法を実施後）、再度２面修正バランス法に移行するかを判断する。
【００３０】
すなわち、図１（ｂ）にフローにて示すように必要中央部修正面用ウェイトモーメント（Mmid-req）ベクトルのスカラー量、すなわちモーメント量が３修正面バランス法移行必要モーメント量（Mmid-３plane）以下の場合は、２面修正バランス法の修正でバランス作業を終了させる。
【００３１】
一方、必要中央部修正面用ウェイトモーメント（Mmid-req）ベクトルのスカラー量、すなわちモーメント量が３面修正バランス法移行必要モーメント（Mmid-３plane）量以上の場合は３面修正バランス法へのフローに従い３面修正バランスを実施する。
【００３２】
なお、判断の基準となる３面修正バランス法移行必要モーメント（Mmid-３plane）量は従来から行われていたバランス作業からの経験値、振動応答試験等から予め決められた値が設定されている。
【００３３】
このように本実施形態では、蒸気タービン、発電機及びガスタービンなどのロータを機器に組込む前に、ロータ両端近傍の２面に設けられた修正面に第１及び第２のバランスウェイトを取付けて低速バランス試験を実施した後、ロータ両端近傍の２面の修正面にバランスウェイトを取付けた状態から算出される必要中央部修正面用ウェイトモーメント（Mmid-req）のベクトル量が３面修正バランス法移行必要モーメント（Mmid-３plane）のモーメント量以下の場合は２面修正バランス法の修正でバランスを終了させる一方、必要中央部修正面用ウェイトモーメント（Mmid-req）のモーメント量が３面修正バランス法移行必要モーメント（Mmid-３plane）のモーメント量以上の場合には必要中央部修正面用ウェイトモーメント（Mmid-req）から算出される中央部修正面用バランスウェイトWmidを第３のバランスウェイトとして前記ロータの中央部修正面に取付けた状態で３面修正低速バランス法を実施するようにしたので、ロータ軸受スパン中央部に残留するアンバランスに起因する現地での組込み後の運転により発生する振動リスクを低減させることが可能となり、ロータのアンバランス除去精度を向上させることができる。
【００３４】
これにより、一般的に低速バランス実施後に実施される高速バランス試験のプロセスをバイパスしてロータ組込み後の現地での振動の増加を回避するとともに、機械を停止して実施されるフィールドバランス試験も回避され、低速バランス試験のみで振動状態を良好に改善したロータが得られる。
【００３５】
図３は本発明の第２の実施形態を説明するためのステップ図である。
【００３６】
前述した第１の実施形態においては、必要中央部修正面用ウェイトモーメント（Mmid req）のモーメント量が３面修正バランス法移行必要モーメント（Mmid-３plane）量以下の場合は、図１の３面修正バランス法のプロセスでバランス作業を行ったが、第２の実施形態では、必要中央部修正面用ウェイトモーメント（Mmid-req）のモーメント量が繰り返し３面修正バランス法移行必要モーメント（Mmid-repeat）以上の場合は、次のような繰り返し３面修正バランス法を実施するものである。
【００３７】
図３に示す繰り返し３面修正バランス法において、３面修正バランス法への移行は、ロータ中央部に付加するウェイトが大きくなる場合に、ロータ中央部ウェイトの大きさ（重量）の精度を高めるため、少なくともStep-１とStep-２の２回の繰り返し３面修正バランス法を実施するものである。
【００３８】
ここで、その詳細について述べる。
【００３９】
まずバランスを改善する対象ロータを単体で低速にて回転させて、対象ロータ１０のバランス状態を測定する（Step１−０）。
【００４０】
次に、この単体での状態から計算されるバランスウェイトをロータの軸受スパン内の両端に設けられたウェイト修正面に取付ける。その際、算出されたバランスウェイトは前側修正面バランスウェイト１１および後側修正面バランスウェイト１２として均等に配置し、その状態で２面修正低速バランス法を実施する（Step１−１）。
【００４１】
このStep１−１において、２面修正バランス法にて取付けられた初回分前側修正面バランスウェイト１１と初回分後側修正面バランスウェイト１２から計算される必要中央部修正面用モーメント値（Mmid-req=Mmid×Ratio）を算出する（算出法は図２の説明を参照方）。そして、算出された値が、予め決められた繰り返し３面修正バランス法への移行必要モーメント値Mmid-repeatを超えた場合には、必要中央部修正面ウェイトWmidの５０％の重量を初回分中央部修正面用バランスウェイト１３として取付ける（Step１−２）。
【００４２】
次に、Step１−１で取付けられていた初回分前側修正面バランスウェイト１１と初回分後側修正面バランスウェイト１２を取外し、初回分中央部修正面用バランスウェイト１３のみ取付けた状態で、対象ロータ１０を低速回転させて、バランス状態を測定する。そして、そこから計算されるバランスウェイトの５０％を、２回目前側修正面バランスウェイト１４と２回目後側修正面バランスウェイト１５としてそれぞれ均等に配置し、その状態で３面修正バランス法を実施する（Step１−３）。
【００４３】
なお、Step１−３は、初回分中央部修正面用バランスウェイト１３も取付けたままで実施される。
【００４４】
さらに、Step１−３の３面修正バランス法で２回目前側修正面バランスウェイト１４と２回目後側修正面バランスウェイト１５および初回分中央部修正面用バランスウェイト１３を付加した状態から、再度必要中央部修正面用バランスウェイトを算出し、この算出された必要中央部修正面バランスウェイトに初回分中央部修正面バランスウェイト１３を加算したものを、２回目中央部修正面用バランスウェイト１６として取付ける。
【００４５】
次に、Step１−３における２回目前側修正面バランスウェイト１４と２回目後側修正面バランスウェイト１５を取外し、２回目中央部修正面用バランスウェイト１６のみで対象ロータ１０のバランス状態を測定し、バランスウェイトを算出する（Step２−１）。
【００４６】
ここで算出されたバランスウェイトの５０％ずつを、最終前側修正面バランスウェイト１７、最終後側修正面バランスウェイト１８としてそれぞれ取付けてバランス作業が完了する（Step２−２）。
【００４７】
なお、Step１−１において、算出された必要中央部修正面用モーメント（Mmid-req=Mmid×Ratio）値が、移行必要モーメント値Mmid-repeatより小さい場合には、ロータ中央部に取付けるバランスウェイトが、応答解析や経験上、特に大きくないと判断できるため、繰り返し３面修正バランス法には移行しない。また、２面修正バランス法から３面修正バランス法への基準は、上記のような中央部修正面用モーメント値に対する基準設定に加え、図４（ａ），（ｂ）に説明するような値を基準値として加えることにより、より精度の高いバランス改善を行うことができる。
【００４８】
図４（ａ）に示す如く、２面修正バランス法で図２の方法に従って算出された両端（前側および後側）修正面ウェイトモーメントの大きさをベクトル長さに変換したベクトル２１，２２の成す角度Θが、応答解析や経験上の値から予め決められた３面修正バランス移行角度閾値Θ3planeより大きい場合は２面修正でのバランス法でバランス作業を完了させるものとし、角度Θが３面修正バランス移行角度閾値Θ3planeより小さい場合には３面修正バランス法でのバランス作業に移行させるものとする。
【００４９】
また、図４（ｂ）の如く、両端（前側および後側）修正面ウェイトモーメントの大きさをベクトル長さに変換したベクトル２１，２２のベクトルスカラー量、すなわちモーメントの大きさの比率Rleft-rightが、応答解析や経験上の値から予め決められた閾値Ｒ3planeより大きい場合は２面修正バランス法でバランス作業を完了させるものとし、比率Rleft-rightが閾値Ｒ3planeより小さい場合には３面修正バランス法でのバランス作業に移行させるものとする。
【００５０】
いずれの場合も、閾値以下では明らかにバランスが一方に偏っていることを示しており、２面修正バランス法では改善ができないことが、応答解析の結果や経験上、分かっているためである。
【００５１】
このように第２の実施形態の低速バランス法としても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５２】
図５は前述した第１及び第２の実施形態におけるロータの低速バランス法を実施するための装置の構成例を示す図である。
【００５３】
図５において、２４は両端が軸受２５により回転自在に支持されたバランス作業の対象となるロータ、２６はロータの前述した３修正バランス法を実施するためのバランスプロセスシーケンスが組込まれた低速バランス演算装置である。なお、低速バランス演算装置２６には、ロータ２４を低速で回転させるための駆動装置（図示せず）も併せて組込まれている。
【００５４】
この低速バランス演算装置２６は、ロータの軸受支持部に取付けられた振動センサ２７より取込まれるロータの振れ検出信号、すなわちロータの回転時に生じるアンバランスに基づいて両端の取付けウェイト量を算出するウェイト算出演算部２６ａと、このウェイト算出演算部２６ａにより求められた両端の取付けウェイト量から、予め設定部により設定されたまたはデータベースから引き出されたロータ形式・重量・危険速度データ並びに入力部よりインプットされる２面修正バランス法でのウェイト取付け状態に基づいて必要中央部修正面用バランスウェイトを求める必要中央部修正面用ウェイト演算部２６ｂ、及びこの必要中央部修正面用ウェイト演算部２６ｂで求められた必要中央部修正面用バランスウェイトを表示する表示装置２６ｃから構成されている。
【００５５】
このような構成の低速バランス実施装置を用いることにより、前述した第１の実施形態および第２の実施形態に基づき、人為的な判断及び計算を行うことなく３修正面でのバランス法でのバランスプロセスに従った低速バランス法を実施することが可能である。
【００５６】
なお、上記各実施形態では、発電機及びタービン機器等の回転機械におけるロータの低速バランス法について述べたが、本発明はロータ以外の回転機器に対しても前述同様に適用実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による回転機器の低速３修正面バランス法を説明するための第１の実施形態を通常の低速バランス法と比較して示すブロセス図。
【図２】同実施形態において、両端ウェイト状態から中央部必要ウェイトの算出法を説明するための図。
【図３】本発明の第２の実施形態として繰り返し３面修正バランス法を実施する場合のプロセスを示す図。
【図４】同実施形態において、両端ウェイト取付け状態から２面修正と３面修正プロセスの切替判断法を説明するための図。
【図５】第１及び第２の実施形態におけるロータの低速バランス法を実施するための低速バランス実施装置を示す構成図。
【符号の説明】
【００５８】
１，１０…対象ロータ、２，５，１９，２１…前側修正面バランスウェイト、３，６，２０，２２…後側修正面バランスウェイト、４…中央部修正面バランスウェイト、７…前側修正面ウェイトモーメント、８…後側修正面ウェイトモーメント、９…中央部修正面用ウェイトベクトル、１１…初回分前側修正面バランスウェイト、１２…初回分後側修正面バランスウェイト、１３…初回分中央部修正面用バランスウェイト、１４…２回目前側修正面バランスウェイト、１５…２回目後側修正面バランスウェイト、１６…２回目中央部修正面用バランスウェイト、１７…最終前側修正面バランスウェイト、１８…最終後側修正面バランスウェイト，２４…対象ロータ、２５…軸受、２６…低速バランス装置、２６ａ…ウェイト算出演算部、２６ｂ…中央部必要ウェイト演算部、２６ｃ…表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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