(57)【要約】      （修正有）【課題】回転体のホーニング後においてもバランスの取れた状態が確保することができるホーニング装置を提供する。【解決手段】ロータ１の近傍に配設され且つロータを回転させながら研削が必要とされる部位の表面に向けて研掃材を噴射するホーニングノズル４と、このホーニングノズルに接続されエアーと共に研掃材を供給する研掃材供給系と、この研掃材供給系に設けられエアーの流量を調節する調節弁８と、ホーニングノズル４と異なる位置に配設され且つ研掃材により研削されるロータ１の表面までの距離を測定する距離測定器１０と、この距離測定器１０により測定されたロータの表面までの距離測定データを取り込んで研削目標距離に対する研削後の研削厚さを求めると共に、この研削厚さに必要な研掃材供給量に相当するエアー圧力となるように調節弁８を調節して、ホーニングノズル４から噴射させる研掃量を制御するホーニング制御装置１１とを備える。【選択図】    図１
2005034936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の近傍に配設され且つ前記回転体を回転させながら研削が必要とされる部位の表面に向けて研掃材を噴射するホーニングノズルと、このホーニングノズルに接続されエアー等の流体と共に研掃材を供給する研掃材供給系と、この研掃材供給系に設けられ前記エアー等の流体の流量を調節する調節弁と、前記ホーニングノズルと異なる位置に配設され且つ研掃材により研削される回転体の表面までの距離を測定する距離測定器と、この距離測定器により測定された回転体の表面までの距離測定データを取り込んで研削目標距離に対する研削後の研削厚さを求めると共に、この研削厚さに必要な研掃材供給量に相当する流体圧力となるように前記調節弁を調節して、前記ホーニングノズルから噴射させる研掃量を制御するホーニング制御手段とを備えて、前記回転体の周方向の研削量が均一になるようにしたことを特徴とする回転体のホーニング装置。
【請求項２】
回転体の回転軸と同心的に配設された軌道に沿って回動する回転支持体に支持され且つ前記回転体の研削が必要とされる部位の表面に向けて研掃材を噴射するホーニングノズルと、このホーニングノズルに接続されエアー等の流体と共に研掃材を供給する研掃材供給系と、この研掃材供給系に設けられ前記エアー等の流体の流量を調節する調節弁と、前記回転支持体の前記ホーニングノズルと異なる位置に支持され且つ研掃材により研削される回転体の表面までの距離を測定する距離測定器と、この距離測定器により測定された回転体の表面までの距離測定データを取り込んで研削目標距離に対する研削後の研削厚さを求めると共に、この研削厚さに必要な研掃材供給量に相当する流体圧力となるように前記調節弁を調節して、前記ホーニングノズルから噴射させる研掃量を制御するホーニング制御手段とを備えて、前記回転体の周方向の研削量が均一になるようにしたことを特徴とする回転体のホーニング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の回転体のホーニング装置において、前記ホーニングノズルおよび距離計測器は、それぞれ移動機構に前記回転体の半径方向に移動可能に支持させて設けられ、かつ前記ホーニング制御手段により前記回転体の予定の半径位置で周方向のホーニングが均一になっていると判定されると前記各移動機構を駆動して前記ホーニングノズルおよび距離計測器を前記回転体の次の予定位置に移動させる駆動手段を備えて、回転体全体を均一にホーニング可能にしたことを特徴とする回転体のホーニング装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転体のホーニング装置において、前記回転体のホーニングを実施しない部分を保護カバーで覆うようにしたことを特徴とする回転体のホーニング装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回転体のホーニング装置において、前記回転体のホーニングを実施しない部分が保護カバーで覆われた回転体全体をホーニング室に設置し、かつ前記回転体の下方に搬送機構を軸方向に配設して前記ホーニングノズルより噴射して落下した研掃材を前記搬送機構により前記ホーニング室外部の所定の箇所に搬送して、前記研掃材供給系に回収可能な構成としたことを特徴とする回転体のホーニング装置。
【請求項６】
回転体表面に付着した異物を高速噴射される流体中に混入させた研掃材により取除くホーニング方法において、前記回転体を回転させながら前記研掃材が噴射されるノズルとの距離を測定する工程と、前記回転体の表面の状況に応じた研掃量を予め入力する工程と、この入力された研掃量と前記測定された距離から予定研掃量を演算する工程と、この演算結果に基づいて、予め格納された前記流体圧力と前記研掃材の混入量との関係から、予定研掃量を得るための前記流体圧力を演算する工程と、前記流体圧力に基づいてホーニング作業を開始する工程と、ホーニング開始後に前記回転体を回転させながら前記研掃材が噴射されるノズルとの距離を再測定する工程と、この再測定の結果、予定研掃量が得られた場合にはホーニング作業を停止もしくは次の径方向位置の作業を行い、予定研掃量が得られなかった場合には前記再測定結果に基づいてホーニング作業を続行する判断工程とからなるホーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービンロータ等の回転体のホーニング作業に係り、ホーニング過程において回転体の表面を周方向に均一に研掃可能なホーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気タービンは、蒸気の熱エネルギーを運動エネルギーに変換して機械的出力を発生させる原動機である。この蒸気タービンは、ボイラよりタービンケーシング内に流入した高温・高圧の蒸気を、ケーシング内に設置されたノズルダイアフラムと回転軸に植込まれた動翼から構成される段落を複数段通過させることで高温、高圧の蒸気を膨張させて回転軸であるタービンロータを回転させ、その際タービンロータに接続された発電機を駆動して電力を得るようにしている。
【０００３】
タービンロータは、製造時ロータに動翼を植込み、および仕上げ加工後、最終段階においてロータ単体で使用回転数（通常毎分３０００回転又は３６００回転）の約１／１０の低速回転数で回転させたり、実機使用回転数で回転させたりしながらバランスを調整することで、実用運転時にアンバランスによる許容範囲を越える振動が発生しないように配慮されている。また、その後現地組立時においても高圧、中圧、低圧の複数本のロータを結合した状態でバランスをとった後に実用運転に入るようにしている。
【０００４】
また、ロータにアンバランスが生じた場合には、予め決められた規定の箇所にバランスウエイトを取付けて調整し、アンバランスによる振動量が規定値内に収まるように調整している。
【０００５】
このように回転体であるロータ全体をバランスさせることは、タービンを安定な状態で運転するための大前提であり、製造、組立工程において最も気を配る点である。
【０００６】
一方、経年使用したタービンロータは蒸気に晒されているため、ロータ表面に上流側のボイラより流入するスケールの付着、錆びおよび腐食性物質の堆積があり、修理や検査、特に非破壊検査をするにあたっては表面を滑らかにする必要がある。
【０００７】
従来、タービンロータの表面に付着しているスケール、錆びおよび腐食性物質等の異物を除去するため、ホーニング作業が行なわれている。このホーニング作業は、珪砂などの研掃材をタービンロータの表面に高圧の空気や水と一緒に吹付けて行われるが、その際、ロータ表面（ロータ材）も前記錆びなどの異物と同時に削られてしまう。
【０００８】
図１４は、従来のかかるホーニング作業を説明するための図である。
【０００９】
即ち、従来のホーニング作業は、図１４に示すようにロータ支持台５１に支持され、動翼５２が植込まれたタービンロータ５３に対し、作業者が研掃材タンク５４につながるホーニングノズル５５を手作業で移動させながら、研掃材をロータ表面に吹付けることで異物を除去するようにしている。
【００１０】
しかし、このようなホーニング作業では、ロータ表面に対して作業者の手の届く範囲に研掃材が多く吹付けられる傾向があり、また均一に研掃材が吹付けられたか否かの判断は作業者の視覚に頼っているため、ホーニング作業に多大の手間と時間がかかるという問題があった。
【００１１】
そこで、最近では劣悪な作業環境から作業者を開放し、作業時間を大幅に短縮可能な自動ホーニング装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１２】
この自動ホーニング装置は、被研掃物の表面に研掃材を吹付ける噴射ノズルをアームの先端に取付け、このアームをＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３次元方向に自動的に移動可能にし、且つ噴射ノズルを被研掃物の表面の凹凸に沿って移動させると共に、ノズル先端と被研掃物表面との距離が一定に保たれるように走査するものである。
【００１３】
【特許文献１】
特開平８−６６８６７号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この自動ホーニング装置では、単に噴射ノズルのノズル先端と被研掃物表面との距離が一定に保たれるように走査しているだけで、研掃材の吹き付け量については考慮されていないため、被研掃物が例えばタービンロータの場合、研掃材の吹付け量がロータの周方向にばらつきがあると、研掃材の吹付け量が多い場合は異物のみならずロータ表面の材料も除去されることで軽くなり、また研掃材の吹付け量が少ない場合は異物の一部が残存することで重たくなるため、ロータ全体的にアンバランスが生じる。
【００１５】
このようにホーニングによってタービンロータのような被研掃物にアンバランスが発生することは従来予期しておらず、ホーニング前にバランスがとれていたタービンロータがホーニング後にアンバランスを生じる結果となり、運転再開時に振動がホーニング前より増加するため、実用運転の妨げになるという問題が発生する。
【００１６】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、研掃材が回転体の表面に均一に吹付けられるように回転体表面の研削量の変化を見ながら、研掃材の吹出し量を調節して研削量が回転体の周方向に均一になるようにすることにより、回転体のホーニング後においてもバランスの取れた状態を確保することができるホーニング装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段により回転体のホーニング装置を構成する。
【００１８】
請求項１に対応する発明は、回転体の近傍に配設され且つ前記回転体を回転させながら研削が必要とされる部位の表面に向けて研掃材を噴射するホーニングノズルと、このホーニングノズルに接続されエアー等の流体と共に研掃材を供給する研掃材供給系と、この研掃材供給系に設けられ前記エアー等の流体の流量を調節する調節弁と、前記ホーニングノズルと異なる位置に配設され且つ研掃材により研削される回転体の表面までの距離を測定する距離測定器と、この距離測定器により測定された回転体の表面までの距離測定データを取り込んで研削目標距離に対する研削後の研削厚さを求めると共に、この研削厚さに必要な研掃材供給量に相当する流体圧力となるように前記調節弁を調節して、前記ホーニングノズルから噴射させる研掃量を制御するホーニング制御手段とを備えて、前記回転体の周方向の研削量が均一になるようにする。
【００１９】
請求項２に対応する発明は、回転体の回転軸と同心的に配設された軌道に沿って回動する回転支持体に支持され且つ前記回転体の研削が必要とされる部位の表面に向けて研掃材を噴射するホーニングノズルと、このホーニングノズルに接続されエアー等の流体と共に研掃材を供給する研掃材供給系と、この研掃材供給系に設けられ前記エアー等の流体の流量を調節する調節弁と、前記回転支持体の前記ホーニングノズルと異なる位置に支持され且つ研掃材により研削される回転体の表面までの距離を測定する距離測定器と、この距離測定器により測定された回転体の表面までの距離測定データを取り込んで研削目標距離に対する研削後の研削厚さを求めると共に、この研削厚さに必要な研掃材供給量に相当する流体圧力となるように前記調節弁を調節して、前記ホーニングノズルから噴射させる研掃量を制御するホーニング制御手段とを備えて、前記回転体の周方向の研削量が均一になるようにする。
【００２０】
請求項３に対応する発明は、請求項１又は請求項２に対応する発明の回転体のホーニング装置において、前記ホーニングノズルおよび距離計測器は、それぞれ移動機構に前記回転体の半径方向に移動可能に支持させて設けられ、かつ前記ホーニング制御手段により前記回転体の予定の半径位置で周方向のホーニングが均一になっていると判定されると前記各移動機構を駆動して前記ホーニングノズルおよび距離計測器を前記回転体の次の予定位置に移動させる駆動手段を備える。
【００２１】
請求項４に対応する発明は、請求項１乃至請求項のいずれかに対応する発明の回転体のホーニング装置において、前記回転体のホーニングを実施しない部分を保護カバーで覆う。
【００２２】
請求項５に対応する発明は、請求項１乃至請求項２のいずれかに対応する発明の回転体のホーニング装置において、前記回転体のホーニングを実施しない部分が保護カバーで覆われた回転体全体をホーニング室に設置し、かつ前記回転体の下方に搬送機構を軸方向に配設して前記ホーニングノズルより噴射して落下した研掃材を前記搬送機構により前記ホーニング室外部の所定の箇所に搬送して、前記研掃材供給系に回収可能な構成とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明による回転体のホーニング装置の第１の実施形態を示す構成図である。ここでは、回転体として蒸気タービンのタービンロータを一例にそのホーニング装置について説明する。
【００２５】
図１において、１はタービンロータで、このタービンロータ１は回転軸に動翼２が植設され、そのジャーナル部が図示しない架台に支持されている。
【００２６】
このようなタービンロータ１に対して、研削が必要とされる動翼２の蒸気通路部表面に向けて支持台３に支持棒３ａを介して取付けられたホーニングノズル４を設ける。このホーニングノズル４は、内部に珪砂、アルミナ、ガラスビーズなどの研掃材６が収容された研掃材タンク５および図示しないエアー供給源に配管７を介して接続され、研掃材タンク５より供給される研掃材をエアーの圧力により動翼２の蒸気通路部表面に向けて噴射するものである。また、研掃材タンク５の下流側の配管７には、エアー供給源からの圧縮空気の流入量を調節する調節弁８が設けられている。
【００２７】
一方、ホーニングノズル４とはタービンロータに対して１８０°異なる位置で、ロータ中心よりホーニングノズル４の位置と同じタービンロータ１の半径位置に向けて支持台９に支持棒９ａを介して取付けられたレーザ距離計測器１０を設ける。このレーザ距離計測器１０は、レーザにより計測位置から蒸気通路部表面（ホーニング表面）までの距離Ｌを計測するもので、その計測信号はホーニング量制御装置１１に入力される。なお、支持台３および支持台９は、図示しないホーニング装置本体架台に取付けられている。
【００２８】
このホーニング量制御装置１１は、レーザ距離計測器１０により計測された現状のタービンロータ１における周方向のホーニング表面までの距離Ｌを一旦メモリ１１ａに記憶し、予め周方向位置に応じて設定入力された研削目標距離ＬＦとメモリ１１ａに記憶された周方向の距離Ｌとの差から研削厚さΔＬを求める研削厚さ演算手段１１ｂと、この研削厚さ演算手段１１ｂにより求められた研削厚さΔＬをもとにタービンロータ１における動翼２の周方向のホーニング面に噴射すべき研掃材供給量を求め、ホーニングノズル４からの研掃材供給量とエアー圧力との図示しない変換テーブルを参照して必要研掃材供給量に該当するエアー圧力を決定してその出力信号により調節弁８の開度を制御する研掃材供給量決定手段１１ｃとを備えている。
【００２９】
次にこのように構成された回転体のホーニング装置の作用を図２に示すフローチャートにより述べる。
【００３０】
まず、ホーニングノズル４より研掃材を吹付ける前にタービンロータ１を回転させながらレーザ距離測定器１０により測定位置から現状のタービンロータ１における動翼２の周方向のホーニング表面までの距離Ｌを求め、これをホーニング量制御装置１１に入力する（Ｓ１）。
【００３１】
このホーニング量制御装置１１では、レーザ距離測定器９からの距離Ｌを一旦メモリ１１ａに記憶した後、研削厚さ演算手段１１ｂにより予め周方向位置に応じて設定入力された研削目標距離ＬＦとメモリ１１ａに記憶された周方向の距離Ｌとの差から研削厚さΔＬを求める（Ｓ２）。
【００３２】
この研削厚さ演算手段１１ｂにより研削厚さΔＬが求められると、研掃材供給量決定手段１１ｃにより研削厚さΔＬをもとにタービンロータ１における動翼２の周方向のホーニング表面に噴射すべき研掃材供給量を求め、図示しない研掃材供給量とエアー圧力との変換テーブルを参照して必要研掃材供給量に該当するエアー圧力を決定する（Ｓ３）。
【００３３】
そして、動翼２の周方向の研削面に対するエアー圧力を決定したか否かを判定し（Ｓ４）、すべてのエアー圧力が決定されるとホーニングを開始する。
【００３４】
ホーニングが開始されると、研掃材供給量決定手段１１ｃにより調節弁８の開度が制御され（Ｓ５）、図示しないエアー供給源より供給されるエアーが調節弁８の開度に応じたエアー圧力となってホーニングノズル４に向って流れる。このとき、研掃材タンク５内の研掃材６は、エアー圧力によって配管７内に吸い込まれ、ホーニングノズル４よりタービンロータ１の動翼２のホーニング表面に噴射される。
【００３５】
この研掃材６の噴射により研削された動翼のホーニング面は、１８０°異なる位置に達した時点でレーザ距離測定器１０により距離Ｌ１が測定され、再びホーニング量制御装置１１に入力され、前述同様に研削厚さ演算手段１１ｂにより研削目標距離ＬＦと研削後の測定距離Ｌ１との差ΔＬ１が０であるかを判定し（Ｓ６）、ΔＬ１が０でなければ研掃材供給量決定手段１１ｃにより次に必要な研掃材供給量を求め、この研掃材供給量からエアー圧力を決定して調節弁８の開度を制御して、動翼２のホーニング表面の研削が行われる。そして、レーザ距離測定器１０により計測された距離Ｌ１と研削目標距離ＬＦとの差ΔＬ１が０であると判定されると、調整弁８を閉じて一連のホーニング作業が終了する。
【００３６】
上記ホーニング量制御装置１１において、メモリに記憶されたエアーの供給条件と研削材供給量の各データを、実作業中のエアーの圧力と研削量の関係に基づいて補正することにより、より実際にあったホーニング量（研削量）の調整が可能である。
【００３７】
このように本発明の第１の実施形態では、タービンロータ１の被研掃面に向けて研掃材６を噴出させるホーニングノズル４を配置するとともに、このホーニングノズル４よりエアー供給源から調節弁８を通して供給されるエアーの圧力により研掃材６をタービンロータ１の動翼２の研削面に噴射させ、かつレーザ距離測定器１０により測定された研削面までの距離Ｌを測定してホーニング量制御装置１１に入力し、このホーニング量制御装置１１により研削目標距離ＬＦと測定された距離Ｌとの差から研削厚さΔＬを求め、この研削厚さΔＬをもとに変換テーブルを参照してエアー圧力を決定し、このエアー圧力となるように調節弁の開度を制御してホーニングノズル４より研掃材を噴射するようにしたものである。
【００３８】
従って、研掃材の噴射量を調節してタービンロータ１の動翼２のホーニングを周方向に均一に行うことが可能となるので、タービンロータ１のホーニング後においてもバランスの取れた状態を確保することができ、ホーニング後においても運転に与える悪影響をなくすことができる。
【００３９】
図３は本発明によるホーニング装置の第２の実施形態を示す構成図で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【００４０】
第２の実施形態では、図３に示すようにホーニングノズル４および距離計測器１０をタービンロータ１の半径方向に移動させる移動機構１２ｂ，１２ｂに支持させる構成とし、かつホーニング量制御装置１１に研削厚さ演算手段１１ｂにより求められた研削厚さΔＬが０になり、ホーニング判定手段１１ｄによりあるロータの半径位置Ｒ１で周方向に均一になっていると判定されるとホーニング量制御装置１１より出力される駆動指令を駆動装置１２に与えて移動機構１２ａ，１２ｂを駆動し、ホーニングノズル４および距離計測器１０をタービンロータ１の次の被研削位置に移動させてホーニングを連続して実施可能にしたものである。
【００４１】
上記移動機構１２ａ，１２ｂとしては、図示しないモータにより回転するボールネジ機構３ｂ，９ｂが用いられ、またホーニングノズル４およびレーザ距離計測器１０にネジ穴を有する保持部を設け、この保持部のネジ穴をネジ棒に螺合させてホーニングノズル４およびレーザ距離計測器１０をロータの半径方向に移動可能な構成としてある。
【００４２】
次にこのように構成された回転体のホーニング装置の作用を図４に示すフローチャートにより述べる。
【００４３】
いま、タービンロータ１の動翼２に対して、ホーニングノズル４及びレーザ距離測定器１０が移動機構１２ａ，１２ｂによりそれぞれ予定の領域に対応する位置に移動させた状態にあるものとする。
【００４４】
この状態で、まずホーニングを開始する前にタービンロータ１を回転させながらレーザ距離測定器１０により測定位置から現状のタービンロータ１における動翼２の周方向のホーニング表面までの距離Ｌを求め、これをホーニング量制御装置１１に入力する（Ｓ１）。
【００４５】
このホーニング量制御装置１１では、レーザ距離測定器１０からの距離Ｌを一旦メモリ１１ａに記憶した後、研削厚さ演算手段１１ｂにより予め周方向位置に応じて設定入力された研削目標距離ＬＦとメモリ１１ａに記憶された周方向の距離Ｌとの差から研削厚さΔＬを求める（Ｓ２）。
【００４６】
この研削厚さ演算手段１１ｂにより研削厚さΔＬが求められると、研掃材供給量決定手段１１ｃにより研削厚さΔＬをもとにタービンロータ１における動翼２の周方向のホーニング表面に噴射すべき研掃材供給量を求め、図示しない研掃材供給量とエアー圧力との変換テーブルを参照して必要研掃材供給量に該当するエアー圧力を決定する（Ｓ３）。
【００４７】
そして、動翼２の周方向の研削面に対するエアー圧力を決定したか否かを判定し（Ｓ４）、すべてのエアー圧力が決定されるとホーニングを開始する。
【００４８】
ホーニングが開始されると、研掃材供給量決定手段１１ｃにより調節弁８の開度が制御され（Ｓ５）、図示しないエアー供給源より供給されるエアーが調節弁８の開度に応じたエアー圧力となってホーニングノズル４に向って流れる。このとき、研掃材タンク５内の研掃材６は、エアー圧力によって配管７内に吸い込まれ、ホーニングノズル４よりタービンロータ１の動翼２のホーニング表面に噴射される。
【００４９】
この研掃材６の噴射により研削された動翼のホーニング面は、１８０°異なる位置に達した時点でレーザ距離測定器１０により距離Ｌ１が測定され、再びホーニング量制御装置１１に入力され、前述同様に研削厚さ演算手段１１ｂにより研削目標距離ＬＦと研削後の測定距離Ｌ１との差ΔＬが０であるかを判定し（Ｓ６）、ΔＬが０でなければ研掃材供給量決定手段１１ｃにより次に必要な研掃材供給量を求め、この研掃材供給量からエアー圧力を決定して調節弁８の開度を制御し、動翼２のホーニング表面の研削が行われる。
【００５０】
そして、レーザ距離測定器１０により計測された距離Ｌと研削目標距離ＬＦとの差ΔＬが０であると判定されると、調整弁８を閉じてホーニングを一時停止した後、タービンロータ１の動翼２に対して全ての領域のホーニングが完了したか否かを判定し（Ｓ７）、全てのホーニングを完了していなければ、駆動装置１２に駆動指令を与えて（Ｓ８）移動機構１２ａ，１２ｂを動作させ、ホーニングノズル４及びレーザ距離計測器１０をそれぞれ動翼２の次の領域のホーニング表面に対向する位置に向けて移動させる。
【００５１】
その後、ホーニングノズル４及びレーザ距離計測器１０が次の領域の予定位置に移動したことを判定すると（Ｓ９）、前述したＳ１〜Ｓ６までの処理が順次行われ、動翼２のホーニング表面のホーニングが行われる。
【００５２】
このような処理が繰返し行われ、全ての領域のホーニングが完了したと判定されると（Ｓ７）、調節弁８を閉じて一連のホーニングが終了する。
【００５３】
図５は、タービンロータ表面（研掃面）近傍をタービンロータ周方向に展開した図を示したもので、これを用いて第２の実施形態の作用、特にＳ１，Ｓ２についてより詳細に説明する。
【００５４】
図中、横軸８１は周方向の位置（角度）を示し、縦軸８２は表面の状態、すなわち正方向がスケール、錆びの付着を示し負方向が腐食などによる減肉を示している。
【００５５】
そして、ゼロ位置（すなわち横軸そのもの）は、タービンロータ新製時の表面状態を示すもので、周方向のどの位置においてもスケール等の付着も減肉が全くないことを示している。
【００５６】
一方、曲線８３は、ホーニング作業開始前の表面状態を示したもので、正側にある部分（左斜線部）はスケールが付着した部分を、負側にある部分（右斜線部）は減肉部分を示している。
【００５７】
ホーニング作業開始前に、タービンロータ１を回転させてレーザ距離測定器１０でタービンロータ１の表面とレーザ距離測定器１０（すなわち、ホーニングノズル４先端部）からの距離を求める工程（Ｓ１）は、図５における曲線８３の横軸（タービンロータ周方向）に対する分布を見るための作業である。具体的には、図中、矢印８５の位置ではスケールが付着した状態であり、ノズルからの距離がＬ（θ３）、矢印８６の位置ではスケールが付着した状態であり、ノズルからの距離がＬ（θ２）、矢印８７の位置では減肉した状態であり、ノズルからの距離がＬ（θ１）、となっている。すなわち、各回転位置により表面状態が異なるため、これらのノズルからの距離を回転角度の関数Ｌ（θ）としてホーニング量制御装置１１に格納する作業がＳ１である。
【００５８】
次に、各周方向位置でのスケールや減肉がなくなる最低限の研掃量を、実際の表面の観察による目視や運転実績などからの経験値から算出し、その値をＬＦとする。これが図中矢印９０である。そして、この矢印９０と例えば矢印８６，８７との差である矢印８８，８９が、この位置における今回のホーニング作業での研掃すべき量ΔＬ（θ２）量、ΔＬ（θ１）となる。そして、このΔＬをタービンロータの周方向の分布値ΔＬ（θ）として求める工程がＳ２である。
【００５９】
そして、タービンロータ１の周方向に対して、研掃量の分布ΔＬ（θ）に従って、ノズルから噴出させる研掃材とエア圧力の強度を変えるようにし、前記ＬＦの値以上の研掃量にならないようにしたものである。
【００６０】
これらの作業が完了することにより、タービンロータ１表面は図５中の８４の位置になり、全く周方向にアンバランスのない表面となるのである。
【００６１】
このように本発明の第２の実施形態によれば、ホーニングがロータのある半径位置Ｒ１で周方向に均一の施工が完了した時点で駆動装置１２に駆動指令を与えて移動機構１２ａ，１２ｂをそれぞれ駆動し、ボールネジ機構３ｂ，９ｂを回転させてホーニングノズル４および距離計測器１０をホーニングされていない範囲の半径方向に移動させるようにしたので、タービンロータ１の動翼２の蒸気通路部全面に対して周方向に均一にホーニングを行うことができる。
【００６２】
図６は本発明によるホーニング装置の第３の実施形態を示す構成図で、図１または図３と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【００６３】
第３の実施形態では、図６に示すようにホーニングノズル４より噴射した研掃材６がタービンロータ１の蒸気通路部となる動翼２に衝突した後、研掃材とともに異物がホーニング施工してはならない支持台１３により支持されたジャーナル側の回転部に飛散するため、このジャーナル側の回転部分にアルミニウムなどの金属製の保護カバー１４で覆うようにしたものである。
【００６４】
この場合、運転時、軸受によって支持されるジャーナル部はわずかな傷も健全な軸受油膜形式に支障を生じるため、異物が侵入してもジャーナル側に食い込むことのない柔らかい材質（木材、ビニール、ゴムまたは布など）からなるジャーナル保護部材１５を巻き付け、その外周面を保護カバー１４で覆う。
【００６５】
このような構成のホーニング装置とすれば、図１または図３と同様の作用効果に加えて、誤って研掃材６がジャーナル側の回転部分に衝突しても、タービンロータ１が局部的に削れることがなくなるので、タービンロータ１にアンバランスが生じることはない。また、ホーニング作業における研掃作業によりジャーナル部損傷の可能性がなくなり、タービンロータ１の健全性を維持することができる。
【００６６】
図７は本発明によるホーニング装置の第４の実施形態を示す構成図で、図３と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【００６７】
第４の実施形態では、図７に示すようにジャーナル部が支持台１３に支持され、ジャーナル部を含む回転軸部が保護部材１５および保護カバー１４で覆われたタービンロータ全体を床面がグレーチング１６で構成されたホーニング室１７に設置し、かつタービンロータ１の真下の床下にベルトコンベア１８を軸方向に配設してホーニングノズル４より噴射した研掃材６を床面のグレーチング１６を通してベルトコンベア上１８に落下させて堆積させ、これをホーニング室１７外部の所定の箇所に搬送して、研掃材タンク５に回収可能な構成としたものである。
【００６８】
このような構成とすれば、ホーニング室１７内でタービンロータ１のホーニングのため、ホーニングノズル４より噴射した研掃材６が床面に落下しても、この研掃材６はグレーチング１６を通してベルトコンベア１８上に堆積し、ホーニング室１７外部の所定の箇所に搬送されて研掃材タンク５に回収されるので、タービンロータ１のホーニング作業を連続的に行うことができる。
【００６９】
図８は本発明によるホーニング装置の第５の実施形態を示す構成図、図９は図８のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【００７０】
第５の実施形態では、図８及び図９に示すようにタービンロータ１のホーニングを必要とする動翼２近傍の回転軸の周面に一対の半円筒状の軌道１９を円筒状になるように突合せ、この軌道１９を軸周面に立てられた複数本の調節ネジ２０により回転軸と同心位置に位置決めすると共に、その突合せ端に有するフランジ部間を水平方向に挿入された組立ボルト２１により締結して組立てる。
【００７１】
また、この軌道１９の外側には複数個の回転ローラ２２を備えた一対の半円筒状の回転支持台２３を円筒状になるように突合せ、その突合せ端に有するフランジ間を水平方向に挿入された組立ボルト２４により締結して組立てる。
【００７２】
この回転支持台２３は、駆動モータ２５により軌道１９上を転動する回転ローラ２２を介して回転軸の周方向に回動するもので、その外周面上には２本の支持棒２６ａ，２７ａが１８０°異なる対象位置にそれぞれ半径方向に向けて取付けられ、一方の支持棒２６ａにはホーニングノズル４が、他方の支持棒２７ａにはレーザ距離測定器１０が同じ半径位置Ｒで、動翼２のホーニング表面に向けてそれぞれ取付けらる以外は図１に示す構成と同様である。
【００７３】
このような構成の回転体のホーニング装置において、ホーニングノズル４より研掃材を吹付ける前に駆動モータ２５によりローラ２２を回転させて回転支持台２３を軌道１９に沿って回動させながら、レーザ距離測定器１０により測定位置から現状のタービンロータ１における動翼２の周方向のホーニング表面までの距離Ｌを計測してホーニング量制御装置１１に入力し、また、ホーニングが開始時にも回転支持台２３を軌道１９に沿って回動させながら、ホーニングノズル４より動翼２のホーニング表面に研掃材を噴射し、レーザ距離測定器１０により研削後の距離Ｌ１を測定してホーニング量制御装置１１に入力する以外は第１の実施形態の作用と全く同様である。
【００７４】
この場合、ホーニングノズル４の回動は、研掃材を供給するホース４ａの長さによって制約を受けるが、ホース４ａが絡まって回動ができなくならないように回動方向を交互に切替えながら行われる。
【００７５】
このような構成とすれば、ホーニングが動翼２の周方向に均一に行うことが可能となるので、タービンロータの初期状態のバランスを崩すことなく運転に与える悪影響を排除することができる。また、タービンロータの回転させる必要がないため、ロータを停止して行なわれる作業も並行して行うことができる。
【００７６】
図１０は本発明によるホーニング装置の第６の実施形態を示す構成図、図１１は図１０のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図であり、図３と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【００７７】
第６の実施形態では、図１０及び図１１に示すようにタービンロータ１のホーニングを必要とする動翼２近傍の回転軸の周面に一対の半円筒状の軌道１９を円筒状になるように突合せ、この軌道１９を軸周面に立てられた複数本の調節ネジ２０により回転軸と同心位置に位置決めすると共に、その突合せ端に有するフランジ部間を水平方向に挿入された組立ボルト２１により締結して組立てる。
【００７８】
また、この軌道１９の外側には複数個の回転ローラ２２を備えた一対の半円筒状の回転支持台２３を円筒状になるように突合せ、その突合せ端に有するフランジ間を水平方向に挿入された組立ボルト２４により締結して組立てる。
【００７９】
この回転支持台２３は、駆動モータ２５により軌道１９上を転動する回転ローラ２２を介して回転軸の周方向に回動するもので、その外周面上には２本のネジ棒２６ｂ，２７ｂが１８０°異なる対象位置にそれぞれ半径方向に向けて回転自在に支持され、一方のネジ棒２６ｂにはホーニングノズル４が、他方のネジ棒２７ｂにはレーザ距離測定器９が半径方向に移動可能に、且つ同じ半径位置Ｒで動翼２のホーニング表面に向けてそれぞれ取付けられる以外は図３に示す構成と同様である。
【００８０】
このような構成とすれば、ホーニングがロータのある半径位置Ｒ１で周方向に均一の施工が完了した時点で駆動装置１２によりネジ棒２６ｂ，２７ｂを回転させ、ホーニングノズル４および距離計測器１０をホーニングされていない範囲の半径方向に移動させることにより、タービンロータ１の動翼２の蒸気通路部全面に対して周方向に均一にホーニングを行うことができる。また、タービンロータを回転させる必要がないため、ロータを停止して行なわれる作業も並行して行うことができる。
【００８１】
図１２は本発明によるホーニング装置の第７の実施形態を示す構成図で、図８または図１０と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【００８２】
第７の実施形態では、図１２に示すようにホーニングノズル４より噴射した研掃材６がタービンロータ１の蒸気通路部となる動翼２に衝突した後、研掃材とともに異物がホーニング施工してはならない支持台１３により支持されたジャーナル側の回転部に飛散するため、このジャーナル側の回転部分にアルミニウムなどの金属製の保護カバー１４で覆うようにしたものである。
【００８３】
この場合、運転時、軸受によって支持されるジャーナル部はわずかな傷も健全な軸受油膜形式に支障を生じるため、異物が侵入してもジャーナル側に食い込むことのない柔らかい材質（木材、ビニール、ゴムまたは布など）からなるジャーナル保護部材１５を巻き付け、その外周面を保護カバー１４で覆う。
【００８４】
このような構成のホーニング装置とすれば、図８または図１０と同様の作用効果に加えて、誤って研掃材６がジャーナル側の回転部分に衝突しても、タービンロータ１が局部的に削れることがなくなるので、タービンロータ１にアンバランスが生じることはない。また、ホーニング作業における研掃作業によりジャーナル部の損傷の可能性がなくなり、タービンロータ１の健全性を維持することができる。
【００８５】
図１３は本発明によるホーニング装置の第８の実施形態を示す構成図で、図１０と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点について述べる。
【００８６】
第８の実施形態では、図１３に示すようにジャーナル部が支持台１３に支持され、ジャーナル部を含む回転軸部が保護部材１５および保護カバー１４で覆われたタービンロータ全体を床面がグレーチング１６で構成されたホーニング室１７に設置し、かつタービンロータ１の真下の床下にベルトコンベア１８を軸方向に配設してホーニングノズル４より噴射した研掃材６を床面のグレーチング１６を通してベルトコンベア上１８に落下させて堆積させ、これをホーニング室１７外部の所定の箇所に搬送して、研掃材タンク５に回収可能な構成としたものである。
【００８７】
このような構成とすれば、図１０と同様の作用効果に加えて、ホーニング室１７内でタービンロータ１のホーニングのため、ホーニングノズル４より噴射した研掃材６が床面に落下しても、この研掃材６はグレーチング１６を通してベルトコンベア１８上に堆積し、ホーニング室１７外部の所定の箇所に搬送されて研掃材タンク５に回収されるので、タービンロータ１のホーニング作業を連続的に行うことができる。
【００８８】
なお、前述した各実施形態では、タービンロータ１の動翼をホーニングする場合について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、タービンロータ以外の回転体のホーニングにも同様に適用実施できるものである。
【００８９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、研掃材が回転体の表面に均一に吹付けられるように回転体表面の研削量の変化を見ながら、研掃材の吹出し量を調節して研削量が回転体の周方向に均一になるようにしたので、回転体のホーニング後においてもバランスの取れた状態を確保することができるホーニング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる回転体のホーニング装置の第１の実施形態を示す構成図。
【図２】同実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図３】本発明によるホーニング装置の第２の実施形態を示す構成図。
【図４】同実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図５】同実施形態の作用わ説明するためのタービンロータ周方向とスケール等の付着分布との関係を示す模式図。
【図６】本発明によるホーニング装置の第３の実施形態を示す構成図。
【図７】本発明によるホーニング装置の第４の実施形態を示す構成図。
【図８】本発明によるホーニング装置の第５の実施形態を示す構成図。
【図９】図８のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図。
【図１０】本発明によるホーニング装置の第６の実施形態を示す構成図。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図。
【図１２】本発明によるホーニング装置の第７の実施形態を示す構成図。
【図１３】本発明によるホーニング装置の第８の実施形態を示す構成図。
【図１４】従来のタービンロータのホーニング作業を説明するための図。
【符号の説明】
１…タービンロータ
２…動翼
３…支持台
３ａ…支持棒
４…ホーニングノズル
５…研掃材タンク
６…研掃材
７…配管
８…調節弁
９…レーザ距離計測器
１０…レーザ距離計測器
１１…ホーニング制御装置
１１ａ…メモリ
１１ｂ…研削厚さ演算手
１１ｃ…研掃材供給量決定手段
１１ｄ…ホーニング判定手段
１２…駆動装置
１２ａ，１２…移動機構
１３…支持台
１４…保護カバー
１５…ジャーナル保護部材
１６…グレーチング
１７…ホーニング室
１８…ベルトコンベア
１９…軌道
２０…調節ネジ
２１，２４…組立ボルト
２２…回転ローラ
２３…回転支持台
２５…駆動モータ
２６ａ，２７ａ…支持棒
２６ｂ，２７ｂ…ネジ棒
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005034936.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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