JP4878175B2

JP4878175B2 - Balance inspection device

Info

Publication number: JP4878175B2
Application number: JP2006048861A
Authority: JP
Inventors: 大地倉本; 雅仁渡辺; 治三宅; 英朗堂薗
Original assignee: Nakashima Propeller Co Ltd; JFE Mechanical Co Ltd
Current assignee: Nakashima Propeller Co Ltd; JFE Denki Corp
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-02-24
Also published as: JP2007225510A

Description

本発明は、プロペラやファンなどの翼体を備えた回転体の静的バランスを検査するバランス検査方法及びバランス検査装置に関する。特に、大型な回転体や質量が重い回転体に有効な技術である。 The present invention relates to a balance inspection method and a balance inspection apparatus for inspecting a static balance of a rotating body including a wing body such as a propeller and a fan. In particular, this technique is effective for a large rotating body and a rotating body having a heavy mass.

プロペラの静的バランス検査方法としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この検査方法は、平行な一対の水平レールに案内支持させるように、プロペラを起立させ回転軸を取り付けてから、一方のプロペラの羽根部に重錘を着けて少し回転させ同プロペラの羽根部先端の低下する方向への回転を始めるのに必要な最小の第１モーメントを検出すると共に、他方のプロペの羽根部に重錘を着けて少し逆回転させ同プロペラの羽根部先端の低下する方向への回転を始めるのに必要な最小の第２モーメントを検出し、その検出した第１及び第２モーメントからアンバランス量を計測するものである。 As a propeller static balance inspection method, for example, there is a technique described in Patent Document 1. In this inspection method, the propeller is erected so that it is guided and supported by a pair of parallel horizontal rails, and then a rotating shaft is attached. The minimum first moment required to start the rotation in the direction in which the propeller is lowered is detected, and a weight is attached to the blade portion of the other propeller to slightly reversely rotate, so that the tip of the blade portion of the propeller is lowered. The minimum second moment required to start the rotation of is detected, and the unbalance amount is measured from the detected first and second moments.

また、動的バランス検査方法としては、例えば特許文献２，３に記載の技術がある。この検査方法は、検査する回転体を回転中心で回転自在、揺動自在に支持できるように静圧球面軸受を配して、上記検査する回転体の回転駆動時の荷重変動を計測してアンバランス量を計測するものである。
特開平２−２３２５４２号公報特開昭６２−２２６０３２号公報特開昭６２−３４０２９号公報 Moreover, as a dynamic balance inspection method, there are techniques described in Patent Documents 2 and 3, for example. In this inspection method, a hydrostatic spherical bearing is arranged so that the rotating body to be inspected can be rotatably and swingably supported at the center of rotation, and the load fluctuation at the time of rotational driving of the rotating body to be inspected is measured and unloaded. It measures the amount of balance.
JP-A-2-232542 JP-A-62-226032 JP-A-62-34029

しかし、上記従来技術である特許文献１では、プロペラを起立した姿勢で吊り上げて、一対のレール間に転動可能に設置する必要があるが、この作業は時間が掛かって作業性が悪い。
また、プロペラをレールに沿って回転可能な不安定な状態としてのバランス検査となり、また、設置した後も重錘を何度も着け替える作業が発生すると共に、重錘を付ける度に回動変位させる必要があることから時間も掛かる。すなわち、従来のバランス検査方法にあっては、少しずつ回転させながら周方向に沿ったバランス状態を順次、検査する必要があり、手間と時間が掛かる。 However, in Patent Document 1, which is the above-described prior art, it is necessary to lift the propeller upright and install it so that it can roll between a pair of rails. However, this work takes time and the workability is poor.
In addition, the balance is inspected as an unstable state in which the propeller can be rotated along the rails. Also, after the installation, the work of changing the weight occurs many times, and the displacement is rotated each time the weight is attached. It takes time because it needs to be made. That is, in the conventional balance inspection method, it is necessary to sequentially inspect the balance state along the circumferential direction while rotating little by little, which takes time and effort.

また、特許文献２，３では検査する回転体を回転しつつ、その回転時に計測される荷重変動からバランス検査が行われるため、検査する回転体の回転中心に対する芯出し精度がバランス検査精度に大きな影響を与える。
以上のような課題は、バランス検査を行うプロペラ等の回転体が大型化かつ重くなるほど顕著なものとなる。
本発明は、このような点に着目してなされたもので、プロペラその他の回転体を安定した状態でバランス検査を行えること課題としている。 Further, in Patent Documents 2 and 3, since the balance inspection is performed from the load fluctuation measured at the time of rotating the rotating body to be inspected, the centering accuracy with respect to the rotation center of the rotating body to be inspected is large in the balance inspection accuracy. Influence.
The above problems become more prominent as a rotating body such as a propeller that performs balance inspection becomes larger and heavier.
The present invention has been made paying attention to such points, and it is an object to be able to perform a balance inspection in a stable state of a propeller and other rotating bodies.

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、回転体の静的バランスを検査するバランス検査装置であって、中心軸を鉛直方向に向けた水平姿勢にして上記回転体を載置する支持架台と、支持架台を昇降させるものであって支持架台への回転体の載置時に支持架台を上昇させる昇降手段と、支持架台に載置された上記回転体の中心軸位置で揺動可能に当該支持架台を下側から球面軸受で支持する軸支部と、上記球面軸受の軸受面間に潤滑剤を圧入して上記支持架台を浮上支持状態とする浮上手段と、上記回転体を載せた支持架台の傾き状態若しくは荷重バランスに基づき上記回転体のアンバランス量を検出するアンバランス量検出手段と、上記回転体の軸芯から径方向に沿って延びるように配置したボールねじ、及びそのボールねじに案内されるスライダ、及びそのスライダに取り付けられて上記回転体までの距離を測定するレーザ変位計、及び上記ボールねじに沿って配置されて上記スライダと共に移動して上記レーザ変位計の移動量を計測するリアルスケールを備えてなり、前記球面軸受の揺動中心位置を中心にした仮想の円に沿って等間隔に３台設けられた軸芯位置測定装置とを備えることを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 of the present invention is a balance inspection device for inspecting a static balance of a rotating body, wherein the central axis is set in a horizontal posture in a vertical direction. A support frame on which the rotating body is mounted; lifting means for moving the support frame up and down, and lifting the support frame when the rotating body is mounted on the support frame; and the center of the rotating body mounted on the support frame A shaft support part that supports the support frame with a spherical bearing from the lower side so as to be swingable at an axial position, and a levitation means that presses a lubricant between the bearing surfaces of the spherical bearing to bring the support frame into a floating support state; An unbalance amount detecting means for detecting an unbalance amount of the rotating body based on an inclination state or a load balance of the support frame on which the rotating body is placed, and an extending portion extending in the radial direction from the axial center of the rotating body. Ball screw and screw A slider guided by a ball screw, a laser displacement meter attached to the slider to measure the distance to the rotating body, and a laser displacement meter disposed along the ball screw and moving together with the slider It comprises a real scale for measuring the amount, and comprises three axial center position measuring devices provided at equal intervals along a virtual circle centered on the swing center position of the spherical bearing. Is.

次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、支持架台に載置された回転体の中心軸と、球面軸受の揺動中心位置との平面視における偏心量を測定する測定手段を設け、上記アンバランス量検出手段は、該測定手段が測定した偏心量に基づきアンバランス量を補正することを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記支持架台の載置面が水平若しくは略水平になるように、支持架台に下から当接して当該支持架台を支持する複数のサポート部と、球面軸受の外周側に位置して上記回転体を載置した支持架台の複数位置での荷重を検出する複数の荷重検出手段とを備え、
上記アンバランス量検出手段は、上記複数の荷重検出手段の検出値に基づきアンバランス量を検出することを特徴とするものである。 Next, the invention described in claim 2 is the amount of eccentricity in plan view of the center axis of the rotating body placed on the support frame and the swinging center position of the spherical bearing with respect to the configuration described in claim 1. The unbalance amount detecting means corrects the unbalance amount based on the eccentricity measured by the measuring means.
Next, the invention described in claim 3 is configured to contact the support frame from below so that the mounting surface of the support frame is horizontal or substantially horizontal with respect to the configuration described in claim 1 or claim 2. A plurality of support portions for supporting the support frame, and a plurality of load detection means for detecting loads at a plurality of positions of the support frame on the outer peripheral side of the spherical bearing on which the rotating body is placed,
The unbalance amount detecting means detects an unbalance amount based on detection values of the plurality of load detecting means.

次に、請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した構成に対し、上記荷重検出手段は、上記サポート部に設けられていることを特徴とするものである。
次に、請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した構成に対し、上記球面軸受の軸受面間に形成する潤滑剤の膜厚を所定範囲に制御することを特徴とするものである。
次に、請求項６に記載した発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載した構成に対し、前記回転体は、放射状に配置された翼体を備え且つ中心軸周りに回転する回転体であることを特徴とするものである。 Next, the invention described in claim 4 is characterized in that, in the configuration described in claim 3 , the load detecting means is provided in the support portion.
Next, the invention described in claim 5, to the configuration described in any one of claims 1 to 4, the film thickness of the lubricant to be formed between the bearing surfaces of the spherical bearing in a predetermined range It is characterized by controlling.
Next, the invention described in claim 6, to configuration described in any one of claims 1 to 5, wherein the rotating body is a and the center axis around with the blade body disposed radially It is a rotating body that rotates.

請求項１に係る発明によれば、球面軸受の中心位置で揺動自在に支持し、且つ潤滑剤で浮上させることで、軸受面間の静止摩擦をゼロに近づけることができる結果、回転体を静的な状態での傾き状態や該傾きに対応する周方向に沿った荷重偏差状態に基づいて、アンバランス量を検出することができる。これによって、従来と比較して検査対象物の質量に制限が無くなり、超大型品であっても検査が可能となる。
また、検査対象物が大型化するほど、球面軸受の軸心（支持位置）と検査対象物の中心軸とを一致させることが困難となるが、請求項２に係る発明によれば、その偏差量を検出し、検出した偏差量で上記アンバランス量を補正する結果、検査対象物が大きくなっても精度良くアンバランス量を測定することができる。 According to the first aspect of the present invention, the static friction between the bearing surfaces can be brought close to zero by supporting the spherical bearing in a swingable manner at the center position and floating with a lubricant. The unbalance amount can be detected on the basis of the static inclination state and the load deviation state along the circumferential direction corresponding to the inclination. As a result, the mass of the object to be inspected is not limited as compared with the conventional case, and even a very large product can be inspected.
Further, as the test object is large, the axis of the spherical bearing (supporting position) and it becomes difficult to match the central axis of the test object, the invention according to claim 2, the deviation As a result of detecting the amount and correcting the unbalance amount with the detected deviation amount, the unbalance amount can be accurately measured even when the inspection object becomes large.

次に、請求項３に係る発明によれば、外周の複数点（径方向に並ばない３点以上）での荷重を検出することで、その複数の荷重間の関係から、サポート部が無い場合における中心軸（軸受の揺動中心）を中心とした上下方向への傾き具合が測定される結果、アンバランス量を測定することが可能となる。なお、サポート部が無い場合には、上下方向の傾きの変動が収まるまで待つ必要があるが、本願発明ではそのようなことが不要となるか短縮することができる。なお、各サポート部は多少上下方向に伸縮可能となっていても良い。 Next, according to the invention according to claim 3 , when there is no support portion from the relationship between the plurality of loads by detecting loads at a plurality of points on the outer periphery (three or more points not aligned in the radial direction). As a result of measuring the inclination in the vertical direction around the center axis (the center of swinging of the bearing), the amount of unbalance can be measured. In the case where there is no support portion, it is necessary to wait until the fluctuation in the vertical inclination is settled. However, in the present invention, this is unnecessary or can be shortened. Each support portion may be slightly extendable in the vertical direction.

次に、請求項４に記載した発明によれば、個別の荷重検出手段を支持する部材が不要となる。
次に、請求項５に記載した発明によれば、膜厚制御をすることで、安定して浮上させた状態にすることができる。
次に、請求項６に記載した発明によれば、軸受面間が離れるように支持架台を浮かすことが可能となり、浮かした状態で回転体を載置することで当該回転体を載置する際の衝撃を軸受面に入力することが回避されて、球面軸受の寿命劣化を抑えることができる。 Next, according to the fourth aspect of the present invention, a member for supporting individual load detecting means is not required.
Next, according to the fifth aspect of the present invention, the film can be stably floated by controlling the film thickness.
Next, according to the invention described in claim 6 , it is possible to float the support frame so that the bearing surfaces are separated from each other, and when placing the rotating body by placing the rotating body in the floated state, Is prevented from being input to the bearing surface, and the deterioration of the life of the spherical bearing can be suppressed.

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態におけるバランス検査装置を示す概要構成図である。
本実施形態のバランス検査装置は、図１に示すように、基台１と、その基台１の上方に位置し支持架台を構成する積載テーブル２と、基台１の中央部に上記積載テーブル２の中央部を揺動自在に支持する軸心部５とを備える。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a balance inspection apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the balance inspection apparatus according to the present embodiment includes a base 1, a stacking table 2 that is positioned above the base 1 and forms a support base, and the stacking table at the center of the base 1. 2 and an axial center portion 5 that swingably supports the central portion.

まず、上記軸心部５の構成を説明すると、図２に示すように、基台１の中央部から上方に突出する短柱部３の上端面に、半球形状の凹面からなる球面座６（軸受本体）が形成されると共に、積載テーブル２の中央に取り付けられて下方に突出し先端部に上記球面座６に嵌め込まれる球体４（ジャーナル）を備え、その球面座６及び球体４から球面軸受が形成されている。上記凹面状の球面座６の表面には、下側部分（球面座６で仮想される球面の中心よりも下方位置）に同心帯状の溝部６ａが形成されている。この溝部６ａによって、嵌め込まれた球体４と球面座６との間に、軸心に対して同心帯状の隙間が形成される。また溝部６ａには、短柱部３に開設された潤滑油供給路７の一端が開口している。その潤滑油供給路７の他端部は、弁及び油圧ポンプや油圧回路を備えた潤滑油供給装置８に連通し、該潤滑油供給装置８を駆動することで、上記溝部６ａに潤滑油が圧送される。符号９はエア抜きバルブで、球面座６の球体４を嵌め込む際の空気を逃がすものである。また、上記帯状の溝部６ａにおける上端縁部には周方向に沿って無端状に延びるように配置されたＯリングからなるシールリング１０Ａが設けられ、溝部６ａと球体４との間に供給された潤滑油が、溝部６ａよりも上側に漏れることを防止することで安定した膜厚形成を可能にしている。また、上記溝部６ａの上端縁部さらに上部にも漏れ防止のためのシールリング１０Ｂを設けてある。 First, the configuration of the shaft center portion 5 will be described. As shown in FIG. 2, a spherical seat 6 (having a hemispherical concave surface on the upper end surface of the short column portion 3 protruding upward from the center portion of the base 1. A spherical body 4 (journal) that is attached to the center of the loading table 2 and protrudes downward and is fitted into the spherical seat 6 at the tip, and a spherical bearing is formed from the spherical seat 6 and the spherical body 4. Is formed. On the surface of the concave spherical seat 6, a concentric groove 6a is formed in a lower portion (a position below the center of the spherical surface imagined by the spherical seat 6). Due to the groove 6a, a concentric band-shaped gap is formed between the fitted spherical body 4 and the spherical seat 6 with respect to the axial center. Further, one end of a lubricating oil supply path 7 established in the short column portion 3 is opened in the groove portion 6a. The other end portion of the lubricating oil supply path 7 communicates with a lubricating oil supply device 8 having a valve, a hydraulic pump and a hydraulic circuit, and the lubricating oil supply device 8 is driven so that the lubricating oil is supplied to the groove 6a. Pumped. Reference numeral 9 denotes an air vent valve for releasing air when the spherical body 4 of the spherical seat 6 is fitted. Further, a seal ring 10A composed of an O-ring arranged so as to extend endlessly along the circumferential direction is provided at the upper end edge of the belt-like groove 6a, and is supplied between the groove 6a and the sphere 4. By preventing the lubricating oil from leaking above the groove 6a, a stable film thickness can be formed. Further, a seal ring 10B for preventing leakage is also provided at the upper edge of the groove 6a and further above.

上記積載テーブル２は、図３に示すように、その上面にプロペラ１１を載置する平坦な載置面２ａを備える。
ここで、本実施形態の回転体の例は、プロペラ１１であって、図４に示すように、プロペラ軸を嵌め込む貫通穴を中央部に形成した円環状のボス部１１ａと、そのボス部１１ａから放射状に延びる複数の羽根部１１ｂとから構成されていて、横置き状態のプロペラ１１における、上記ボス部１１ａの下端面が上記積載テーブル２の載置面２ａに当接してプロペラ１１が設置される。なお、本実施形態では、回転体の例としてプロペラ１１を挙げているが、ファンなど、放射状に複数の羽根部１１ｂが配置されて、所定の回転軸周りに回転する構造のものであれば適用可能である。 As shown in FIG. 3, the loading table 2 includes a flat mounting surface 2a on which the propeller 11 is mounted.
Here, the example of the rotating body of the present embodiment is a propeller 11, and as shown in FIG. 4, an annular boss portion 11 a in which a through hole into which the propeller shaft is fitted is formed at the center portion, and the boss portion The propeller 11 includes a plurality of blade portions 11b extending radially from 11a, and the lower end surface of the boss portion 11a of the propeller 11 in the horizontal state is in contact with the placement surface 2a of the stacking table 2. Is done. In the present embodiment, the propeller 11 is used as an example of the rotating body. However, the present invention is applicable to a fan or the like having a structure in which a plurality of blade portions 11b are arranged radially and rotate around a predetermined rotation axis. Is possible.

また、上記積載テーブル２には、図３に示すように、積載するプロペラ１１の中心軸を、積載テーブル２の中央（球面軸受の軸心（揺動中心））に一致させる３組の芯だしガイド１２を備える。各芯だしガイド１２は、図５，及び図６に示すように、同心状に配置されてそれぞれ径方向に進退するガイド部本体１２ａからなり、ガイド部本体１２ａの内径面を、上記ボス部１１ａの下端外周部に当接させることで芯だしを行うものである。そして、次に検査対象となるプロペラ１１のボス部１１ａの外径に合わせて３組のガイド部本体１２ａを同量だけ径方向に進退させて、該ガイド部本体１２ａ内に上記ボス部１１ａがちょうど嵌り込む位置に調整する。 In addition, as shown in FIG. 3, the stacking table 2 has three sets of cores that align the central axis of the propeller 11 to be loaded with the center of the stacking table 2 (the axis of the spherical bearing (swing center)). A guide 12 is provided. As shown in FIGS. 5 and 6, each of the centering guides 12 is composed of a guide part body 12a that is concentrically arranged and advances and retracts in the radial direction. The inner surface of the guide part body 12a is connected to the boss part 11a. Centering is performed by contacting the outer periphery of the lower end of the core. Then, three sets of guide body 12a are advanced and retracted in the radial direction by the same amount in accordance with the outer diameter of the boss 11a of the propeller 11 to be inspected next, and the boss 11a is placed in the guide body 12a. Adjust to the position where it just fits.

さらに、上記基台１には、図１，及び図７に示すように、上記軸心部５の外周には、該軸心部５を中心とした同心円上かつ周方向の等間隔に３台の支持ジャッキ１３が配置されている。各支持ジャッキ１３は、昇降手段を構成し、油圧駆動されて、同期をとって昇降する。そして、３つの支持ジャッキ１３を、同期をとって上昇させることで、上記積載テーブル２を、水平姿勢を保ったまま垂直且つ上方に持ち上げることができる。なお、上記各支持ジャッキ１３にはロードセル１４が設けられ、積載されたプロペラ１１及び積載テーブル２の質量を測定可能となっている。 Further, as shown in FIGS. 1 and 7, the base 1 has three units on the outer periphery of the shaft center portion 5 on a concentric circle centered on the shaft center portion 5 and at equal intervals in the circumferential direction. The support jack 13 is arranged. Each support jack 13 constitutes an elevating means, is hydraulically driven, and moves up and down in synchronization. Then, by raising the three support jacks 13 in synchronization, the stacking table 2 can be lifted vertically and upward while maintaining a horizontal posture. Each support jack 13 is provided with a load cell 14 so that the masses of the loaded propeller 11 and the loading table 2 can be measured.

また、上記各支持ジャッキ１３よりも外周には、図１，図７及び図８に示すように、該軸心部５を中心とした同心円上かつ周方向に等間隔に３台の電動ジャッキ１５が配置されている。この電動ジャッキ１５は、サポート部を構成し、球体４を上側から球面座６に嵌め込んだ状態で積載テーブル２を水平姿勢に保持するものである。この電動ジャッキ１５の上部には、バランス測定用の圧縮型ロードセル１６が設けられている。また、その上部は、衝撃吸収用のコイルバネ１７によって上下に伸縮可能となっている。
なお、本実施形態では、支持ジャッキ１３と電動ジャッキ１５とは径方向で並ぶように配置されているが、径方向で並んでいなくても良い。 Further, as shown in FIGS. 1, 7 and 8, three electric jacks 15 are arranged on the outer periphery of each of the support jacks 13 on a concentric circle centered on the axial center portion 5 and at equal intervals in the circumferential direction. Is arranged. The electric jack 15 constitutes a support portion, and holds the stacking table 2 in a horizontal posture in a state where the sphere 4 is fitted into the spherical seat 6 from above. A compression load cell 16 for balance measurement is provided on the electric jack 15. Further, the upper part thereof can be expanded and contracted up and down by a shock absorbing coil spring 17.
In addition, in this embodiment, although the support jack 13 and the electric jack 15 are arrange | positioned so that it may rank in a radial direction, it does not need to be aligned in a radial direction.

また、軸心部５の外周であって載置面２ａの下方位置に、図９に示すように、軸芯位置測定装置１８が配置されている。軸芯位置測定装置１８は、球面軸受の揺動中心位置を中心とした仮想の円に沿って等間隔に３台設けられている。その各軸芯位置測定装置１８は、図１０に示すように、軸芯から径方向に沿って延びるように配置したボールねじ１９と、そのボールねじ１９に案内されるスライダ２０と、そのスライダ２０に取り付けられたレーザ変位計２１とを備えることで、該レーザ変位計２１は、径方向に直進移動可能となっている。レーザ変位計２１は、上方の対象物までの距離を測定してコントローラに出力する。符号２２はボールねじ１９を回転させるサーボモータである。また、ボールねじに沿ってリアルスケール２５が配置され、上記スライダの移動に伴って移動することで、基準点からのレーザ変位計２１の移動量が計測されてコントローラ２０に出力される。 Further, as shown in FIG. 9, an axial center position measuring device 18 is disposed on the outer periphery of the shaft center portion 5 and at a position below the placement surface 2a. Three axial position measuring devices 18 are provided at equal intervals along a virtual circle centered on the swing center position of the spherical bearing. As shown in FIG. 10, each axial center position measuring device 18 includes a ball screw 19 disposed so as to extend from the axial center along the radial direction, a slider 20 guided by the ball screw 19, and the slider 20. By providing the laser displacement meter 21 attached to the laser displacement meter 21, the laser displacement meter 21 can move straight in the radial direction. The laser displacement meter 21 measures the distance to the upper object and outputs it to the controller. Reference numeral 22 denotes a servo motor that rotates the ball screw 19. Further, a real scale 25 is disposed along the ball screw, and the amount of movement of the laser displacement meter 21 from the reference point is measured and output to the controller 20 by moving with the movement of the slider.

ここで、上記積載テーブル２における上記レーザ変位計２１と上下で対向する部分には、図３、図１０のように、径方向に延びるスリット状の長穴２ｂが形成されていて、上記レーザ変位計２１によってハブ部１１ａの下端面までの距離が測定可能となっている。
また、コントローラ２０は、図１１に示すように、アンバランス量測定手段２０Ａ、偏心量測定手段２０Ｂ、および膜厚制御手段２０Ｃを備える。 Here, a slit-like elongated hole 2b extending in the radial direction as shown in FIGS. 3 and 10 is formed in a portion of the stacking table 2 facing the laser displacement meter 21 in the vertical direction, and the laser displacement is measured. The total 21 can measure the distance to the lower end surface of the hub portion 11a.
Further, as shown in FIG. 11, the controller 20 includes an unbalance amount measuring means 20A, an eccentricity measuring means 20B, and a film thickness controlling means 20C.

偏心量測定手段２０Ｂは、サーボモータ２２に駆動指令を出力して、レーザ変位計２１を外径側から内径側に向けて移動させながら、レーザ変位計２１からの距離情報を入力し、該距離情報がボス部１１ａのエッジの距離情報となったらモータ２２に停止指令を出力し、そのときの基準位置からの移動量を入力する。なお、エッジ検出が完了したら、モータを駆動してレーザ変位計２１を初期位置に復帰させる。上記各移動量から、図１２のように、ボス部１１ａ内径円の３点の情報を取得し、その３点を通過する円の中心点（軸心）の座標を求めることで偏心量を求め、上記アンバランス量測定手段２０Ａに供給する。 The eccentricity measuring means 20B outputs a drive command to the servo motor 22 and inputs distance information from the laser displacement meter 21 while moving the laser displacement meter 21 from the outer diameter side toward the inner diameter side. When the information becomes the distance information of the edge of the boss portion 11a, a stop command is output to the motor 22, and the movement amount from the reference position at that time is input. When the edge detection is completed, the motor is driven to return the laser displacement meter 21 to the initial position. As shown in FIG. 12, information on the three points of the boss portion 11a inner diameter circle is obtained from the above moving amounts, and the eccentric amount is obtained by obtaining the coordinates of the center point (axial center) of the circle passing through the three points. , And supplied to the unbalance amount measuring means 20A.

また、アンバランス量測定手段２０Ａは、ロードセンサ１６から、周方向に沿った３点位置での荷重情報を入力したら、その３点位置での荷重やその荷重差から、周方向に沿った電動ジャッキ１５による支持がないとした場合におけるプロペラ１１の傾き状態（どちらの方向にどれだけ傾くか等）に応じた、周方向に沿った荷重バランス状態を求める。さらに、その荷重バランス状態について上記偏心量測定手段２０Ｂからの偏心情報に基づき、上記検出したバランス状態を補正した後、対象とするプロペラ１１の質量や寸法に基づき、回転体であるプロペラ１１の外周位置に位置する各羽根部１１ｂの先端部位置における、上記傾き状態つまりアンバランス状態を解消するための釣合質量を演算し、その演算結果を表示若しくは印字する。 Further, when the load information at the three points along the circumferential direction is input from the load sensor 16, the unbalance amount measuring means 20 </ b> A is electrically driven along the circumferential direction based on the load at the three points and the load difference. The load balance state along the circumferential direction according to the inclination state of the propeller 11 (how much it is inclined in which direction, etc.) when there is no support by the jack 15 is obtained. Further, after correcting the detected balance state based on the eccentricity information from the eccentricity measuring means 20B for the load balance state, based on the mass and dimensions of the target propeller 11, the outer circumference of the propeller 11 that is a rotating body The balance mass for eliminating the tilt state, that is, the unbalanced state at the tip end position of each blade portion 11b located at the position is calculated, and the calculation result is displayed or printed.

また、膜厚制御手段２０Ｃは、予め上記球面座６と球体との間、つまり軸受面間に形成する潤滑剤の膜厚と、その膜厚に対応する積載テーブル２の浮上量との対応テーブルを記憶しておき、潤滑剤供給装置の油圧ポンプで潤滑剤を圧送しながら、上記レーザ変位計２１を使用して浮上量を測定し該浮上量が所定の範囲内になった時点で弁を閉じてポンプを停止する。膜厚の制御は、供給する潤滑油の量や、圧力に基づき制御しても良い。 Further, the film thickness control means 20C is a correspondence table between the film thickness of the lubricant formed in advance between the spherical seat 6 and the sphere, that is, between the bearing surfaces, and the flying height of the loading table 2 corresponding to the film thickness. Is stored, and the flying height is measured using the laser displacement meter 21 while the lubricant is pumped by the hydraulic pump of the lubricant supply device, and the valve is turned on when the flying height falls within a predetermined range. Close and stop pump. The film thickness may be controlled based on the amount of lubricating oil supplied or the pressure.

なお、バランス検出が終了したら、弁を開状態として、軸受面間から潤滑剤をドレーンに抜く。なお、潤滑剤としては潤滑油が例示できる。
ここで、上記膜厚制御は、球面座６と球体間を浮上状態にする制御で摩擦を極小に抑えることを実現し、その浮上状態での静的バランスを求めることによりアンバランス量の検出を可能とするための操作である。 When the balance detection is completed, the valve is opened, and the lubricant is drawn into the drain from between the bearing surfaces. An example of the lubricant is lubricating oil.
Here, the film thickness control realizes minimizing the friction by controlling the floating between the spherical seat 6 and the sphere, and detects the unbalance amount by obtaining the static balance in the floating state. This is an operation to make it possible.

次に、上記構成のバランス検査装置を使用したバランス検査、及びその作用・効果について説明する。
まず、図１３（ａ）のように、３台の支持ジャッキ１３を、同期をもって駆動し上限位置まで伸展させることで、積載テーブル２を上方に持ち上げ、球体４を球面座６から離した状態（軸受面間を非接触状態）とする。これを初期位置とする。 Next, the balance inspection using the balance inspection apparatus having the above-described configuration, and the operation and effect thereof will be described.
First, as shown in FIG. 13A, the three support jacks 13 are driven synchronously and extended to the upper limit position, thereby lifting the stacking table 2 upward and separating the sphere 4 from the spherical seat 6 ( (Between bearing surfaces). This is the initial position.

次に、図１３（ｂ）のように、検査対象となるプロペラ１１を水平姿勢にしてクレーンで吊り上げ、そのプロペラ１１を、積載テーブル２の載置面２ａ上方に移動させた後に、載置面２ａに向けて降ろす。このとき、着床寸前で止め、芯だしガイド１２でプロペラ１１の中心軸が軸心と一致するように芯出しをした後にバブ部１１ａを着床させる。なお、プロペラ１１が大型化するほど芯だしの精度が悪くなりやすい。 Next, as shown in FIG. 13B, the propeller 11 to be inspected is set in a horizontal posture and lifted by a crane, and the propeller 11 is moved above the placement surface 2a of the loading table 2 and then placed on the placement surface. Take down towards 2a. At this time, it is stopped just before the landing, and the centering guide 12 is used to center the propeller 11 so that the center axis of the propeller 11 coincides with the axial center, and then the bubb 11a is landed. In addition, the accuracy of centering tends to deteriorate as the propeller 11 becomes larger.

次に、図１３（ｃ）のように、軸芯位置測定装置を作動し、外径方向から内径方向に向けて移動しながらレーザ変位計２１で上方の対象物までの距離を測定し、ボス部１１ａ内径エッジ部の距離（距離が急激に大きくなる境界位置）を検出したらレーザ変位計２１の移動を停止して、基準位置からのレーザ変位計２１の移動量をリニアスケールで検出し、その検出値をコントローラ２０に出力する。コントローラ２０では、３カ所の軸芯位置測定装置１８からの基準位置からの移動量に基づき、プロペラ１１の実際の中心軸位置を求める。上記３カ所のエッジ検出位置は、ボス部１１ａ内径の円周上に位置するから、この３点から当該３点を通過する円を特定し当該円の中心点を演算する。そして、上記中心点を原点（積載テーブル２の中心）からのＸ−Ｙ座標での座標として、アンバランス量測定手段８Ａに出力する。 Next, as shown in FIG. 13C, the axis position measuring device is operated, and the distance to the upper object is measured by the laser displacement meter 21 while moving from the outer diameter direction toward the inner diameter direction, and the boss When the distance (boundary position where the distance increases rapidly) of the inner diameter edge of the portion 11a is detected, the movement of the laser displacement meter 21 is stopped, and the movement amount of the laser displacement meter 21 from the reference position is detected with a linear scale. The detected value is output to the controller 20. In the controller 20, the actual central axis position of the propeller 11 is obtained based on the movement amount from the reference position from the three axial center position measuring devices 18. Since the three edge detection positions are located on the circumference of the inner diameter of the boss portion 11a, a circle passing through the three points is specified from these three points, and the center point of the circle is calculated. Then, the center point is output to the unbalance amount measuring means 8A as the coordinates in the XY coordinates from the origin (center of the stacking table 2).

次に、図１３（ｄ）のように、支持ジャッキ１３を下降させて、球体４を球面座６に着床させると共に電動ジャッキ１５で積載テーブル２を受ける。支持ジャッキ１３は、さらに下限位置まで下降して積載テーブル２から離す、つまり積載テーブル２の支持を止める。
次に、必要であれば、電動ジャッキ１５の高さを調整することで、積載テーブル２の水平状態の調整を行う。 Next, as shown in FIG. 13 (d), the support jack 13 is lowered to place the sphere 4 on the spherical seat 6 and receive the loading table 2 with the electric jack 15. The support jack 13 is further lowered to the lower limit position and separated from the loading table 2, that is, stops the loading table 2.
Next, if necessary, the horizontal state of the stacking table 2 is adjusted by adjusting the height of the electric jack 15.

続いて、図１３（ｅ）のように、潤滑油供給装置８を駆動して球面座６の溝部６ａに潤滑油を圧送して、球面座６と球体４との間に潤滑膜を形成して、球面座６に対し球体４をわずかに浮上させる。ここで、積載テーブル２までの上下距離を測定することで、浮上量を計測し、該浮上量に基づき球面座６と球体４間が浮上状態となるように制御して、安定した膜厚つまり安定した浮上状態とする。浮上状態となったら、弁を閉じてその状態を保持する。 Subsequently, as shown in FIG. 13 (e), the lubricating oil supply device 8 is driven to feed the lubricating oil into the groove 6 a of the spherical seat 6 to form a lubricating film between the spherical seat 6 and the sphere 4. Thus, the sphere 4 is slightly lifted with respect to the spherical seat 6. Here, by measuring the vertical distance to the loading table 2, the flying height is measured, and control is performed so that the space between the spherical seat 6 and the sphere 4 is in a floating state based on the flying height. Stable levitation. When it is in a floating state, close the valve and hold that state.

潤滑油で浮上支持することで、静止摩擦が大幅に減って、静的な状態で、荷重の微小なアンバランスを適正に検出可能となる。
この状態で、各電動ジャッキ１５に設けたロードセル１６によって各位置の荷重を検出してコントローラ２０に出力する。
コントローラ２０では、径方向で重ならない３点以上の各位置での各荷重の偏荷重に基づき、プロペラ１１の中心軸を中心にしたＸ-Ｙ平面での荷重の偏心状態（アンバランス情報）を演算する。このとき、上記求めた軸心からの偏心情報を使用して、上記アンバランス情報を補正する。 By floating and supporting with the lubricating oil, the static friction is greatly reduced, and a minute imbalance of the load can be properly detected in a static state.
In this state, the load cell 16 provided in each electric jack 15 detects the load at each position and outputs it to the controller 20.
In the controller 20, the eccentric state (unbalance information) of the load on the XY plane with the central axis of the propeller 11 as the center is based on the eccentric load of each load at each of three or more positions that do not overlap in the radial direction. Calculate. At this time, the unbalance information is corrected using the obtained eccentricity information from the axis.

さらに、積載テーブル２の質量、プロペラ１１の寸法や質量などのプロペラ１１の製品情報に基づき、上記荷重のアンバランス情報から、各羽根部１１ｂの先端位置での補正すべき（削るべき）釣合質量を演算して表示若しくは印字する。
上記検査が完了したら、上記弁を開け球面座６から潤滑油を抜くと共に、図１３（ｆ）のように、支持ジャッキ１３を上昇させて積載テーブル２を上方に浮かせる。
そして、プロペラ１１の羽根部１１ｂの先端部を切削工程に搬送して、上記検出した釣合質量に基づき切削してバランスを取る。 Furthermore, based on the product information of the propeller 11 such as the mass of the loading table 2 and the size and mass of the propeller 11, the balance to be corrected (to be shaved) at the tip position of each blade portion 11b from the load imbalance information. Calculate and display or print the mass.
When the above inspection is completed, the valve is opened, the lubricating oil is removed from the spherical seat 6, and the support jack 13 is raised to float the loading table 2 upward as shown in FIG. 13 (f).
And the front-end | tip part of the blade | wing part 11b of the propeller 11 is conveyed to a cutting process, and based on the detected balance mass, it cuts and balances.

以上のように、本実施形態の検査を採用すると、プロペラ１１を回転させることなく、静的バランスでアンバランス状態を検査することが可能となる。
また、従来のように、プロペラ１１を回転させて、いわゆる動的バランス状態によって静的バランスを検査する必要がないので、大型のプロペラ１１でも容易にバランスの検査が可能となる。 As described above, when the inspection according to the present embodiment is adopted, it is possible to inspect the unbalanced state with static balance without rotating the propeller 11.
Moreover, since it is not necessary to rotate the propeller 11 and inspect the static balance in a so-called dynamic balance state as in the prior art, the balance can be easily inspected even with the large propeller 11.

また、球面座６に球体４が着座した状態で積載テーブル２にプロペラ１１を積載すると、積載時の衝撃で球面座６若しくは球体４の表面が損傷する可能性があり、損傷すると検査の精度に影響が出る。このことは、検査対象のプロペラ１１が重くなるほど深刻である。これに対し、本実施形態では、支持ジャッキ１３で積載テーブル２を上方に浮かした状態で当該積載テーブル２にプロペラ１１を積載するので、上記問題は発生しない。 Further, if the propeller 11 is loaded on the loading table 2 in a state where the sphere 4 is seated on the spherical seat 6, the surface of the spherical seat 6 or the sphere 4 may be damaged by the impact at the time of loading. There will be an impact. This is more serious as the propeller 11 to be inspected becomes heavier. On the other hand, in this embodiment, since the propeller 11 is loaded on the stacking table 2 in a state where the stacking table 2 is lifted upward by the support jack 13, the above problem does not occur.

また、上記支持ジャッキ１３とは別に電動ジャッキ１５を設けておくことで、支持ジャッキ１３を単に下限位置まで下降させるだけで、球体４が球面座６に着座する際に、自動的に電動ジャッキ１５にも支持されて、積載テーブル２が水平に支持されると共に、電動ジャッキ１５で受けることで、球体４が球面座６に着座する際の衝撃が緩和される。
また、上記のように軸受面間に潤滑膜を形成して浮かした状態でアンバランスを検出するので、静止摩擦を許容できるまで小さく設定でき、質量が重い回転体についての静止状態でのバランス検査であっても、当該静止摩擦による誤差が回避されて、正確に測定することができる。 In addition, by providing the electric jack 15 separately from the support jack 13, the electric jack 15 is automatically lowered when the sphere 4 is seated on the spherical seat 6 simply by lowering the support jack 13 to the lower limit position. In addition, the loading table 2 is supported horizontally and received by the electric jack 15, so that the impact when the sphere 4 is seated on the spherical seat 6 is reduced.
In addition, as described above, the imbalance is detected in a floating state with a lubricating film formed between the bearing surfaces, so it can be set as small as possible to allow static friction, and a balance test in a stationary state for a rotating body with a heavy mass. Even so, errors due to the static friction can be avoided and accurate measurement can be performed.

また、プロペラ１１が大型化するほど、精度良く積載テーブル２にプロペラ１１を設置できなくなるが、本実施形態では、軸芯位置測定装置１８によって偏心量が測定され、該偏心量で補正されることで、プロペラ１１が大型化しても、より正確にアンバランス状態を検出することができる。
ここで、上記実施形態では、３点の位置の荷重を検出しているが４点以上の位置の荷重を検出しても良い。ただし３点の位置の荷重が検出できれば、周方向に沿った荷重バランス状態は判定することができる。
また、支持ジャッキ１３、電動ジャッキ１５、軸芯置測定装置１８などについても３台に限定されず、４台以上使用しても良い。
また、電動ジャッキ１５を省略して、支持ジャッキ１３にサポート部の役割を持たせても良い。ただし、別途、電動ジャッキ１５を設けた方が、制御が簡易となる。 Further, as the size of the propeller 11 increases, the propeller 11 cannot be installed on the loading table 2 with high accuracy. However, in this embodiment, the eccentric amount is measured by the shaft center position measuring device 18 and corrected by the eccentric amount. Thus, even if the propeller 11 is enlarged, the unbalanced state can be detected more accurately.
Here, in the above embodiment, the load at three positions is detected, but the load at four or more positions may be detected. However, if the load at three positions can be detected, the load balance state along the circumferential direction can be determined.
Further, the support jack 13, the electric jack 15, the axial center measuring device 18 and the like are not limited to three, and four or more may be used.
Further, the electric jack 15 may be omitted, and the support jack 13 may serve as a support portion. However, if the electric jack 15 is separately provided, the control is simplified.

本発明に基づく実施形態に係る検査装置の構成を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the inspection apparatus which concerns on embodiment based on this invention. 軸心部の示す図である。It is a figure which shows an axial center part. 載置テーブルを示す平面図である。It is a top view which shows a mounting table. 本発明に基づく実施形態に係るプロペラを示す図である。It is a figure which shows the propeller which concerns on embodiment based on this invention. プロペラを載置した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which mounted the propeller. 軸芯位置測定装置を示す側面図である。It is a side view which shows an axial center position measuring apparatus. ジャッキの配置を示す側面図である。It is a side view which shows arrangement | positioning of a jack. 電動ジャッキを示す側面図である。It is a side view which shows an electric jack. 軸芯位置測定装置の配置位置を示す側面図である。It is a side view which shows the arrangement position of an axial center position measuring apparatus. 軸芯位置測定装置の構成を説明する側面図である。It is a side view explaining the structure of an axial center position measuring apparatus. 軸心位置測定装置の配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of an axial center position measuring apparatus. コントローラの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a controller. 検査の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of a test | inspection.

符号の説明Explanation of symbols

１基台
２積載テーブル（支持架台）
３短柱部
４球体（球面軸受）
５軸心部
６球面座（球面軸受）
６ａ溝部
８潤滑剤供給装置
８Ａアンバランス量測定手段
８Ｂ偏心量測定手段
８Ｃ膜厚制御手段
１１プロペラ
１１ａハブ部
１１ｂ羽根部
１２芯だしガイド
１３支持ジャッキ（昇降手段）
１５電動ジャッキ（サポート部）
１６ロードセル（荷重検出手段）
１８軸心位置測定装置 1 Base 2 Loading table (support stand)
3 Short column 4 Sphere (spherical bearing)
5 Axle 6 Spherical seat (spherical bearing)
6a Groove part 8 Lubricant supply device 8A Unbalance amount measurement means 8B Eccentricity measurement means 8C Film thickness control means 11 Propeller 11a Hub part 11b Blade part 12 Centering guide 13 Support jack (elevating means)
15 Electric jack (support part)
16 Load cell (load detection means)
18 Axis center position measuring device

Claims

回転体の静的バランスを検査するバランス検査装置であって、
中心軸を鉛直方向に向けた水平姿勢にして上記回転体を載置する支持架台と、
支持架台を昇降させるものであって支持架台への回転体の載置時に支持架台を上昇させる昇降手段と、
支持架台に載置された上記回転体の中心軸位置で揺動可能に当該支持架台を下側から球面軸受で支持する軸支部と、
上記球面軸受の軸受面間に潤滑剤を圧入して上記支持架台を浮上支持状態とする浮上手段と、
上記回転体を載せた支持架台の傾き状態若しくは荷重バランスに基づき上記回転体のアンバランス量を検出するアンバランス量検出手段と、
上記回転体の軸芯から径方向に沿って延びるように配置したボールねじ、及びそのボールねじに案内されるスライダ、及びそのスライダに取り付けられて上記回転体までの距離を測定するレーザ変位計、及び上記ボールねじに沿って配置されて上記スライダと共に移動して上記レーザ変位計の移動量を計測するリアルスケールを備えてなり、前記球面軸受の揺動中心位置を中心にした仮想の円に沿って等間隔に３台設けられた軸芯位置測定装置と
を備えることを特徴とするバランス検査装置。 A balance inspection device for inspecting the static balance of a rotating body,
A support frame on which the rotating body is placed in a horizontal posture with the central axis oriented in the vertical direction;
Elevating means for raising and lowering the support frame and raising the support frame when the rotating body is placed on the support frame;
A shaft support part that supports the support frame with a spherical bearing from below so as to be swingable at the center axis position of the rotating body placed on the support frame;
Levitation means for pressing the lubricant between the bearing surfaces of the spherical bearing to bring the support frame into a levitation support state;
An unbalance amount detecting means for detecting an unbalance amount of the rotating body based on an inclination state or a load balance of the support frame on which the rotating body is mounted;
A ball screw arranged to extend along the radial direction from the axis of the rotating body, a slider guided by the ball screw, and a laser displacement meter attached to the slider and measuring a distance to the rotating body; And a real scale that is disposed along the ball screw and moves with the slider to measure the amount of movement of the laser displacement meter, along a virtual circle centered on the swing center position of the spherical bearing. A balance inspection device comprising: three axial center position measuring devices provided at regular intervals .

支持架台に載置された回転体の中心軸と、球面軸受の揺動中心位置との平面視における偏心量を測定する測定手段を設け、
上記アンバランス量検出手段は、該測定手段が測定した偏心量に基づきアンバランス量を補正することを特徴とする請求項１に記載したバランス検査装置。 A measuring means for measuring the amount of eccentricity in plan view between the central axis of the rotating body placed on the support frame and the swinging center position of the spherical bearing;
The unbalance amount detecting means, balance inspection apparatus according to claim 1, characterized in that for correcting the unbalance amount based on the amount of eccentricity said measuring means has measured.

上記支持架台の載置面が水平若しくは略水平になるように、支持架台に下から当接して当該支持架台を支持する複数のサポート部と、球面軸受の外周側に位置して上記回転体を載置した支持架台の複数位置での荷重を検出する複数の荷重検出手段と、を備え、
上記アンバランス量検出手段は、上記複数の荷重検出手段の検出値に基づきアンバランス量を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したバランス検査装置。 A plurality of support portions that support the support frame from below and support the support frame so that the mounting surface of the support frame is horizontal or substantially horizontal, and the rotating body positioned on the outer peripheral side of the spherical bearing. A plurality of load detecting means for detecting loads at a plurality of positions of the placed support frame;
The balance inspection apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the unbalance amount detection means detects an unbalance amount based on detection values of the plurality of load detection means.

上記荷重検出手段は、上記サポート部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載したバランス検査装置。 The balance inspection apparatus according to claim 3 , wherein the load detecting means is provided in the support portion.

上記球面軸受の軸受面間に形成する潤滑剤の膜厚を所定範囲に制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載したバランス検査装置。 Balance testing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that controlling the film thickness of the lubricant to be formed between the bearing surfaces of the spherical bearing in a predetermined range.

前記回転体は、放射状に配置された翼体を備え且つ中心軸周りに回転する回転体であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載したバランス検査装置。 The rotating body is balanced inspection apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a rotary member which rotates and a central axis around with the blade body disposed radially.