[go: up one dir, main page]

JP2009133847A - Method and device for dynamic measurement of imbalance of turbine rotor - Google Patents

Method and device for dynamic measurement of imbalance of turbine rotor Download PDF

Info

Publication number
JP2009133847A
JP2009133847A JP2008285728A JP2008285728A JP2009133847A JP 2009133847 A JP2009133847 A JP 2009133847A JP 2008285728 A JP2008285728 A JP 2008285728A JP 2008285728 A JP2008285728 A JP 2008285728A JP 2009133847 A JP2009133847 A JP 2009133847A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine rotor
housing
support device
housing portion
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008285728A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Dieter Thelen
テーレン ディーター
Juergen Lehmann
レーマン ユルゲン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schenck RoTec GmbH
Original Assignee
Schenck RoTec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schenck RoTec GmbH filed Critical Schenck RoTec GmbH
Publication of JP2009133847A publication Critical patent/JP2009133847A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/003Arrangements for testing or measuring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/027Arrangements for balancing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/02Details of balancing machines or devices
    • G01M1/04Adaptation of bearing support assemblies for receiving the body to be tested
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/14Determining imbalance
    • G01M1/16Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
    • G01M1/22Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested and converting vibrations due to imbalance into electric variables

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Balance (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an improved method for the measurement of the imbalance of a turbine rotor of an exhaust gas turbocharger. <P>SOLUTION: In the method for the dynamic measurement of the imbalance of the turbine rotor 17, which is rotatably supported in a housing section 12, which is elastically supported on a carrier device 1, the turbine rotor 17 is accelerated to a first angular velocity by application of a drive fluid supplied at a first pressure and the oscillation, which is induced by imbalance, is measured. By application of a second higher pressure and coupling of housing section 12 and carrier device 1 by a damping element 23, which damps oscillations, the damped oscillation of the housing section 12, which is induced by imbalance, is measured while the turbine rotor 17 rotates at a second, higher angular velocity. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハウジング部において回動可能に支持されているタービンロータの動的不釣合い測定のための方法および装置に関するものである。   The present invention relates to a method and apparatus for dynamic unbalance measurement of a turbine rotor that is rotatably supported in a housing part.

支持装置に対して、ハウジング部が少なくとも二つの振動に対する自由度を持ち、タービンロータが第1圧力により導入される駆動用流体に晒されることによって、第1角速度に加速され、またタービンロータが第1角速度にて回転する間に、不釣合いによって誘導されるハウジング部の振動が測定されるように構成された装置が公知である。(たとえば、特許文献1)
この装置では、振動系は、少なくとも一つのバネ部材を介して固定される。
With respect to the support device, the housing portion has at least two degrees of freedom in vibration, and the turbine rotor is accelerated to the first angular velocity by being exposed to the driving fluid introduced by the first pressure, and the turbine rotor is Devices are known that are configured to measure the vibration of the housing part induced by unbalance while rotating at a single angular velocity. (For example, Patent Document 1)
In this apparatus, the vibration system is fixed via at least one spring member.

本発明は、少なくとも一つの緩衝部材を有し、ハウジング部の支持装置に対する相対的な振動に対して、少なくとも二つの自由度を持つように固定することが可能な支持装置を持ち、前記支持装置に固定され、駆動用流体を導入するため、およびタービンロータに駆動用流体を付加するために形成された導入流路を持ったタービンハウジングを有するハウジング部に回動可能に支持されたタービンロータの動的不釣合い測定の方法および装置に関するものである。   The present invention includes a support device that has at least one buffer member and can be fixed so as to have at least two degrees of freedom with respect to relative vibration of the housing portion with respect to the support device. Of a turbine rotor fixed to the turbine and rotatably supported by a housing portion having a turbine housing having an introduction flow path formed for introducing a driving fluid and for adding a driving fluid to the turbine rotor. The present invention relates to a method and apparatus for dynamic imbalance measurement.

この種の従来の方法および装置は、排ガス稼動されるターボチャージャ用のタービンロータの不釣合いを測定するのに用いられるものであるが、できる限り高い精度を得るために、タービンロータおよびタービンロータの軸受を有するハウジング部からなる、いわゆるターボチャージャ・コアアセンブリだけが、不釣合い測定の測定対象となる。不釣合い測定装置に、必要不可欠なハウジング要素が欠けている場合には、それに近似した装置部品、例えばタービンハウジングに置き換えられる。これによってバネにて支持されている質量構造体の共振する質量を小さく抑えることができ、また質量による不釣合い測定への影響が低減され得る。ロータの不釣合いの測定は、タービンロータを通常の作動速度で回転させて行われる。そのため、タービンロータのタービンホイールは、測定装置のタービンハウジング内部に配備されており、駆動用流体としての圧縮エアに晒されることにより、測定に必要な角速度にまで加速される。タービンハウジングは不動の状態に配備されており、十分に大きな隙間によりターボチャージャ・コアアセンブリおよびその軸受の振動部分からは切り離されている。従ってこれらの必要不可欠な隙間を介して、タービンロータを稼動するために導入される圧縮エアの一部が逃げることが考えられ、それは結果として圧縮エネルギーの損失および騒音の発生を引き起こすため、好ましくない。
特開2007−132928号公報
Conventional methods and devices of this kind are used to measure the unbalance of a turbine rotor for an exhaust gas operated turbocharger, but in order to obtain the highest possible accuracy, the turbine rotor and turbine rotor Only the so-called turbocharger core assembly consisting of the housing part with the bearing is the object of measurement of the unbalance measurement. If the unbalance measuring device lacks essential housing elements, it can be replaced by similar equipment components, such as a turbine housing. As a result, the resonating mass of the mass structure supported by the spring can be kept small, and the influence of the mass on the unbalance measurement can be reduced. Rotor imbalance measurements are made by rotating the turbine rotor at normal operating speeds. Therefore, the turbine wheel of the turbine rotor is arranged inside the turbine housing of the measuring device, and is accelerated to an angular velocity necessary for measurement by being exposed to compressed air as a driving fluid. The turbine housing is stationary and is separated from the turbocharger core assembly and its bearing vibration parts by a sufficiently large gap. Therefore, it is conceivable that part of the compressed air introduced to operate the turbine rotor escapes through these essential gaps, which results in loss of compression energy and generation of noise. .
JP 2007-132928 A

本発明は、排ガスターボチャージャのタービンロータの不釣合いを測定するための改善された方法を提供することを課題としている。また、排ガスターボチャージャの不釣合いを測定するための改善された装置を創作することが本発明の課題である。   The present invention seeks to provide an improved method for measuring the unbalance of a turbine rotor of an exhaust gas turbocharger. It is also an object of the present invention to create an improved device for measuring the unbalance of exhaust gas turbochargers.

請求項1記載の発明は、ハウジング部に回転可能に搭載されたタービンロータの動的不釣合いの測定方法であって、ハウジング部が支持装置に対する相対的な振動に対して少なくとも2つの自由度を有するように、ハウジング部を少なくとも1つの弾性要素を介在させることによって支持装置に固定するステップと、第1の圧力で駆動用流体を供給することにより、タービンロータを第1の角速度まで加速させ、タービンロータが第1の角速度で回転する間に不釣合いによって生じるハウジング部の振動を測定するステップと、第1の圧力よりも高い第2の高圧力で駆動用流体を供給することにより、タービンロータを第2の高速角速度まで加速させ、ハウジング部および支持装置を振動緩衝部材によって結合し、タービンロータが第2の高速角速度で回転する間に不釣合いによって生じるハウジング部の緩衝された振動を測定するステップと、を含むことを特徴とするハウジング部に回転可能に搭載されたタービンロータの動的不釣合いの測定方法である。   The invention according to claim 1 is a method for measuring dynamic imbalance of a turbine rotor rotatably mounted on a housing part, wherein the housing part has at least two degrees of freedom with respect to relative vibration with respect to the support device. Fixing the housing portion to the support device by interposing at least one elastic element, and accelerating the turbine rotor to a first angular velocity by supplying a driving fluid at a first pressure; Measuring the vibration of the housing portion caused by imbalance while the turbine rotor rotates at the first angular velocity, and supplying the driving fluid at a second high pressure higher than the first pressure, thereby providing a turbine rotor Is accelerated to the second high-speed angular velocity, the housing portion and the support device are coupled by the vibration damping member, and the turbine rotor is Measuring the buffered vibration of the housing part caused by unbalance while rotating at an angular velocity, and a method for measuring the dynamic unbalance of a turbine rotor rotatably mounted on the housing part. is there.

請求項2記載の発明は、前記緩衝部材は、供給される前記駆動用流体の圧力に基づく空気力によってハウジング部に連結されることを特徴とする請求項1記載のタービンロータの動的不釣合いの測定方法である。
本発明に基づく方法は、排ガスターボチャージャのタービンロータの不釣合いを、同じ装置で、かつクランプした状態で、低い角速度においても、また高速の、作動速度に一致した角速度においても、いずれでも測定が可能であるというメリットを有する。また、その結果として、測定精度が改善される。不釣合い測定装置の振動系の、高速の角速度にて回転するタービンロータにより発生し、問題を引き起こし得る自励振動は、ハウジング部を緩衝部材により支持装置に連結させることによって、有効に回避される。
The invention according to claim 2 is characterized in that the buffer member is coupled to the housing portion by aerodynamic force based on the pressure of the supplied driving fluid. This is a measurement method.
The method according to the present invention measures the unbalance of the turbine rotor of an exhaust gas turbocharger at the low angular velocity and the high angular velocity corresponding to the operating speed in the same apparatus and in a clamped state. It has the advantage of being possible. As a result, the measurement accuracy is improved. The self-excited vibration that can be caused by the turbine rotor rotating at a high angular velocity in the vibration system of the unbalance measuring device can be effectively avoided by connecting the housing part to the support device by the buffer member. .

さらに前記緩衝部材は、導入される駆動用流体の圧力に応じたエアにてハウジング部と連結されている場合は効果がある。またさらに本発明に基づいて、前記緩衝部材が、連結されている状態において、支持装置、およびハウジング部の間の隙間をシールし、高圧力の場合に隙間を介して駆動用流体を逃がすために使用されるように配備されてもよい。
請求項3記載の発明は、ハウジング部に回転可能に搭載されたタービンロータの動的不釣合いを測定する装置であって、ハウジング部が支持装置に対する相対的な振動に対して少なくとも2つの自由度を有するように、ハウジング部を少なくとも1つの弾性要素を介して固定する支持装置と、前記支持装置に固定され、駆動用流体を供給し、タービンロータへ与えるための導入経路を有し、ハウジング部との間に所定の隙間を有するタービンハウジングと、前記支持装置に設けられ、前記ハウジング部および支持装置を互いに連結させることが可能で、振動を緩衝する緩衝部材と、前記支持装置に設けられ、前記ハウジング部の振動を検出するための少なくとも1つの測定センサと、を含むことを特徴とする不釣合い測定装置である。
Further, the buffer member is effective when it is connected to the housing portion with air corresponding to the pressure of the introduced driving fluid. Still further, according to the present invention, when the buffer member is connected, the gap between the support device and the housing portion is sealed, and in the case of high pressure, the driving fluid is released through the gap. It may be deployed to be used.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a device for measuring a dynamic imbalance of a turbine rotor rotatably mounted on a housing portion, wherein the housing portion has at least two degrees of freedom with respect to relative vibration with respect to the support device. A support device for fixing the housing part via at least one elastic element, and an introduction path fixed to the support device for supplying a driving fluid to the turbine rotor. A turbine housing having a predetermined gap therebetween, and provided in the support device, the housing portion and the support device can be connected to each other, a shock absorbing member for buffering vibration, and provided in the support device, An unbalance measuring device comprising: at least one measuring sensor for detecting vibration of the housing part.

請求項4記載の発明は、前記緩衝部材は、前記駆動用流体の圧力に基づく空気力によって前記ハウジング部に連結されることを特徴とする、請求項3記載の不釣合い測定装置である。
請求項5記載の発明は、少なくとも1つの弾性要素の弾性によりたわむ末端部と連結され、前記タービンハウジングおよびハウジング部の間に設けられ、タービンハウジングに臨むリング状表面が所定の隙間を形成しているリング体と、前記リング状表面と対向するタービンハウジングの壁面に形成されたリング溝と、前記リング溝に設けられ、前記駆動用流体の圧力によって前記リング状表面に押し付けられ得るリング状の緩衝部材と、を含む、請求項3または4記載の不釣合い測定装置である。
The invention according to claim 4 is the unbalance measuring device according to claim 3, wherein the buffer member is connected to the housing portion by aerodynamic force based on the pressure of the driving fluid.
According to a fifth aspect of the present invention, the ring-shaped surface that is connected between the turbine housing and the housing portion and that faces the turbine housing forms a predetermined gap. A ring body formed on the wall surface of the turbine housing facing the ring-shaped surface, and a ring-shaped buffer provided in the ring groove and pressed against the ring-shaped surface by the pressure of the driving fluid The unbalance measuring device according to claim 3 or 4, comprising a member.

緩衝部材は、シーリングとして構成してもよく、それによりタービンハウジング、およびハウジング部の間の隙間をシールすることができる。この構成によって、緩衝部材の連結と同時にリング室も閉鎖されるので、導入される駆動用流体はリング室を通して逃げられなくなる。よって、駆動用流体の損失、および好ましからざる流動騒音が阻止される。緩衝部材を受け止めているリング溝は、緩衝部材がリング溝内にて、対向するハウジング部の壁面との間隔を隔てられるような状態にあり、かつ隙間を通して逃げる駆動用流体が高圧力の場合には、これがリング溝から出て、気密にハウジング部の壁面に押さえつけられるように構成することで効果がある。このやり方により、隙間は密閉され、ハウジング部は緩衝部材によりタービンハウジングと連結されるので、発生する共振は減衰される。   The cushioning member may be configured as a seal, thereby sealing the gap between the turbine housing and the housing part. With this configuration, the ring chamber is closed simultaneously with the connection of the buffer member, so that the introduced driving fluid cannot escape through the ring chamber. Thus, loss of drive fluid and undesirable flow noise are prevented. The ring groove receiving the buffer member is in a state in which the buffer member is spaced apart from the wall surface of the opposing housing part in the ring groove, and the driving fluid that escapes through the gap is at a high pressure. This is effective when it is configured such that it comes out of the ring groove and is airtightly pressed against the wall surface of the housing part. In this manner, the gap is sealed and the generated resonance is damped because the housing part is connected to the turbine housing by a buffer member.

図1に部分構成図を示す不釣合い測定装置は、支持装置1により支持され、らせん状の導入流路3および排出流路4を有するタービンハウジング2を備えている。タービンハウジング2は、排出流路4と対向する前端面上にリング状の前面プレート5を有しており、それにはらせん状導入流路3を前端面にて境界を隔て、タービンホイールを支持するための中央開口部が形成されている。支持装置1には、2つの棒状のばね部材6が固定されており、それらはタービンハウジング2の中心軸に対してほぼ平行に、かつタービンハウジング2の中心軸を中心に反対側に配置されている。各ばね部材6は、一方側の末端部7が固定装置8によって支持装置1に固定されている。他方側の末端部9は、タービンハウジング2の前端面側と僅かな隙間を隔てて位置し、タービンハウジング2に同軸に取り付けられたリング状のディスク10にボルト止めされている。ディスク10は、リング状のクランプ装置11を有する。クランプ装置11は、ディスク10の外周縁部であって、ばね部材6とは反対側に配置され、ハウジング部12を固定クランプする機能を有する。図示の実施例においては、ターボチャージャ・コアアセンブリ13のハウジング部12は、フランジ14を有し、その周縁部がクランプ装置11により固定クランプされる。図示のクランプポジションでは、ディスク10の側方に取り付けられている。ターボチャージャ・コアアセンブリ13はハウジング部12の他に、ハウジング部12の一方側に設けられ、かつハウジング部12に回動可能に支持された軸の末端部に固定されたタービンホイール15、および他方側に設けられたコンプレッサホイール16を有するタービンロータ17を含んでいる。クランプされた状態においては、タービンホイール15は、らせん状導入流路3の中心部における前面プレート5の内側にあり、排出流路4の嵌入開口部の内部に末端領域が入り込んでいる。前面プレート5の開口部、および排出流路4の嵌入開口部の内側輪郭は、ターボチャージャ・コアアセンブリ13がアンバランス測定中に振動した場合でも、タービンホイール15がタービンハウジング2に衝突することがないように、タービンホイール15に対して十分に大きな距離を隔てて拡がるような寸法になっている。ハウジング部12の他方側に設けられているコンプレッサホイール16は、測定工程で用いる駆動用流体としてのエアを導入するために、また保護の理由から、密閉ハウジング、あるいは保護フードによって被覆されている。   The unbalance measuring apparatus shown in the partial configuration diagram in FIG. 1 includes a turbine housing 2 that is supported by a support device 1 and has a spiral introduction flow path 3 and a discharge flow path 4. The turbine housing 2 has a ring-shaped front plate 5 on the front end face facing the discharge flow path 4, and supports the turbine wheel by separating the spiral introduction flow path 3 at the front end face. A central opening is formed. Two rod-shaped spring members 6 are fixed to the support device 1, and they are arranged substantially parallel to the central axis of the turbine housing 2 and on the opposite side with respect to the central axis of the turbine housing 2. Yes. Each spring member 6 has one end portion 7 fixed to the support device 1 by a fixing device 8. The other end portion 9 is bolted to a ring-shaped disc 10 that is positioned coaxially to the turbine housing 2 and is positioned with a slight gap from the front end face side of the turbine housing 2. The disk 10 has a ring-shaped clamping device 11. The clamp device 11 is an outer peripheral edge portion of the disk 10 and is disposed on the side opposite to the spring member 6 and has a function of fixing and clamping the housing portion 12. In the illustrated embodiment, the housing portion 12 of the turbocharger core assembly 13 has a flange 14, and the peripheral portion thereof is fixedly clamped by the clamping device 11. In the illustrated clamping position, it is attached to the side of the disk 10. In addition to the housing part 12, the turbocharger core assembly 13 is provided on one side of the housing part 12 and is fixed to the end of the shaft rotatably supported by the housing part 12, and the other A turbine rotor 17 having a compressor wheel 16 provided on the side is included. In the clamped state, the turbine wheel 15 is inside the front plate 5 at the center of the spiral introduction flow path 3, and the end region enters the inside of the fitting opening of the discharge flow path 4. The inner contour of the opening of the front plate 5 and the fitting opening of the discharge channel 4 may cause the turbine wheel 15 to collide with the turbine housing 2 even when the turbocharger core assembly 13 vibrates during unbalance measurement. The dimensions are such that they extend over a sufficiently large distance from the turbine wheel 15. The compressor wheel 16 provided on the other side of the housing portion 12 is covered with a sealed housing or a protective hood for introducing air as a driving fluid used in the measurement process and for protection reasons.

図2に明記されているように、タービンハウジング2の前面プレート5、およびリング状ディスク10の間には、リング状の間隙18が形成されており、それによりターボチャージャ・コアアセンブリ13は自由に振動することができる。間隙18はその半径方向の内側周縁部にて、前面プレート5の開口部を介してらせん状導入流路3と連通されている。半径方向の外側に向かって、間隙18は開いている。らせん状導入流路3を介して、駆動用流体として導入される圧縮エアにタービンホイールを晒すとき、エアは間隙18にも達し、外に向かって逃げる。   As clearly shown in FIG. 2, a ring-shaped gap 18 is formed between the front plate 5 of the turbine housing 2 and the ring-shaped disk 10 so that the turbocharger core assembly 13 can freely move. Can vibrate. The gap 18 communicates with the spiral introduction flow path 3 through the opening of the front plate 5 at the radially inner peripheral edge thereof. The gap 18 is open radially outward. When the turbine wheel is exposed to the compressed air introduced as the driving fluid via the spiral introduction flow path 3, the air reaches the gap 18 and escapes outward.

そこで、これを防ぐため、前面プレート5には、ディスク10に向き合っている側に、間隙18に向かって開いているリング溝19が形成されている。リング溝19は、半径方向外側が円すい台状の外側壁20とされ、その直径は間隙18の方向に向かって増大している。リング溝19の半径方向内側は、円筒状断面211およびそれに続く円すい台状の断面212を有する内側壁21とされている。円すい台状断面212の直径は間隙18の方向に向かって増大し、また円すい台状断面212の傾斜は外側壁20の傾斜とほぼ等しいか、あるいはそれより大きくされている。内側壁21には、周辺のいくつかの箇所において、半径方向の内側に伸び、かつ間隙18に向かって開いているポケットまたはスリット22が形成されている。   In order to prevent this, the front plate 5 is formed with a ring groove 19 that opens toward the gap 18 on the side facing the disk 10. The ring groove 19 is formed as a conical outer wall 20 on the outer side in the radial direction, and its diameter increases toward the gap 18. The inner side in the radial direction of the ring groove 19 is an inner wall 21 having a cylindrical section 211 and a conical section 212 following the cylindrical section 211. The diameter of the frustoconical section 212 increases in the direction of the gap 18 and the inclination of the frustoconical section 212 is approximately equal to or greater than the inclination of the outer wall 20. The inner wall 21 is formed with pockets or slits 22 extending inward in the radial direction and opening toward the gap 18 at some peripheral points.

リング溝19には、リング状の緩衝部材23が配備されている。図示の実施例の場合には、緩衝部材23はOリングであり、ゴム製弾性材料からなっている。しかしOリングの代わりに他の形状の緩衝部材が装備されてもよい。緩衝部材23は略円形の断面を持ち、その直径はリング溝19の深さより若干大きくてもよいが、リング溝19の底部とディスク10の間の間隔より小さい。緩衝部材23の内径は、内側壁21の円筒状断面211の外径とほぼ等しい。これにより、緩衝部材23は、内側壁21の断面211および212により、リング溝19の底部に設置され、ディスク10との最大間隔を有する静止状態に維持されることになる。   A ring-shaped buffer member 23 is provided in the ring groove 19. In the illustrated embodiment, the buffer member 23 is an O-ring and is made of a rubber elastic material. However, a buffer member having another shape may be provided instead of the O-ring. The buffer member 23 has a substantially circular cross section, and its diameter may be slightly larger than the depth of the ring groove 19, but is smaller than the distance between the bottom of the ring groove 19 and the disk 10. The inner diameter of the buffer member 23 is substantially equal to the outer diameter of the cylindrical cross section 211 of the inner wall 21. Thus, the buffer member 23 is installed at the bottom of the ring groove 19 by the cross sections 211 and 212 of the inner wall 21 and is maintained in a stationary state having a maximum distance from the disk 10.

不釣合い測定のためターボチャージャ・コアアセンブリ13のタービンロータ17は、タービンホイール15を介して稼動され、その際、第1の、低めの圧力を有する圧縮エアがらせん状導入流路3を介して最初に導入される。第1の、低めの圧力は、タービンロータ17がかなり低い回転数で回転されるように設定されている。この場合、間隙18は、ターボチャージャ・コアアセンブリ13が不釣合い測定の目的のため、外部荷重、およびモーメントなしで振動するように空いていることが重要である。また、低い、第1の圧力の場合、間隙18を通って流れる空気は、リング溝19と緩衝部材23との間を通過するので、そこでは取り立てて言うほどの圧力降下を引き起こすことはないことも保証されている。緩衝部材23は、従って、この低速の測定工程の間は、図2に実線で記載されているような静止ポジションに止まり、リング溝19内に引き戻された状態にある。   For the unbalance measurement, the turbine rotor 17 of the turbocharger core assembly 13 is operated via the turbine wheel 15, in which the first, compressed air having a lower pressure is passed via the helical introduction channel 3. First introduced. The first, lower pressure is set so that the turbine rotor 17 is rotated at a considerably lower rotational speed. In this case, it is important that the gap 18 be open so that the turbocharger core assembly 13 vibrates without external loads and moments for the purpose of unbalance measurement. Further, in the case of a low first pressure, the air flowing through the gap 18 passes between the ring groove 19 and the buffer member 23, so that it does not cause a significant pressure drop. Is also guaranteed. The buffer member 23 therefore remains in the rest position as described by the solid line in FIG. 2 and is pulled back into the ring groove 19 during this low-speed measuring step.

高速回転数での不釣合い測定のために、導入される圧縮エアの圧力が、タービンホイール15を高速回転まで加速するために第2の、より高い圧力に高められると、それに応じて間隙18における空気の流れ速度も、またそれと同時に緩衝部材23での圧力降下も高まる。このことは、結果として、緩衝部材23がその静止状態から動き出し、伸び、外側壁20に沿ってディスク10の方向にディスク10に当たるまでスライドする。そして、図2に点線にて示された位置において、緩衝部材23は間隙18を閉鎖する。つまり、高い圧力は導入流路3内にて緩衝部材23のところまで伝わり、緩衝部材23を図2の点線で示す位置に保持する。よって、緩衝部材23は間隙18を塞ぎ、またそれにより高速にて回転する際に発生する振動を緩衝する作用をする。自励振動の発生はそれにより回避され、その振動の振幅は好ましい程度にまで低減される。間隙18の閉鎖は、さらに、導入されたエアが間隙18を通して逃げることを防ぎ、それにより高いエア損失、および障害となる流動騒音を回避するという効果を奏する。   For the measurement of unbalance at high speeds, the pressure of the compressed air introduced is increased to a second, higher pressure to accelerate the turbine wheel 15 to high speeds and accordingly in the gap 18. The air flow speed increases, and at the same time, the pressure drop at the buffer member 23 increases. As a result, the buffer member 23 starts moving from its stationary state, extends, and slides along the outer wall 20 in the direction of the disk 10 until it hits the disk 10. Then, the buffer member 23 closes the gap 18 at the position indicated by the dotted line in FIG. That is, the high pressure is transmitted to the buffer member 23 in the introduction flow path 3, and the buffer member 23 is held at the position indicated by the dotted line in FIG. Therefore, the buffer member 23 closes the gap 18 and thereby acts to buffer the vibration generated when rotating at a high speed. The generation of self-excited vibrations is thereby avoided and the amplitude of the vibrations is reduced to a preferred level. Closing the gap 18 further has the effect of preventing the introduced air from escaping through the gap 18, thereby avoiding high air losses and disturbing flow noise.

導入流路3内の圧力が再び低い数値まで低減されると、伸びによって引き起こされた緩衝部材23の移動は、低くなった圧力に打ち勝ち、内側壁21の円すい断面212によって導かれながら、当初のポジションに戻る。
記述されている装置は、とりわけ簡単な構造、および信頼性の高い作用方法を特徴とするものである。それはしかし本発明の範囲内において、別の緩衝部材の形態とすることも可能であり、また緩衝部材を装置の振動を生じやすい部分と連結することは、エア式ピストン、あるいは隔膜によっても機能させることができる。
When the pressure in the introduction flow path 3 is reduced again to a low value, the movement of the buffer member 23 caused by the elongation overcomes the reduced pressure and is guided by the conical section 212 of the inner wall 21 while the original pressure is reduced. Return to position.
The device described is characterized by a particularly simple structure and a reliable method of operation. However, within the scope of the invention, it is also possible to take the form of another cushioning member, and the coupling of the cushioning member with a part that is prone to vibrations of the device also functions by a pneumatic piston or a diaphragm. be able to.

本発明に基づくターボチャージャ・コアアセンブリが配備された不釣合い測定装置の部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view of an unbalance measuring device in which a turbocharger core assembly according to the present invention is deployed. FIG. 図1のX部分の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion X in FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

1 支持装置
2 タービンハウジング
3 導入流路
4 排出流路
5 前面プレート
6 ばね部材
8 固定装置
10 リング状のディスク
11 クランプ装置
12 ハウジング部
13 ターボチャージャ・コアアセンブリ
14 フランジ
15 タービンホイール
16 コンプレッサホイール
17 タービンロータ
18 リング状の隙間
19 リング溝
23 緩衝部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support apparatus 2 Turbine housing 3 Introduction flow path 4 Discharge flow path 5 Front plate 6 Spring member 8 Fixing apparatus 10 Ring-shaped disk 11 Clamp apparatus 12 Housing part 13 Turbocharger core assembly 14 Flange 15 Turbine wheel 16 Compressor wheel 17 Turbine Rotor 18 Ring-shaped gap 19 Ring groove 23 Buffer member

Claims (5)

ハウジング部に回転可能に搭載されたタービンロータの動的不釣合いの測定方法であって、
ハウジング部が支持装置に対する相対的な振動に対して少なくとも2つの自由度を有するように、ハウジング部を少なくとも1つの弾性要素を介在させることによって支持装置に固定するステップと、
第1の圧力で駆動用流体を供給することにより、タービンロータを第1の角速度まで加速させ、タービンロータが第1の角速度で回転する間に不釣合いによって生じるハウジング部の振動を測定するステップと、
第1の圧力よりも高い第2の高圧力で駆動用流体を供給することにより、タービンロータを第2の高速角速度まで加速させ、ハウジング部および支持装置を振動緩衝部材によって結合し、タービンロータが第2の高速角速度で回転する間に不釣合いによって生じるハウジング部の緩衝された振動を測定するステップと、
を含むことを特徴とするハウジング部に回転可能に搭載されたタービンロータの動的不釣合いの測定方法。
A method for measuring dynamic imbalance of a turbine rotor rotatably mounted on a housing part,
Securing the housing portion to the support device by interposing at least one elastic element such that the housing portion has at least two degrees of freedom relative to vibration relative to the support device;
Accelerating the turbine rotor to a first angular velocity by supplying a driving fluid at a first pressure and measuring vibration of the housing portion caused by imbalance while the turbine rotor rotates at the first angular velocity; ,
By supplying the driving fluid at a second high pressure higher than the first pressure, the turbine rotor is accelerated to the second high-speed angular velocity, and the housing portion and the support device are coupled by the vibration damping member. Measuring the buffered vibration of the housing portion caused by unbalance while rotating at a second high angular velocity;
A method for measuring a dynamic imbalance of a turbine rotor rotatably mounted on a housing portion.
前記緩衝部材は、供給される前記駆動用流体の圧力に基づく空気力によってハウジング部に連結されることを特徴とする請求項1記載のタービンロータの動的不釣合いの測定方法。   The method of measuring dynamic imbalance of a turbine rotor according to claim 1, wherein the buffer member is connected to the housing portion by aerodynamic force based on the pressure of the supplied driving fluid. ハウジング部に回転可能に搭載されたタービンロータの動的不釣合いを測定する装置であって、
ハウジング部が支持装置に対する相対的な振動に対して少なくとも2つの自由度を有するように、ハウジング部を少なくとも1つの弾性要素を介して固定する支持装置と、
前記支持装置に固定され、駆動用流体を供給し、タービンロータへ与えるための導入経路を有し、ハウジング部との間に所定の隙間を有するタービンハウジングと、
前記支持装置に設けられ、前記ハウジング部および支持装置を互いに連結させることが可能で、振動を緩衝する緩衝部材と、
前記支持装置に設けられ、前記ハウジング部の振動を検出するための少なくとも1つの測定センサと、
を含むことを特徴とする不釣合い測定装置。
An apparatus for measuring the dynamic imbalance of a turbine rotor rotatably mounted on a housing part,
A support device for fixing the housing part via at least one elastic element such that the housing part has at least two degrees of freedom for relative vibrations relative to the support device;
A turbine housing fixed to the support device, having an introduction path for supplying a driving fluid and supplying the fluid to the turbine rotor, and having a predetermined gap with the housing portion;
A buffer member provided in the support device, capable of coupling the housing part and the support device to each other, and buffering vibration;
At least one measurement sensor provided in the support device for detecting vibration of the housing part;
The unbalance measuring device characterized by including.
前記緩衝部材は、前記駆動用流体の圧力に基づく空気力によって前記ハウジング部に連結されることを特徴とする、請求項3記載の不釣合い測定装置。   The unbalance measuring apparatus according to claim 3, wherein the buffer member is connected to the housing portion by an aerodynamic force based on a pressure of the driving fluid. 少なくとも1つの弾性要素の弾性によりたわむ末端部と連結され、前記タービンハウジングおよびハウジング部の間に設けられ、タービンハウジングに臨むリング状表面が所定の隙間を形成しているリング体と、
前記リング状表面と対向するタービンハウジングの壁面に形成されたリング溝と、
前記リング溝に設けられ、前記駆動用流体の圧力によって前記リング状表面に押し付けられ得るリング状の緩衝部材と、
を含む、請求項3または4記載の不釣合い測定装置。
A ring body connected to an end portion which is bent by elasticity of at least one elastic element, provided between the turbine housing and the housing portion, and a ring-shaped surface facing the turbine housing forming a predetermined gap;
A ring groove formed in the wall surface of the turbine housing facing the ring-shaped surface;
A ring-shaped cushioning member provided in the ring groove and capable of being pressed against the ring-shaped surface by the pressure of the driving fluid;
The unbalance measuring apparatus of Claim 3 or 4 containing these.
JP2008285728A 2007-11-30 2008-11-06 Method and device for dynamic measurement of imbalance of turbine rotor Pending JP2009133847A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710058136 DE102007058136B3 (en) 2007-11-30 2007-11-30 Method and device for dynamically measuring the imbalance of a turbine rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009133847A true JP2009133847A (en) 2009-06-18

Family

ID=40427217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008285728A Pending JP2009133847A (en) 2007-11-30 2008-11-06 Method and device for dynamic measurement of imbalance of turbine rotor

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2009133847A (en)
DE (1) DE102007058136B3 (en)
WO (1) WO2009068473A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010105151A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Schenck Rotec Gmbh Chucking device
CN103994856A (en) * 2014-05-29 2014-08-20 北京航天动力研究所 Standard rotor used for calibrating high-speed rotor dynamic characteristic test bed
GB2511547A (en) * 2013-03-07 2014-09-10 Turbo Technics Ltd Apparatus for measuring rotational imbalance of a turbocharger core assembly

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010036954B4 (en) * 2010-08-12 2016-03-31 Schenck Rotec Gmbh Method and apparatus for dynamically measuring the imbalance of the rotor of a turbocharger body group
CN104807595A (en) * 2015-04-02 2015-07-29 哈尔滨东安发动机(集团)有限公司 Complete dynamic balancing tool for cantilever rotor
CN113865788B (en) * 2021-11-30 2022-02-25 河北瑞兆激光再制造技术股份有限公司 Dynamic balance detecting and mounting device for power turbine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3716210A1 (en) * 1987-05-14 1988-12-08 Hofmann Gmbh & Co Kg Maschinen DEVICE FOR VIBRATING SUPPORT FOR A ROTOR BEARING FOR A ROTOR TO BE BALANCED IN A BALANCING MACHINE
JP2733767B2 (en) * 1988-02-02 1998-03-30 本田技研工業株式会社 Turbo rotating machine balance confirmation device
DE68905480T2 (en) * 1988-07-25 1993-08-26 Allied Signal Inc DYNAMIC COMPENSATION METHOD FOR A MECHANISM WITH A HIGH-SPEED COMPONENT.
US4864859A (en) * 1988-07-25 1989-09-12 Allied-Signal Inc. Method for dynamically balancing a mechanism having a high speed rotating component
IT1274709B (en) * 1994-08-04 1997-07-24 Balance Systems Srl BALANCING AND BALANCING MACHINE PROCESS OF TURBOCHARGER GROUPS, IN PARTICULAR FOR SUPERCHARGED ENGINES
DE19754321A1 (en) * 1997-12-08 1999-06-10 Schenck Rotec Gmbh Unbalance determination method and unbalance measuring device
DE102005053786A1 (en) * 2005-11-09 2007-05-10 Schenck Rotec Gmbh Method and device for dynamically measuring the imbalance of a rotor
JP4662155B2 (en) * 2006-01-10 2011-03-30 株式会社Ihi Rotation balance correction method and rotation balance test apparatus for supercharger with electric motor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010105151A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Schenck Rotec Gmbh Chucking device
GB2511547A (en) * 2013-03-07 2014-09-10 Turbo Technics Ltd Apparatus for measuring rotational imbalance of a turbocharger core assembly
CN103994856A (en) * 2014-05-29 2014-08-20 北京航天动力研究所 Standard rotor used for calibrating high-speed rotor dynamic characteristic test bed

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009068473A1 (en) 2009-06-04
DE102007058136B3 (en) 2009-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009133847A (en) Method and device for dynamic measurement of imbalance of turbine rotor
CN101305272B (en) Method and device for the dynamic measuring of the unbalance of a rotor
JP5524645B2 (en) Method and apparatus for measuring unbalance in a rotor for a turbocharger core assembly
CN101144745B (en) Apparatus for measuring rotational imbalance of a turbocharger core assembly
US20070059157A1 (en) Fluid flow engine
JP2010217168A (en) Method and device for measuring physical characteristic of turbo charger core assembly
JP2009139367A (en) Device for measuring imbalance of rotor of turbocharger
JPH03503315A (en) A method for mechanically balancing a mechanism with high-speed rotating members
US8573935B2 (en) Helicopter rotor comprising a vibration damper, and method for updating the same
ITMI20120564A1 (en) BALANCING EQUIPMENT, PARTICULARLY FOR TURBOCHARGERS AND ITS PROCEDURE.
US5067349A (en) Method and apparatus for balancing rotating components
US5853285A (en) Cooling air tube vibration damper
WO2013031304A1 (en) Vibration control device and control method therefor
US8870527B2 (en) Bearing vibration measuring device for a turbomachine
JPH07318456A (en) High speed spin testing device
JP2010174811A (en) Bearing structure of turbocharger
CN205386497U (en) A vibration damping device for a high-speed rotary disc centrifuge
JP2007093544A (en) Axial direction vibration measuring method and vibration measuring apparatus of rolling bearing
US4152128A (en) Rotary separator
JP5332241B2 (en) Rotating machine support device
CN106921920A (en) A kind of pistonphone of diaphragm seal
CN222635686U (en) Rotor dynamic balancing test device
RU2220782C2 (en) Centrifugal plant with gas static support
CN210240046U (en) Anti-vibration centrifugal fan
JP5440792B2 (en) Vertical balance measuring device