平衡校正用支承装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及为了进行涡轮压缩机的转子等以高速旋转的被旋转体的平衡校正，而使用装备了静压气体轴承的立式的心轴旋转自如地支承该被旋转体的平衡校正用支承装置。
【背景技术】
[0002]对于以高速旋转的涡轮压缩机的转子(相当于本申请的被旋转体)而言，为了消除制作时的零件公差带来的不平衡(动态不平衡)，通常使用平衡校正装置对不平衡量进行计测后校正该不平衡。
[0003]在平衡校正装置中，为了能够高精度地进行不平衡量的计测而使用支承装置(平衡校正用支承装置)，该支承装置(平衡校正用支承装置)使用装备了静压气体轴承的心轴以单体旋转自如地支承转子。大多数情况下，如专利文献I的图5所公开的那样，使用如下结构:作为心轴而使用供处于转子的旋转中心部的截面呈圆形的支承孔嵌入的圆柱状的心轴部件，在该心轴部件的外周面设置静压气体向心轴承(由具有喷出孔的向心轴承面构成)，在心轴部件的基端侧设置静压气体推力轴承(由具有喷出孔的推力轴承面构成)。
[0004]通过该结构，在将转子的支承孔向心轴嵌入时，转子整体安装在心轴上。此后，从静压气体向心轴承的喷出孔向支承孔的内面喷出压缩性流体(空气；静压气体轴承用)，从静压气体推力轴承的喷出孔向支承孔的下端的开口周围(转子的端面)喷出压缩性流体(空气；静压气体轴承用)，由此，转子在心轴的周围浮起的同时旋转自如地被支承。
[0005]不平衡量(动态不平衡量)的计测如下进行:从外部对该浮起状态的转子施加旋转力，例如朝向转子面喷射驱动用的空气(驱动流体)，以使转子以高速旋转，从而利用设置于平衡校正装置的各种传感器计测旋转的转子的动作。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2005-172538号公报(图5)
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]通常，作为转子的支承孔，如专利文献I中也已经公开的那样，使用截面呈圆形的筒形形状、即轴向整体成为圆形的截面形状的孔。这是为了使与转子组合的轴的端部嵌插于该支承孔中并通过螺栓紧固等使轴与转子连结。
[0011]然而，从利用涡轮压缩机的各种系统领域来看，对于涡轮压缩机的转子产生很多期望，例如牢固地与轴进行连结、高精度地使转子轴心与轴的轴心吻合等。
[0012]于是，近来，在涡轮压缩机的转子中，为了应对上述情形已开始提出如下连结方式的结构:不仅由截面呈圆形的孔进行连结，而且混入多边形状部，以使转子与轴嵌插来进行连结。为了实现该连结方式，已开始研宄如下结构:在转子的支承孔的端侧形成与形成于轴的多边形状部嵌合的多边形的截面形状的内腔部。
[0013]但是，若采用具有多边形状的内腔部的支承孔，则恐怕不能充分地进行转子的不平衡量的计测。
[0014]S卩，通常，在测定转子的不平衡量时，在利用静压气体支承转子的部分即心轴的外周面与支承孔的内面之间，充满从静压气体轴承的喷出孔喷出的压缩性流体。
[0015]此时，若支承孔是与心轴的外周形状相同的截面呈圆形(正圆)的形状，则即便转子旋转，也不产生压力变动，因此，可以确保高计测精度。但是，若支承孔具有多边形的内腔部，则与截面呈圆形(正圆)时不同，在具有多边形状的部分，随着转子的旋转(位移)，在具有多边形状的部分与心轴的外周面之间产生挤压。因此时的挤压效应而导致在具有多边形状的部分与心轴的外周面之间压力反复上升、下降。
[0016]由心轴支承的转子因该压力变动而产生摆动。因此，容易损害计测转子的不平衡量的精度。另外，也存在转子容易与心轴接触的问题，有时不能充分地进行所期望的不平衡量的计测。
[0017]于是，本发明的目的在于提供一种能够以高精度进行使支承孔的一部分形成为多边形状的被旋转体的不平衡量的计测的平衡校正用支承装置。
[0018]用于解决课题的方案
[0019]在本发明中，被旋转体的支承孔在端侧具有形成为多边形的截面形状的部分，在被旋转体的支承孔被安装的立式的心轴的外周面中的、与支承孔的多边形的截面形状部分面对的外周面部分，设置有将随着被旋转体的旋转而在多边形的截面形状部分与心轴的外周面之间的空间内变动的压力向外部释放的释放孔(技术方案I)。
[0020]根据该结构，即便使支承孔的一部分形成为多边形的截面形状，在计测不平衡量(动态不平衡量)时，在支承孔的多边形的截面部分与心轴的外周面之间的空间内产生的压力的变动也通过释放孔向外部释放。因此，以挤压为主要原因的、支承孔的多边形状的截面部分与心轴的外周面之间的压力变动被抑制，能够以高精度进行被旋转体的不平衡量的计测。
[0021]优选为，除上述目的之外，进而为了将变动的压力均匀地释放，释放孔在心轴的外周面沿周向等间隔地设置有多个(技术方案2)。
[0022]优选为，除上述目的之外，进而为了使变动的压力容易释放，释放孔使用由最短的路径形成的通路，该通路在心轴中的、多边形的截面形状部分与心轴的外周面之间的空间的最下位附近具有入口，在与静压气体推力轴承面附近的外部面对的地点具有出口(技术方案3) ο
[0023]发明的效果
[0024]根据本发明，在计测被旋转体的不平衡量时，在支承孔的多边形的截面部分与心轴的外周面之间的空间内产生的压力的变动通过释放孔向外部释放。由此，能够抑制以挤压为主要原因的、支承孔的多边形状的截面部分与心轴的外周面之间的空间内的压力变动。
[0025]因此，使支承孔的一部分形成为多边形状的被旋转体能够以高精度进行不平衡量的计测。而且，也可以避免被旋转体与心轴接触。此外，能够以简单的结构构成(技术方案I)。
[0026]除上述效果之外，进而可以通过多个释放孔从多边形状的截面部分与心轴的外周面之间的空间内将变动的压力均匀地释放，从而带来更高的效果(技术方案2)。
[0027]除上述效果之外，进而释放孔由最短的路径形成，因此，压力更容易向外部释放，从而带来更高的效果(技术方案3)。
【附图说明】
[0028]图1是将本发明一实施方式的平衡校正用支承装置与应用了该装置的平衡校正装置一同表示的立体图。
[0029]图2是将该平衡校正用支承装置的各部分的结构与将转子(被旋转体)安装于心轴的状态一同表示的剖视图。
[0030]图3是沿着图2中的A-A线的剖视图。
[0031]图4是沿着图2中的B-B线的剖视图。
[0032]图5是用于说明转子旋转时的、支承孔的多边形的截面部分与心轴的外周面之间的空间内的动作的剖视图。
[0033]图6是说明进行不平衡量的计测的涡轮压缩机的转子(被旋转体)的立体图。
[0034]图7是说明使用了该转子的多边形状部的连结结构的立体图。
【具体实施方式】
[0035]以下，基于图1?图7所示的一实施方式说明本发明。
[0036]图1表示对被旋转体、例如涡轮压缩机的转子I(在此例如是压缩机转子)的不平衡量(动态不平衡量)进行计测的平衡校正装置的概略结构，例如，图中附图标记2表示该装置的基板、附图标记3表示竖立设置于该基板2的上表面的框架体、附图标记4表示配置在框架体3的前方的振动桥接体。
[0037]振动桥接体4的各部分与从框架体3的前面突出的多个支承弹簧部件5a以及从基板2的上表面突出的支承弹簧部件5b (仅图示一部分)连结，能够向左右方向位移地支承整个振动桥接体4。支承臂体6从该振动桥接体4的前部呈带状延伸。在该带状的支承臂体6的前端部，安装有用于支承上述涡轮压缩机的转子I的支承装置10 (相当于本申请的平衡校正用支承装置)。
[0038]顺便说一下，在振动桥接体4的侧方，设置有检测向振动桥接体4传递的振动的各种传感器8，在支承装置10的周围，设置有喷出使转子I旋转的压缩空气的一对喷头部9(旋转力施加部)。图1中附图标记8a表示将各种传感器8安装在基板2上的安装部件，附图标记9a表示将喷头部9安装在基板2上的安装部件。
[0039]上述支承装置10使用如下结构:使用立式的心轴11，由静压气体轴承旋转自如地支承转子I (单体)。该支承装置10的结构在图2中示出。
[0040]在此，在说明支承装置10的结构之前，对作为计测对象的部件的转子I进行说明。转子I例如如图6所示具有在圆板状的基面部20a上形成有多片叶片Ia的转子本体20。转子本体20包括在基面部20a的中心部形成的筒形的凸起部21。该转子本体20的旋转轴心部以及基面部20a的凸起部21具有呈直线状贯通这些部分的截面呈圆形的支承孔22。在该支承孔22内装入与转子I组合的截面呈圆形的轴23。具体而言，该轴23的端部被插入到支承孔22内，利用固定部件、例如螺母部件(未图示)将插入端固定，从而使得转子I在其与承接凸起部21的端部的承接部23a之间被联结，由此形成转子I被组装的组件、即转子组件。
[0041]在此，该转子I与轴23的连结使用轴23以及支承孔22的一部分采用多边形状的结构(例如用于牢固的连结、高精度的对芯等)。
[0042]S卩，通常使用使从转子I的一端起到另一端为止的整体设为截面呈圆形的内腔部的支承孔22以及与该支承孔22相应的截面呈圆形的轴23，但在此如图6以及图7所示，例如在成为支承孔22的一部分的端部、具体而言成为支承孔22的基端的凸起部21内的内面，具有其他的比截面呈圆形的内腔大的多边形的截面形状、在此具有例如三角形状的内面26a，将内面26a的内侧设为三角形的内腔部26。轴23具有与该三角形状的内腔部26嵌合的例如三角形状的凸缘部27。即，一并使用三角形状的内腔部26与凸缘部27嵌合的结构以使转子I与轴23连结。
[0043]图1以及图2的支承装置10使用使该支承孔22的一部分形成为多边形的稳定地支承转子I的结构。
[0044]参照图1以及图2说明该支承装置10的各部分。附图标记11是上述的心轴。心轴11由圆柱状的心轴部件构成。该心轴部件竖立设置在支承臂体6的前端部的上表面，转子I从心轴11的上方被安装。
[0045]S卩，心轴11从下端起依次具有:固定在支承臂体6上的设置座30、承接转子I的下端(凸起部21端)的圆盘状部31、以及能够与转子I嵌插的圆柱状部32，以规定量从支承臂