JPH01167607A - 高速回転体端板の面外変形測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、遠心分離機等に用いられる高速回転体の両端
面に設けられる端板（鏡板）の遠心力による面外変形測
定装置に関するものである。

［従来の技術］ 回転体に於ける回転の釣合には回転体の重心と回転中心
とを一致させることが行われる。これは、回転体の重心
と回転中心とが一致していない場合は振動を発生するか
らＳある。

而し、高速で回転する回転体では、第４図に示す如く、
胴部１が外方に膨む為、その分胴長が短くなる。従って
、この胴長の変化が回転軸２の軸支持部３に影響を与え
ないよう、回転体４の端板５は皿状に窪んだ形状をして
おり、胴長の変化は端板５の変形で吸収し得るようにな
っている。

ところが、端板５の厚みの不均一、形状の非対称、材質
の密度の不均一等があると端板５が回転により面外変形
を生じてしまう。

ここで、面外変形とは第６図で示す如く回転面６に垂直
な方向の変形をいい、面内変形とは回転面６に沿う半径
方向の変形をいう。

面外変形を生じると、その変形は第５図に示す如く、端
板５に設けられている回転軸２に影響を及ぼし、回転軸
２が軸受７より外れたり、回転軸２が変形したりする。

この為、高速回転体にあっては回転体の重心を回転中心
に一致させることの蟲端板の面外変形を防止することも
必要となる。

従来の高速回転体では重心と回転中心との一致について
は充分な手段が講じられていたが、端板の面外変形につ
いては特に対策は講じられていなかった。

［発明が解決しようとする問題点コ 面し、近年高速回転体が複合材料で製作される様になる
と、端板の不均一性が増加し、端板の面外変形は無視で
きない状態となっている。

本発明は、斯かる実情に鑑み端板の高速回転時の面外変
形を測定する装置を提供し、この測定データにより端板
の面外変形の矯正を可能としようとするものである。

ｃ問題点を解決するた吟の手段］ 本発明は、端板を把持するチャックを備えた回転軸を高
速回転駆動源に連結し、前記チャックに把持される端板
の周縁付近に面外変位計を設け、前記回転軸に関して回
転検出器と回転軸傾き検出器を設け、前記変位計、回転
軸傾き検出器からの信号により変位計からの出力の回転
軸の傾き分を補正し且回転検出器からの基準パルスと同
期させ面外変形量を出力する様にした演算器を設けたこ
とを特徴とするものである。

［作　　　用］ 変位計は回転軸の傾きを含んだ面外方向の変位を検出し
、この検出結果を回転軸の傾きから演算器に於いて補正
し、高速回転によって生じる面外変形のみを演算し、こ
の演算結果は基準パルスと同期して出力される。従って
、基準パルス間の面外変形の変化が１回転あたり（端板
全周）の面外変形となり、各所の面外変形量を特定でき
る。

［実　施　例］ 以下図面を参照しつつ本発明の１実施例を説明する。

真空容器１０に対峙する一対の回転軸１１．１２を同一
軸心上に回転自在に設け、該回転軸１１．１２と真空容
器１０との間には真空シールエ３を設け、一方の回転軸
１１は図示しない回転駆動源、例えばタービンに連結す
る。

両回転軸１１．１２の先端には端板５を把持するチャッ
クユニット１４を設け、両回転軸１１．１２に関して傾
き検出器１５．１６を設け、他方の軸１２には更に回転
検出器１７を設ける。又、端板５の周縁近傍には変位計
１８を設ける。

前記した傾き検出器１５．”１Ｂ及び回転検出器１７、
変位計１８はそれぞれ非接触のものを使用し、高速回転
時での測定を可能とすると共に各検出器の接触による影
響が測定結果に出ない様にする。

傾き検出器１５．１８　、回転検出器１７１、変位計１
８からの検出結果は演算器１９へ入力する様にし、演算
器１９はこれらの検出結果に基づき面外変形に関するデ
ータを演算し、その演算結果はデイスプレィ２０、或は
記録装置２１へ入力される。

以下作動を説明する。

端板５を高速回転させ端板５に面外変形があった場合の
、変位計１８の出力は第２図（８）における曲線Ｘの如
くなる。該曲線Ｘは面外変形（サインカーブ）と端板５
表面の凹凸を検出する。

又、この変位計１８の出力は両回転軸１１．１２の傾き
（回転軸心の傾き）があれば、その傾きによる変位も含
んでいる（その傾きによる影響分を第２図＾中ではαで
示している。面外変形と軸心の傾きは一般には位相が異
なるが、ここでは簡単のため同相として示した。現実に
は面外変形測定値から軸心の傾き測定値をベクトル的に
減算したものが端板の面外変形量である。）。

更に、前記回転検出器１７は１回転毎に第２図の）に示
す如き基準パルスＹを出力する様になっており、該基準
パルスＹと前記変位計１８の出力とを対比させれば、基
準パルス間が端板全周の面外変形状態を示し、端板５の
各所における面外変形の量、面外変形の方向が判る。

前記傾き検出器１５．１６の出力により回転軸心の傾き
が分り、この傾きから前記αの量を求めることができる
。

従って、面外変形を生じた位置の反対側の位置に重量の
付加、削減を行えば面外変形は除去できる（第３図参照
）。

尚、付加、削減の重量と面外変形量とはリニアの関係で
現われるので、実験等で予め影響係数を求めておくと便
利である。

前記演算器で両傾き検出器１５．１［３より回転軸心の
傾き量及び、該傾きによる面外方向の変位αを演算して
変位計１８の出力補正し、その結果を基準パルスＹが発
せられる位置を基準としデイスプレィ２０に表示させ或
は記録装置２１で記録させる。

又、予め演算器１９に影響係数を設定入力しておけば、
端板５のどの位置にどの程度の重量を付加すればよいか
ということを演算させることも可能である。

上記面外変形の測定に基づき面外変形を除去するとその
結果面内変形を生じることもあるが、この面内変形につ
いては回転体の重心と回転中心とを一致させて従来の手
法で対処する。

尚、前記変位計としては静電容量を検出するもの、渦電
流を検出するもの等が挙げられる。

又、渦電流検出器を用いた場合被測定物は電導体である
必要があり、複合材料製端板の場合強化繊維がカーボン
の時は問題ないがガラス等非電導体の場合では端板にメ
ツキをしておく。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、端板の面外変形量を測
定でき、その結果面外変形の除去が可能となり、従って
複合材料製品等金属加工製品に比べ仕上精度の落ちる材
料による高速回転体の製作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す説明図、第２図（ホ）
は面外変形量を示す線図、同図（Ｂ）は面外変形量の回
転に伴う変化に対する基準パルスの発生時期を示す図、
第３図は面外変形を除去した状態を示す図、第４図は高
速回転体の概念を示す図、第５図は面外変形が生じた場
合の説明図、第６図は面外変形と面内変形の態様を示す
説明図である。 ５は端板、１１．１２は回転軸、１５．１１３は傾き検
出器、１７は回転検出器、１８は変位計、１９は演算器
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）端板を把持するチャックを備えた回転軸を高速回転
   駆動源に連結し、前記チャックに把持される端板の周縁
   付近に面外変位計を設け、前記回転軸に関して回転検出
   器と回転軸傾き検出器を設け、前記変位計、回転軸傾き
   検出器からの信号により変位計からの出力の回転軸の傾
   き分を補正し且回転検出器からの基準パルスと同期させ
   面外変形量を出力する様にした演算器を設けたことを特
   徴とする高速回転体端板の面外変形測定装置。