JPH04319629A - 回転軸系縦振動・捩り振動計測装置 - Google Patents
回転軸系縦振動・捩り振動計測装置Info
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- JPH04319629A JPH04319629A JP11212691A JP11212691A JPH04319629A JP H04319629 A JPH04319629 A JP H04319629A JP 11212691 A JP11212691 A JP 11212691A JP 11212691 A JP11212691 A JP 11212691A JP H04319629 A JPH04319629 A JP H04319629A
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Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は大形ディーゼル推進機
関を備えた船舶のプロペラ推進軸系の縦及び捩り振動計
測装置に関する。タービン、発電機、ポンプ、ブロア等
回転機械全般に適用できる。
関を備えた船舶のプロペラ推進軸系の縦及び捩り振動計
測装置に関する。タービン、発電機、ポンプ、ブロア等
回転機械全般に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を図１及び図４によって説明
する。図において１は船体、２はディーゼル機関で前記
船体１の機関室に据えつけられている。７はクランク軸
で前記ディーゼル機関の主軸である。５はプロペラ軸で
前記船体１の推進軸である。４はプロペラで前記プロペ
ラ軸５の端に取付けられている。３は中間軸で前記プロ
ペラ軸５と前記クランク軸７の間にある。６はカップリ
ングで前記クランク軸７と中間軸３及び中間軸３とプロ
ペラ軸５を結合している。
する。図において１は船体、２はディーゼル機関で前記
船体１の機関室に据えつけられている。７はクランク軸
で前記ディーゼル機関の主軸である。５はプロペラ軸で
前記船体１の推進軸である。４はプロペラで前記プロペ
ラ軸５の端に取付けられている。３は中間軸で前記プロ
ペラ軸５と前記クランク軸７の間にある。６はカップリ
ングで前記クランク軸７と中間軸３及び中間軸３とプロ
ペラ軸５を結合している。
【０００３】最近の大型船舶用ディーゼル機関は高効率
省エネルギーのため、単気筒当りの出力が大きい低回転
ロングストローク２サイクル型機関が採用されている。 本機関はストロークに比例してクランク径も大きいため
ピストン往復力を回転力に変換する時に生ずるクランク
開閉力によって回転軸系には縦振動が励起されその振幅
は大出力機関では、縦振動共振点で数ミリメートルから
１０ミリメートルに達するものもある。同様にプロペラ
軸系の捩り振動も励振され捩り振動共振点では軸端で捩
り角度が１°から３°に達する。図４は縦・捩り振動計
測例を示しプロペラ軸系の縦振動や捩り振動により機関
本体や船体居住区画等が大きく振動したりクランク軸を
含むプロペラ軸系が損傷する事故を防止するため建造直
後の試運転において、軸系の振動特性を実測し就航時に
は共振点付近はクイックパスさせる処置がとられている
。２サイクルディーゼル機関を備えた船舶では軸系振動
の励振力は機関の気筒数成分が最も大きいためクイック
パスゾーンは気筒数成分について決める。例えば７気筒
機関で軸系固有振動数が３５０ｃｐｍの場合、機関回転
数５０ｒｐｍ 付近をクイックパスさせる。
省エネルギーのため、単気筒当りの出力が大きい低回転
ロングストローク２サイクル型機関が採用されている。 本機関はストロークに比例してクランク径も大きいため
ピストン往復力を回転力に変換する時に生ずるクランク
開閉力によって回転軸系には縦振動が励起されその振幅
は大出力機関では、縦振動共振点で数ミリメートルから
１０ミリメートルに達するものもある。同様にプロペラ
軸系の捩り振動も励振され捩り振動共振点では軸端で捩
り角度が１°から３°に達する。図４は縦・捩り振動計
測例を示しプロペラ軸系の縦振動や捩り振動により機関
本体や船体居住区画等が大きく振動したりクランク軸を
含むプロペラ軸系が損傷する事故を防止するため建造直
後の試運転において、軸系の振動特性を実測し就航時に
は共振点付近はクイックパスさせる処置がとられている
。２サイクルディーゼル機関を備えた船舶では軸系振動
の励振力は機関の気筒数成分が最も大きいためクイック
パスゾーンは気筒数成分について決める。例えば７気筒
機関で軸系固有振動数が３５０ｃｐｍの場合、機関回転
数５０ｒｐｍ 付近をクイックパスさせる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記例のように７気筒
ディーゼル機関で軸系固有振動数が３５０ｃｐｍ でさ
らにプロペラ翼数が５枚であるとするとプロペラ翼数成
分とは７０ｒｐｍ で共振することになりこの振動応答
にも注意する必要がある。又カップリングボルトのゆる
みやクランク軸系焼ばめ部のすわりなおし等により軸系
の剛性が変化し固有振動数が変化する場合もある。この
ような場合クイックパスゾーンを変更する必要があるが
就航時には変化に気付きにくく軸系の損傷にまで至る場
合もある。船舶就航時は直進時だけでなく後進したり舵
を切ったりの操作が含まれる。直進時は軸系振動共振点
のクイックパスは容易に行なえるが後進や旋回の場合以
下の問題がある。 （１）後進の場合 後進船速が整定するまでは負荷が
大きく変動し負荷に反比例して回転数が動きクイックパ
スゾーンを避けるのが困難、特に前進状態から後進に移
る場合整定まで長時間を要する。 （２）旋回時は船体が回頭をはじめると船体負荷が大き
くなり機関回転数は低下する。この時回転数がクイック
パスゾーンに入ったことに気付けば回転数を下げる操作
で対応できるが乗組員の少ない自動化船では操舵手と連
携をとり機関を運転するのは困難である。 （３）後進や旋回の場合 プロペラまわりの海水流す
なわち伴流分布が大きく乱れプロペラ起振力やプロペラ
トルク変動が大きくなりこの起振力により軸系振動が励
振される場合がある。
ディーゼル機関で軸系固有振動数が３５０ｃｐｍ でさ
らにプロペラ翼数が５枚であるとするとプロペラ翼数成
分とは７０ｒｐｍ で共振することになりこの振動応答
にも注意する必要がある。又カップリングボルトのゆる
みやクランク軸系焼ばめ部のすわりなおし等により軸系
の剛性が変化し固有振動数が変化する場合もある。この
ような場合クイックパスゾーンを変更する必要があるが
就航時には変化に気付きにくく軸系の損傷にまで至る場
合もある。船舶就航時は直進時だけでなく後進したり舵
を切ったりの操作が含まれる。直進時は軸系振動共振点
のクイックパスは容易に行なえるが後進や旋回の場合以
下の問題がある。 （１）後進の場合 後進船速が整定するまでは負荷が
大きく変動し負荷に反比例して回転数が動きクイックパ
スゾーンを避けるのが困難、特に前進状態から後進に移
る場合整定まで長時間を要する。 （２）旋回時は船体が回頭をはじめると船体負荷が大き
くなり機関回転数は低下する。この時回転数がクイック
パスゾーンに入ったことに気付けば回転数を下げる操作
で対応できるが乗組員の少ない自動化船では操舵手と連
携をとり機関を運転するのは困難である。 （３）後進や旋回の場合 プロペラまわりの海水流す
なわち伴流分布が大きく乱れプロペラ起振力やプロペラ
トルク変動が大きくなりこの起振力により軸系振動が励
振される場合がある。
【０００５】この発明の目的は前記不具合を解消し非接
触で長期間安定した軸の縦位置及び縦振動変位、負荷に
よる捩れ角及び捩り振動角度の計測ができる回転軸系縦
振動捩り振動計測装置を提供することである。
触で長期間安定した軸の縦位置及び縦振動変位、負荷に
よる捩れ角及び捩り振動角度の計測ができる回転軸系縦
振動捩り振動計測装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明はディーゼル機
関のクランク軸の前端に並べて設けられた歯数の等しい
平歯車とはすば歯車と、前記クランク軸の後端に設けら
れた前記平歯車と歯数の等しい平歯車と、前記各歯車の
外周に対向して静止側に設けられた非接触形電磁式回転
パルス検出器と、前記クランク軸前端に設けられた平歯
車及びはすば歯車の外周に対向して静止側に設けられた
非接触形電磁式回転パルス検出器、高周波基準信号発振
器、速度カウンタ、位相差カウンタ、、割算器、Ｄ／Ａ
変換器で構成された瞬時縦振動位相差検出手段と、前記
クランク軸前端に設けられた平歯の外周及び前記クラン
ク軸の後端に設けられた平歯の外周とのそれぞれに対向
して設けられた非接触形電磁式回転パルス検出器、高周
波基準信号発振器、速度カウンタ、位相差カウンタ、割
算器、Ｄ／Ａ変換器で構成された瞬時捩り振動位相差検
出手段とを有して成ることを特徴としている。
関のクランク軸の前端に並べて設けられた歯数の等しい
平歯車とはすば歯車と、前記クランク軸の後端に設けら
れた前記平歯車と歯数の等しい平歯車と、前記各歯車の
外周に対向して静止側に設けられた非接触形電磁式回転
パルス検出器と、前記クランク軸前端に設けられた平歯
車及びはすば歯車の外周に対向して静止側に設けられた
非接触形電磁式回転パルス検出器、高周波基準信号発振
器、速度カウンタ、位相差カウンタ、、割算器、Ｄ／Ａ
変換器で構成された瞬時縦振動位相差検出手段と、前記
クランク軸前端に設けられた平歯の外周及び前記クラン
ク軸の後端に設けられた平歯の外周とのそれぞれに対向
して設けられた非接触形電磁式回転パルス検出器、高周
波基準信号発振器、速度カウンタ、位相差カウンタ、割
算器、Ｄ／Ａ変換器で構成された瞬時捩り振動位相差検
出手段とを有して成ることを特徴としている。
【０００７】
【作用】ディーゼル機関のクランク軸の前端及び後端に
それぞれ設けられた平歯車及びはすば歯車の外周に対向
して設けられた非接触形電磁式回転パルス検出器はそれ
ぞれその正面を歯車の歯が通過する毎にパルス電圧を発
生し出力する。クランク軸の前端に設けられた歯数の等
しい平歯車とはすば歯車の外周にそれぞれ対向して設け
られた非接触形電磁式回転パルス検出器、高周波基準信
号発振器、速度カウンタ、位相差カウンタ、割算器、Ｄ
／Ａ変換器、で構成される瞬時縦振動位相差計測手段は
前記平歯車の外周に対向して設けられた非接触形電磁式
回転パルス検出器の出力波形と前記はすば歯車の外周に
対向して設けられた非接触形電磁式回転バルス検出器の
出力波形の位相差を求めアナログ量で出力する。クラン
ク軸前端の平歯とクランク軸後端の平歯とのそれぞれの
外周に対向して設けられている非接触形電磁式回転パル
ス検出器、高周波基準信号発振器、速度カウンタ、位相
差カウンタ、割算器、Ｄ／Ａ変換器で構成される瞬時捩
り位相差計測手段は前記クランク軸前端の平歯車の外周
に対向する非接触形電磁式回転パルス検出器の出力波形
と前記クランク軸後端の平歯車の外周に対向する非接触
形電磁式回転パルス検出器の出力波形との位相差を求め
アナログ量で出力する。
それぞれ設けられた平歯車及びはすば歯車の外周に対向
して設けられた非接触形電磁式回転パルス検出器はそれ
ぞれその正面を歯車の歯が通過する毎にパルス電圧を発
生し出力する。クランク軸の前端に設けられた歯数の等
しい平歯車とはすば歯車の外周にそれぞれ対向して設け
られた非接触形電磁式回転パルス検出器、高周波基準信
号発振器、速度カウンタ、位相差カウンタ、割算器、Ｄ
／Ａ変換器、で構成される瞬時縦振動位相差計測手段は
前記平歯車の外周に対向して設けられた非接触形電磁式
回転パルス検出器の出力波形と前記はすば歯車の外周に
対向して設けられた非接触形電磁式回転バルス検出器の
出力波形の位相差を求めアナログ量で出力する。クラン
ク軸前端の平歯とクランク軸後端の平歯とのそれぞれの
外周に対向して設けられている非接触形電磁式回転パル
ス検出器、高周波基準信号発振器、速度カウンタ、位相
差カウンタ、割算器、Ｄ／Ａ変換器で構成される瞬時捩
り位相差計測手段は前記クランク軸前端の平歯車の外周
に対向する非接触形電磁式回転パルス検出器の出力波形
と前記クランク軸後端の平歯車の外周に対向する非接触
形電磁式回転パルス検出器の出力波形との位相差を求め
アナログ量で出力する。
【０００８】
【実施例】図１〜３によってこの発明の実施例を説明す
る。図１はこの発明に係る実施例のプロペラ推進軸系の
概要図、（ａ）図は全体図、（ｂ）図は（ａ）図の（ｂ
）部拡大図、図２は瞬時位相差計の構成図、図３は回転
パルス信号波形例の図である。図において１は船体、２
はディーゼル機関で前記船体１の機関室に据えつけられ
ている。７はクランク軸で前記ディーゼル機関２の主軸
である。８ははすば歯車、９は平歯車で前記はすば歯車
と歯数が等しくこの二つの歯車は前記クランク軸７の前
端に並べて設けられている。１０はターニングギヤで前
記クランク軸７の後端のフライホイールに設けられ前記
平歯車９と歯数が等しい平歯車である。１１，１２，１
３はいづれも非接触形電磁式回転パルス検出器で１１は
前記ターニングギヤ１０の外周に、１２は前記はすば歯
車８の外周に、１３は前記平歯車９の外周にそれぞれ対
向して静止側に設けられている。ＰＵ−Ａは前記クラン
ク軸前端の平歯車９の外周に対向して設けられた非接触
形電磁式回転パルス検出器１３でＰａは前記非接触形電
磁式回転パルス検出器１３の出力信号である。
る。図１はこの発明に係る実施例のプロペラ推進軸系の
概要図、（ａ）図は全体図、（ｂ）図は（ａ）図の（ｂ
）部拡大図、図２は瞬時位相差計の構成図、図３は回転
パルス信号波形例の図である。図において１は船体、２
はディーゼル機関で前記船体１の機関室に据えつけられ
ている。７はクランク軸で前記ディーゼル機関２の主軸
である。８ははすば歯車、９は平歯車で前記はすば歯車
と歯数が等しくこの二つの歯車は前記クランク軸７の前
端に並べて設けられている。１０はターニングギヤで前
記クランク軸７の後端のフライホイールに設けられ前記
平歯車９と歯数が等しい平歯車である。１１，１２，１
３はいづれも非接触形電磁式回転パルス検出器で１１は
前記ターニングギヤ１０の外周に、１２は前記はすば歯
車８の外周に、１３は前記平歯車９の外周にそれぞれ対
向して静止側に設けられている。ＰＵ−Ａは前記クラン
ク軸前端の平歯車９の外周に対向して設けられた非接触
形電磁式回転パルス検出器１３でＰａは前記非接触形電
磁式回転パルス検出器１３の出力信号である。
【０００９】ＰＵ−Ｂは前記はすば歯車８の外周に対向
する非接触形電磁式回転パルス検出器１２でＰｂは前記
非接触形電磁式回転パルス検出器１２の出力である。Ｐ
Ｕ−Ｃは前記ターニングギヤ１０の外周に対向する非接
触形電磁式回転パルス検出器１１でＰｃは前記非接触形
電磁式回転パルス検出器１１の出力である。２０は高周
波基準信号発振器である。２１ａは縦振動位相差カウン
タで前記高周波基準信号発振器２０と前記非接触形電磁
式回転パルス検出器１３，１２のそれぞれの出力を入力
している。２２は速度カウンタで前記高周波基準信号発
振器２０と前記非接触形電磁式回転パルス検出器１３の
それぞれの出力を入力している。２１ｂは捩り振動位相
差カウンタで前記非接触形電磁式回転パルス検出器１３
，１１の出力と前記高周波基準信号発振器２０の出力を
入力している。
する非接触形電磁式回転パルス検出器１２でＰｂは前記
非接触形電磁式回転パルス検出器１２の出力である。Ｐ
Ｕ−Ｃは前記ターニングギヤ１０の外周に対向する非接
触形電磁式回転パルス検出器１１でＰｃは前記非接触形
電磁式回転パルス検出器１１の出力である。２０は高周
波基準信号発振器である。２１ａは縦振動位相差カウン
タで前記高周波基準信号発振器２０と前記非接触形電磁
式回転パルス検出器１３，１２のそれぞれの出力を入力
している。２２は速度カウンタで前記高周波基準信号発
振器２０と前記非接触形電磁式回転パルス検出器１３の
それぞれの出力を入力している。２１ｂは捩り振動位相
差カウンタで前記非接触形電磁式回転パルス検出器１３
，１１の出力と前記高周波基準信号発振器２０の出力を
入力している。
【００１０】２３ａは縦振動割算器で前記縦振動位相差
カウンタ２１ａの出力と前記速度カウンタ２２の出力を
入力している。２３ｂは捩り振動割算器で前記捩り振動
位相差カウンタ２１ｂの出力と前記速度カウンタ２２の
出力を入力している。２４ａはＤ／Ａ変換器で前記縦振
動割算器２３ａの出力をアナログ変換しアナログ量で出
力する。ａはＤ／Ａ変換器２４ａの出力である。２４ｂ
はＤ／Ａ変換器で前記捩り振動割算器２３ｂの出力をア
ナログ変換しアナログ量で出力する。ｂは前記Ｄ／Ａ変
換器２４ｂの出力である。高周波基準信号発振器２０、
速度カウンタ２２、縦振動位差相カウンタ２１ａ、縦振
動割算器２３ａ、Ｄ／Ａ変換器２４ａは瞬時位相差計を
構成する。高周波基準信号発振器２０、速度カウンタ２
２、捩り振動位相差カウンタ２１ｂ、捩り振動割算器２
３ｂ、Ｄ／Ａ変換器２４ｂは瞬時位相差計を構成する。
カウンタ２１ａの出力と前記速度カウンタ２２の出力を
入力している。２３ｂは捩り振動割算器で前記捩り振動
位相差カウンタ２１ｂの出力と前記速度カウンタ２２の
出力を入力している。２４ａはＤ／Ａ変換器で前記縦振
動割算器２３ａの出力をアナログ変換しアナログ量で出
力する。ａはＤ／Ａ変換器２４ａの出力である。２４ｂ
はＤ／Ａ変換器で前記捩り振動割算器２３ｂの出力をア
ナログ変換しアナログ量で出力する。ｂは前記Ｄ／Ａ変
換器２４ｂの出力である。高周波基準信号発振器２０、
速度カウンタ２２、縦振動位差相カウンタ２１ａ、縦振
動割算器２３ａ、Ｄ／Ａ変換器２４ａは瞬時位相差計を
構成する。高周波基準信号発振器２０、速度カウンタ２
２、捩り振動位相差カウンタ２１ｂ、捩り振動割算器２
３ｂ、Ｄ／Ａ変換器２４ｂは瞬時位相差計を構成する。
【００１１】前記実施例の作用を説明する。高周波基準
信号発振器２０は常に一定周波数で発振しその周波数の
信号を出す非接触形電磁式回転パルス検出器、１１はタ
ーニングギヤ１０の歯がその正面を通る毎にこれに対応
するパルス電圧を発生する。非接触形電磁式回転パルス
検出器１２ははすば歯車８の歯がその正面を通る毎にそ
れに対応するパルス電圧を発生する。非接触形電磁式回
転パルス検出器１３は平歯車９の歯がその正面を通る毎
にそれに対応するパルス電圧を発生する。速度カウンタ
２２は高周波基準信号発振器２０からの入力を非接触形
電磁式回転パルス検出器１３からの入力の立上りでゲー
トオンし次のパルスの立上りでゲートオフしその間の高
周波基準信号の波数を計数する。縦振動位相差カウンタ
２１ａは高周波基準信号発振器２０からの入力を非接触
形電磁式回転パルス検出器１３からの入力信号の立上り
でゲートオンし非接触形電磁式回転パルス検出器１２か
らの入力信号の立上りでゲートオフしこの間の高周波基
準信号の波数を計数し縦振動割算器２３ａに伝える。
信号発振器２０は常に一定周波数で発振しその周波数の
信号を出す非接触形電磁式回転パルス検出器、１１はタ
ーニングギヤ１０の歯がその正面を通る毎にこれに対応
するパルス電圧を発生する。非接触形電磁式回転パルス
検出器１２ははすば歯車８の歯がその正面を通る毎にそ
れに対応するパルス電圧を発生する。非接触形電磁式回
転パルス検出器１３は平歯車９の歯がその正面を通る毎
にそれに対応するパルス電圧を発生する。速度カウンタ
２２は高周波基準信号発振器２０からの入力を非接触形
電磁式回転パルス検出器１３からの入力の立上りでゲー
トオンし次のパルスの立上りでゲートオフしその間の高
周波基準信号の波数を計数する。縦振動位相差カウンタ
２１ａは高周波基準信号発振器２０からの入力を非接触
形電磁式回転パルス検出器１３からの入力信号の立上り
でゲートオンし非接触形電磁式回転パルス検出器１２か
らの入力信号の立上りでゲートオフしこの間の高周波基
準信号の波数を計数し縦振動割算器２３ａに伝える。
【００１２】捩り振動位相差カウンタ２１ｂは高周波基
準信号発振器２０からの入力を非接触形電磁式回転パル
ス検出器１３からの入力信号の立上りでゲートオンし非
接触形電磁式回転パルス検出器１１からの入力信号の立
上りでゲートオフしこの間の高周波基準信号の波数を計
数し捩り振動割算器２３ｂに伝える。縦振動割算器２３
ａは縦振動位相差カウンタ２１ａから入力される計数値
と速度カウンタ２２から入力される計数値との比を求め
てＤ／Ａ変換器２４ａに伝えＤ／Ａ変換器はこれをアナ
ログ量に変換して出力ａとする。
準信号発振器２０からの入力を非接触形電磁式回転パル
ス検出器１３からの入力信号の立上りでゲートオンし非
接触形電磁式回転パルス検出器１１からの入力信号の立
上りでゲートオフしこの間の高周波基準信号の波数を計
数し捩り振動割算器２３ｂに伝える。縦振動割算器２３
ａは縦振動位相差カウンタ２１ａから入力される計数値
と速度カウンタ２２から入力される計数値との比を求め
てＤ／Ａ変換器２４ａに伝えＤ／Ａ変換器はこれをアナ
ログ量に変換して出力ａとする。
【００１３】捩り振動割算器２３ｂは捩り振動位相差カ
ウンタ２１ｂから入力される計数値と速度カウンタ２２
から入力される計数値の比を求めてＤ／Ａ変換器２４ｂ
に伝え、Ｄ／Ａ変換器２４ｂはこれをアナログ量に変換
して出力ｂとする。クランク軸が一定速度で回転してい
るとき、平歯車の外周に対向している非接触形電磁式回
転パルス検出器の出力波形の回転パルス周期ＴはＴ＝ｌ
／（Ｄπｆｒ ） … （１
）ｌ：歯車の歯の外周ピッチ Ｄ：歯車の外径 ｆｒ ：歯車の回転周波数 このとき非接触形電磁式回転パルス検出器１３と非接触
形電磁式回転パルス検出器１２の出力信号の位相差時間
をＴＡ とするとＴＡ ＝ｌＡ ／（Ｄπｆｒ ）
… （２） ｌＡ ＝ｌＡＺ＋ｘｏ ｔａｎ φ
… （４）ｌＡＺ：非接触形電磁式回転パルス検出
器１３と非接触形電磁式回転パルス 検出器１２の取付状態による値 ｘｏ ：平歯車９及びはすば歯車８の軸方向移動長さφ
：はすば歯車の歯筋の歯車軸に対してなす角
ウンタ２１ｂから入力される計数値と速度カウンタ２２
から入力される計数値の比を求めてＤ／Ａ変換器２４ｂ
に伝え、Ｄ／Ａ変換器２４ｂはこれをアナログ量に変換
して出力ｂとする。クランク軸が一定速度で回転してい
るとき、平歯車の外周に対向している非接触形電磁式回
転パルス検出器の出力波形の回転パルス周期ＴはＴ＝ｌ
／（Ｄπｆｒ ） … （１
）ｌ：歯車の歯の外周ピッチ Ｄ：歯車の外径 ｆｒ ：歯車の回転周波数 このとき非接触形電磁式回転パルス検出器１３と非接触
形電磁式回転パルス検出器１２の出力信号の位相差時間
をＴＡ とするとＴＡ ＝ｌＡ ／（Ｄπｆｒ ）
… （２） ｌＡ ＝ｌＡＺ＋ｘｏ ｔａｎ φ
… （４）ｌＡＺ：非接触形電磁式回転パルス検出
器１３と非接触形電磁式回転パルス 検出器１２の取付状態による値 ｘｏ ：平歯車９及びはすば歯車８の軸方向移動長さφ
：はすば歯車の歯筋の歯車軸に対してなす角
【００
１４】このとき軸が縦方向にｘｉ 変位すると位相差時
間が変化する。これをＴＡｉにすると、 Ｔ
Ａｉ＝（ｌＡ ＋ｘｉ ｔａｎ φ）／（Ｄπｆｒ ）
… （５）前記回転パルス周期Ｔと位相差時
間ＴＡｉとの比をＸｉ とすると Ｘｉ ＝ＴＡｉ／Ｔ＝ｌＡＺ／ｌ＋（ｘｏ ｔａｎ φ
）／ｌ＋（ｘｉ ｔａｎ φ）／ｌ…（７）第１項ＴＡ
ｉ／ｌは設置時に決まる値で定数である。第２項（ｘｏ
ｔａｎ φ）／ｌは軸の伸び等比較的ゆっくりした時間
変化量。第３項（ｘｉ ｔａｎ φ）／ｌは軸の縦振動
成分で比較的はやく変化する量である。非接触形電磁式
回転パルス検出器１３と非接触形電磁式回転パルス検出
器１１の出力信号波形の位相差時間ＴＢ はＴＢ ＝θ
Ｂ ／（３６０ｆｒ ） … （８）θＢ
＝θＺ ＋θＯ
… （９）θＺ ：平歯車９とターニングギヤ１０の
軸への取付方と非接触形電磁式回 転パルス検出器１３，１１の取付方によって決る値で定
数。 θＯ ：クランク軸の負荷トルクによる捩れ角。 このとき軸に捩り振動が生じθｉ 捩れると位相差時間
が変化する。これをＴＢｉ とすると ＴＢｉ＝（θＢｉ＋θｉ ）／（３６０・ｆｒ ）（１
）式の回転パルス周期Ｔは歯車のピッチ角θＰ で表わ
すと Ｔ＝θＰ ／（３６０・ｆｒ ） … （
１０）
１４】このとき軸が縦方向にｘｉ 変位すると位相差時
間が変化する。これをＴＡｉにすると、 Ｔ
Ａｉ＝（ｌＡ ＋ｘｉ ｔａｎ φ）／（Ｄπｆｒ ）
… （５）前記回転パルス周期Ｔと位相差時
間ＴＡｉとの比をＸｉ とすると Ｘｉ ＝ＴＡｉ／Ｔ＝ｌＡＺ／ｌ＋（ｘｏ ｔａｎ φ
）／ｌ＋（ｘｉ ｔａｎ φ）／ｌ…（７）第１項ＴＡ
ｉ／ｌは設置時に決まる値で定数である。第２項（ｘｏ
ｔａｎ φ）／ｌは軸の伸び等比較的ゆっくりした時間
変化量。第３項（ｘｉ ｔａｎ φ）／ｌは軸の縦振動
成分で比較的はやく変化する量である。非接触形電磁式
回転パルス検出器１３と非接触形電磁式回転パルス検出
器１１の出力信号波形の位相差時間ＴＢ はＴＢ ＝θ
Ｂ ／（３６０ｆｒ ） … （８）θＢ
＝θＺ ＋θＯ
… （９）θＺ ：平歯車９とターニングギヤ１０の
軸への取付方と非接触形電磁式回 転パルス検出器１３，１１の取付方によって決る値で定
数。 θＯ ：クランク軸の負荷トルクによる捩れ角。 このとき軸に捩り振動が生じθｉ 捩れると位相差時間
が変化する。これをＴＢｉ とすると ＴＢｉ＝（θＢｉ＋θｉ ）／（３６０・ｆｒ ）（１
）式の回転パルス周期Ｔは歯車のピッチ角θＰ で表わ
すと Ｔ＝θＰ ／（３６０・ｆｒ ） … （
１０）
【００１５】回転パルス周期Ｔと位相差時間ＴＢ
ｉとの比をＸｉ とすると Ｘｉ ＝ＴＢｉ／Ｔ＝θＺ ／θＰ ＋θＯ ／θ
Ｐ ＋θｉ ／θＰ … （１１）右辺第１
項θＺ ／θＰ は設置時に決る定数。右辺第２項θＯ
／θＰ は負荷トルクに比例して比較的ゆっくり変化
する変化量。右辺第３項θｉ ／θＰ は軸の捩り振動
成分で周期的に比較的はやく変化する量。瞬時位相差計
の速度カウンタ２２では回転パルス周期Ｔを高周波基準
信号ｆｃ の波数で計数する。これをＮとするとＮ＝ｆ
ｃ ×Ｔ …
（１２）縦振動位相差カウンタ２１ａは位相差時間ＴＡ
ｉを高周波基準信号の波数で計数する。これをＮＡｉと
するとＮＡｉ＝ｆｃ ×ＴＡｉ
… （１３）捩り振動位相差カウンタ２１ｂは
位相差時間ＴＢｉを高周波基準信号の波数で計数する。 これをＮＢｉとするとＮＢｉ＝ｆｃ ×ＴＢｉ
… （１４）これらの比を求め
ると ＮＡｉ／Ｎ＝ＴＡｉ／Ｔ＝Ｘｉ ， ＮＢｉ／Ｎ
＝ＴＢｉ／Ｔ＝Ｙｉ … （１５）となり前
記（７）式及び（１１）式の左辺の値が得られる。
ｉとの比をＸｉ とすると Ｘｉ ＝ＴＢｉ／Ｔ＝θＺ ／θＰ ＋θＯ ／θ
Ｐ ＋θｉ ／θＰ … （１１）右辺第１
項θＺ ／θＰ は設置時に決る定数。右辺第２項θＯ
／θＰ は負荷トルクに比例して比較的ゆっくり変化
する変化量。右辺第３項θｉ ／θＰ は軸の捩り振動
成分で周期的に比較的はやく変化する量。瞬時位相差計
の速度カウンタ２２では回転パルス周期Ｔを高周波基準
信号ｆｃ の波数で計数する。これをＮとするとＮ＝ｆ
ｃ ×Ｔ …
（１２）縦振動位相差カウンタ２１ａは位相差時間ＴＡ
ｉを高周波基準信号の波数で計数する。これをＮＡｉと
するとＮＡｉ＝ｆｃ ×ＴＡｉ
… （１３）捩り振動位相差カウンタ２１ｂは
位相差時間ＴＢｉを高周波基準信号の波数で計数する。 これをＮＢｉとするとＮＢｉ＝ｆｃ ×ＴＢｉ
… （１４）これらの比を求め
ると ＮＡｉ／Ｎ＝ＴＡｉ／Ｔ＝Ｘｉ ， ＮＢｉ／Ｎ
＝ＴＢｉ／Ｔ＝Ｙｉ … （１５）となり前
記（７）式及び（１１）式の左辺の値が得られる。
【００１６】
【発明の効果】この発明は前記のとおり構成されている
ので、非接触方式で長期間安定した軸の縦変位及び縦振
動変位、負荷による捩れ角及び捩り振動角を計測できる
。これらの振動は直接軸内部に振動に比例した応力を発
生させる物質量であり、この明細書には図示していない
がメータや記録装置で監視することにより軸の疲労程度
を知ることができる。また振動値が後進や旋回時等に規
定値を超えたとき運転操作員に警報で知らせる装置を設
けることにより運転操作による軸応力を小さく押える方
向に調整すれば軸に損傷を与えることを未然に防止でき
る。よってこの発明は非接触で長期間安定して軸の縦位
置及び縦振動変位、負荷による捩れ角及び捩り振動角を
計測できる回転軸系縦・捩り振動計測装置を提供できる
。
ので、非接触方式で長期間安定した軸の縦変位及び縦振
動変位、負荷による捩れ角及び捩り振動角を計測できる
。これらの振動は直接軸内部に振動に比例した応力を発
生させる物質量であり、この明細書には図示していない
がメータや記録装置で監視することにより軸の疲労程度
を知ることができる。また振動値が後進や旋回時等に規
定値を超えたとき運転操作員に警報で知らせる装置を設
けることにより運転操作による軸応力を小さく押える方
向に調整すれば軸に損傷を与えることを未然に防止でき
る。よってこの発明は非接触で長期間安定して軸の縦位
置及び縦振動変位、負荷による捩れ角及び捩り振動角を
計測できる回転軸系縦・捩り振動計測装置を提供できる
。
【図１】この発明に係る実施例のプロペラ推進軸系の概
要図。（ａ）図は全体図、（ｂ）図は（ａ）図における
（ｂ）部拡大図。
要図。（ａ）図は全体図、（ｂ）図は（ａ）図における
（ｂ）部拡大図。
【図２】瞬時位相差計の構成図。
【図３】回転パルス信号波形例の図。
【図４】縦捩り振動計測例の図。
２ ディーゼル機関
７ クランク軸
８ はすば歯車
９ 平歯車
１０ ターニングギヤ
１１，１２，１３ 非接触形電磁式回転パルス検
出器２０ 高周波基準信号発振器 ２１ａ 縦振動位相差カウンタ ２１ｂ 捩り振動位相差カウンタ ２２ 速度カウンタ ２３ａ 縦振動割算器 ２３ｂ 捩り振動割算器 ２４ａ，２４ｂ Ｄ／Ａ変換器
出器２０ 高周波基準信号発振器 ２１ａ 縦振動位相差カウンタ ２１ｂ 捩り振動位相差カウンタ ２２ 速度カウンタ ２３ａ 縦振動割算器 ２３ｂ 捩り振動割算器 ２４ａ，２４ｂ Ｄ／Ａ変換器
Claims (1)
- 【請求項１】 ディーゼル機関において；クランク軸
（７）前端に並べて設けられた歯数の等しい平歯車（９
）及びはすば歯車（８）と、前記クランク軸（７）後端
に設けられた前記平歯車と歯数の等しい平歯車（１０）
と、前記各歯車の外周に対向して静止側に設けられた非
接触形電磁式回転パルス検出器（１３）（１２）（１１
）と、前記クランク軸前端の平歯車とはすば歯車に対向
して設けられた非接触形電磁式回転バルス検出器、高周
波基準信号発振器（２０）、位相差カウンタ（２１ａ）
、速度カウンタ（２２）、割算器（２３ａ）、Ｄ／Ａ変
換器（２４ａ）で構成された瞬時縦振動位相差検出手段
と；前記クランク軸前端の平歯車に対向する非接触形電
磁式回転パルス検出器（１３）、前記クランク軸後端の
平歯車に対向する非接触形電磁式回転パルス検出器（１
１）、高周波基準信号発振器（２０）、位相カウンタ（
２１ｂ）、速度カウンタ（２２）、割算器（２３ｂ）、
Ｄ／Ａ変換器（２４ｂ）で構成された瞬時捩り振動位相
差検出手段とを有して成る回転軸系縦振動・捩り振動計
測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11212691A JPH04319629A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 回転軸系縦振動・捩り振動計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11212691A JPH04319629A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 回転軸系縦振動・捩り振動計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04319629A true JPH04319629A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=14578851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11212691A Withdrawn JPH04319629A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 回転軸系縦振動・捩り振動計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04319629A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0622698A3 (en) * | 1993-04-28 | 1995-10-04 | Canon Kk | Photosensitive drum, work unit and imaging device. |
| EP0762101A1 (de) * | 1995-08-28 | 1997-03-12 | Jenbacher Energiesysteme Ag | Erkennen irregulärer Betriebszustände eines Verbrennungsmotors durch drehzahlabhängige Torsionsschwingungen der Kurbelwelle |
| CN111854917A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-10-30 | 感知矩阵(沈阳)科技有限公司 | 一种基于机器视觉的非接触式扭振测量方法 |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP11212691A patent/JPH04319629A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0622698A3 (en) * | 1993-04-28 | 1995-10-04 | Canon Kk | Photosensitive drum, work unit and imaging device. |
| US5825472A (en) * | 1993-04-28 | 1998-10-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Photosensitive drum, process cartridge and image forming apparatus |
| EP0762101A1 (de) * | 1995-08-28 | 1997-03-12 | Jenbacher Energiesysteme Ag | Erkennen irregulärer Betriebszustände eines Verbrennungsmotors durch drehzahlabhängige Torsionsschwingungen der Kurbelwelle |
| CN111854917A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-10-30 | 感知矩阵(沈阳)科技有限公司 | 一种基于机器视觉的非接触式扭振测量方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |