JPH08136338A - 回転体の振動モード計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転体の振動モード計測装置に関し、複数個
所の振動を同時に測定でき、測定時間を短縮する。 【構成】 ロータ８にねじでリニアアクチュエータ取付
け治具１が固定され、治具１の円周上には複数のリニア
アクチュエータ２が取付けられる。アクチュエータ２の
ロッド３にはレーザ式変位計４が各々支持されており、
パルス発振器６により駆動され、ロッド３の伸縮により
変位計４の位置が調整される。ロータ８は発振器１８に
より加振器７で加振されると共にその検出信号が振動モ
ード解析器１５に入力され、複数の変位計４からの信号
とで振動モードを演算し、プロッタ１６に表示される。
従って複数の変位計４の信号で同時に短時間で測定がで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転機械の羽根の静的固
有振動数及び振動モード測定に適用される回転体の振動
モード計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通風機等の回転機械はロータ翼の固有振
動数、羽根枚数成分等、常用回転数において共振を回避
していることを確認しなければならない。その確認とし
て、翼根部に歪ゲージを貼付し、回転中の翼応力をテレ
メータ方式で計測する方法があるが、一回のテストに莫
大な作業時間を費やす。そのためロータ停止状態で、静
的固有振動数を計測し、その結果から常用回転数におい
て上記共振条件の回避の判断を行う必要があった。

【０００３】図６は従来の通風機の振動モード計測作業
を行う装置の構成図を示し、図７はその側面図を示す。
通風機は図７に示すように回転体（ロータ）８、主板１
１、羽根１０、側板９から構成される。この側板９には
フォースセンサー付き加振機７と振動モードを計測する
加速度ピックアップ１９が取付けてある。

【０００４】図６において、フォースセンサー付き加振
器７は発振器１８と電力増幅器１７から駆動され、側板
９を加振し、側板９に加わる加振力をフォースセンサー
で検出して増幅器１４−２で増幅し、振動モード解析器
１５に入力する。

【０００５】加速度ピックアップ１９で検出した振動デ
ータは増幅器１４−１に入力され、増幅後、振動モード
解析器１５に入力する。振動モード解析器１５はこのフ
ォースセンサー付き加振器７の加振力と加速度ピックア
ップ１９の加速度との伝達関数の振幅、位相を求め、記
憶する。次に、加速度ピックアップ１９を所定の位置に
移動し、同様に伝達関数を求め、これを数回くり返し、
側板９の円周の伝達関数を算出したのち振動モードをプ
ロッタ１６に出力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
回転体の振動モード計測作業には側板９の一円周に加速
度ピックアップ１９を１個設置し、これを移動し、フォ
ースセンサー付き加振器７の加振力と各応答点の加速度
ピックアップ１９で検出した加速度信号との伝達関数の
振幅と位相から振動モードを把握するため、計測作業に
時間がかかっていた。

【０００７】また、ロータ（回転体）８が大型化すれ
ば、加速度ピックアップ１９の移動が大がかりとなり、
場合によっては困難になり、足場等を設置する等、して
計測しなければならないため莫大な作業時間と労力を費
やしていた。

【０００８】本発明はこのような問題点を解決するため
一円周に多数の変位計を取付けて変位信号を同時に取込
み、振動モードを短時間に解析する計測装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、複
数の変位計、各変位計を支持する位置決め手段、これら
複数の位置決め手段を回転体の外周方向に取付ける取付
手段、回転体の加振手段、この加振を検出する手段、複
数の変位計からの信号及び加振検出手段からの信号を入
力し、回転体の振動モードを演算する手段とを備えた構
成とする。

【００１０】即ち、本発明は、回転体の計測装置におけ
る振動を検出する複数の変位計と、同変位計を支持し、
同各変位計の前記回転体の軸に対する位置を調整する位
置決め手段と、前記回転体に対して取付けられ、前記変
位計を支持した前記位置決め手段を前記同回転体の外周
方向の所望の位置にそれぞれ特定し、取付ける取付手段
と、前記回転体に所望の振動数による振動を与える加振
手段と、同加振手段により前記回転体に与えられた振動
数を得る加振検出手段と、同加振検出手段で検出した前
記振動数の信号及び前記複数の各変位計の前記計測位置
からの各信号を入力し、前記回転体の各計測位置の振動
モードを演算する手段とを具備して成ることを特徴とす
る回転体の振動モード計測装置を提供する。

【００１１】

【作用】本発明はこのような手段により、まず、取付手
段で回転体に取付けられた位置決め手段により各変位計
の回転体の軸からの位置を調整し、各変位計の回転体円
周上での位置決めを行う。具体的な手段としては、例え
ば、リニアアクチュエータのロッドに変位計を取付けて
おき、ロッドを伸縮することにより行う。加振手段から
は回転体に加振力を与える。加振手段としては、発振器
により加振器を駆動することにより行うことができる。
同時にこの加振手段による加振の振動を加振検出手段に
より検出する。加振検出手段としては、例えば、加振器
にフォースセンサーを設けておき、加振と同時に回転体
の振動をこのフォースセンサーで検出するようにすれば
良い。この加振検出手段で検出した信号と、複数の変位
計で検出した信号は演算手段に入力され、演算手段によ
り回転体の円周に取付けた変位計の変位信号と加振手段
の加振力との伝達関数の振幅、位相から振動モードを測
定することができ、計測作業時間が従来と比べ、大幅に
短縮され、計測のための労力の削減ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は本発明の一実施例に係る回転体の
振動モード計測装置の側面図、図２は図１におけるアク
チュエータ部のブロック図である。図１において、ロー
タ本体にリニアアクチュエータ取付け治具１を２０で示
すようにネジ止めし、固定する。この治具１には一円周
にリニアアクチュエータ２を多数（本実施例では１２
個）設置し、ロッド３を介してレーザ式変位計４が取付
けられている。

【００１３】図２において、パルス発振器６の出力信号
はモータ駆動用ドライバ５に入力し、リニアアクチュエ
ータ２を駆動させる。このリニアアクチュエータ２はモ
ータとエンコーダとリードネジで構成され、パルス発振
器６のパルス信号からモータを回転させ、エンコーダで
判断し位置決めを行い、リードネジで回転運動を直線運
動に変換でき、ロッド３を上下させ、ロッド３の先端に
取付けたレーザ式変位計４の位置決めができるようにな
っている。

【００１４】このモータ駆動用ドライバ５とパルス発振
器６は詳細図示省略しているが、１系統の装置で各アク
チュエータ２に信号を送るように配線し、各アクチュエ
ータ２を順に又は制御して位置決めしするのが好ましい
が、各アクチュエータ２にそれぞれ個別にこのようなパ
ルス発振器６を設けて個別に制御しても良いのはもちろ
んである。

【００１５】このように本実施例では、レーザ式変位計
４を取付けたリニアアクチュエータ２を複数個（１２
個）の取付け治具１の円周上に設置し、各レーザ式変位
計４はリニアアクチュエータ２を上下して位置が調整で
きるような構成である。

【００１６】図３は本発明の回転体の振動モード計測装
置を通風機の側板の振動モード計測に適用した例を示す
側面図、図４はその正面図と計測装置の全体構成を示す
ブロック図である。両図において、通風機はロータ８、
主板１１、主板１１に取付けられた羽根１０、羽根１０
に取付けられた側板９から構成され、この側板９には、
フォースセンサー付き加振器７が取付けられている。

【００１７】又、ロータ８には、複数のリニアアクチュ
エータ２、それらに取付けられたレーザ式変位計４とを
備えたリニアアクチュエータ取付け治具１がねじでロー
タ８に固定し、取付けられている。又、このロータ８は
両端を軸受１２で支持され、回転する構造である。

【００１８】図４において計測装置のブロック図を説明
する。６は先の従来例で説明のようにパルス発振器、５
はこのパルス発振器６の信号を受け、リニアアクチュエ
ータ２のモータを駆動するためのモータ駆動用ドライバ
である。１８は従来と同じく発振器、１７は発振器１８
の出力を増幅する電力増幅器でフォースセンサー付加振
器７を加振するものである。１４はこのフォースセンサ
ーで検出した信号を増幅する増幅器である。１３は複数
のレーザ式変位計４からの信号を入力し、信号を振動モ
ード解析器１５の入力信号へ変換する変換器、１５はこ
れらの変位計４の信号及び増幅器１４からの加振信号を
入力し、振動モードを演算する振動モード解析器、１６
はプロッタである。

【００１９】このような構成で、今、発振器１８と電力
増幅器１７とでフォースセンサー付き加振器７を固有振
動数で加振した時、図３に示すようなモードＭで側板９
が前後に振動していたとする。

【００２０】この時のフォースセンサー付き加振器７の
加振力をフォースセンサーで検出し、増幅器１４で増幅
後、振動モード解析器１５に入力する。これと共にパル
ス発振器６からの出力信号をモータ駆動用ドライバ５に
入力し、リニアアクチュエータ取付け治具１の一円周に
１２点取付けてあるリニアアクチュエータ２が駆動し、
ロッド３を介してレーザ式変位計４の位置決めを行い、
位置決め設定後、１２カ所の変位計４の出力信号を変換
器１３に入力し、変換器１３の出力を振動モード解析器
１５に同時に入力する。

【００２１】振動モード解析器１５は加振器７の加振力
とレーザ式変位計４の変位信号から各１２点の伝達関数
を測定し、この伝達関数の振幅と位相を測定し、図５に
示すようにプロッタ１６に振動モードＭ_O として出力す
るものである。

【００２２】上記に説明の実施例において、フォースセ
ンサー付き加振器７を加振するための発振器１８の駆
動、複数のリニアアクチュエータ２のモータの駆動のた
めのパルス発振器６の作動、等は個々に発振器１８，６
を駆動、制御しても良いし、図示してない制御装置又は
振動モード解析器１５で連動し、集中制御しても、いず
れでも良いものである。

【００２３】図５は上記の１２個のレーザ式変位計４で
検出した信号に基づいて振動モード解析器１５からプロ
ッタ１６に出力した側板９の振動モードＭ_O を示す図で
あり、振動モードをこのように表示することができる。

【００２４】このような実施例によれば、リニアアクチ
ュエータ取付け治具１を介してその円周上にリニアアク
チュエータ２を取付け、ロッド３の先端に取付けたレー
ザ式変位計４の位置決めをすると共に、位置決め後、同
時に振動モードを測定することができ、計測のための足
場、等の必要もなく、計測作業時間の短縮や労力を削減
することができ、作業効率が向上するものである。

【００２５】

【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
においては、複数の変位計、各変位計を支持する位置決
め手段、これら複数の位置決め手段を回転体の外周方向
に取付ける取付手段、回転体の加振手段、この回転体の
加振を検出する手段、複数の変位計からの信号及び加振
検出手段からの信号を入力し、回転体の振動モードを演
算する手段とを備えた構成としたので、回転体の複数の
計測、位置にレーザ式変位計、等を取付け、これらの回
転体に対する位置決めが容易になされると共に同時に振
動モードを測定することができ、従来のようにセンサを
移動したり、移動のための足場、等の必要もなく、計測
作業時間の短縮や労力を削減することができ、作業効率
が向上するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る回転体の振動モード計
測装置の側面図である。

【図２】本発明の一実施例の回転体の振動モード計測装
置におけるアクチュエータ部のブロック図である。

【図３】本発明の回転体の振動モード計測装置を通風機
に組込んだ側面図である。

【図４】図３における側面図と計測部のブロック図を示
す図である。

【図５】本発明の一実施例に係る回転体の振動モード計
測装置の測定結果をプロットした図である。

【図６】従来の振動モード計測装置の全体構成図であ
る。

【図７】従来の振動モード計測装置の側面図である。

【符号の説明】

１ リニアアクチュエータ取付け治具 ２ リニアアクチュエータ ３ ロッド ４ レーザ式変位計 ５ モータ駆動用ドライバ ６ パルス発振器 ７ フォースセンサー付き加振器 ８ ロータ ９ 側板 １０ 羽根 １１ 主板 １３ 変換器 １４ 増幅器 １５ 振動モード解析器 １６ プロッタ １７ 電力増幅器 １８ 発振器 １９ 加速度ピックアップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体の計測装置における振動を検出す
   る複数の変位計と、同変位計を支持し、同各変位計の前
   記回転体の軸に対する位置を調整する位置決め手段と、
   前記回転体に対して取付けられ、前記変位計を支持した
   前記位置決め手段を前記同回転体の外周方向の所望の位
   置にそれぞれ特定し、取付ける取付手段と、前記回転体
   に所望の振動数による振動を与える加振手段と、同加振
   手段により前記回転体に与えられた振動数を得る加振検
   出手段と、同加振検出手段で検出した前記振動数の信号
   及び前記複数の各変位計の前記計測位置からの各信号を
   入力し、前記回転体の各計測位置の振動モードを演算す
   る手段とを具備して成ることを特徴とする回転体の振動
   モード計測装置。