JPS61204530A - 回転体の高速釣り合せ装置 - Google Patents
回転体の高速釣り合せ装置Info
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- JPS61204530A JPS61204530A JP24345385A JP24345385A JPS61204530A JP S61204530 A JPS61204530 A JP S61204530A JP 24345385 A JP24345385 A JP 24345385A JP 24345385 A JP24345385 A JP 24345385A JP S61204530 A JPS61204530 A JP S61204530A
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- JP
- Japan
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- rotating body
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- amplitude
- detectors
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- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 2
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 abstract 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/14—Determining imbalance
- G01M1/16—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
- G01M1/22—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested and converting vibrations due to imbalance into electric variables
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Balance (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
【発明の詳細な説明】
本発明は回転体の前回り振れ回り成分を検出して高速釣
り合せを行う装置に関するものである。
り合せを行う装置に関するものである。
回転体の動的釣り合せ法は低速釣り合せ法と高速釣り合
せ法とに分けられる。そして低速釣り合せ法は、通常の
釣り合い試験機で回転体を剛体として扱って釣り合せる
方法で、不釣り合いによる遠心力の静的成分とモーメン
ト成分とを釣り合せる。これに対して高速釣り合せ法は
、回転体を弾性体として扱って釣り合せる方法で、回転
体をこれが弾性的に曲がる危険速度付近またはこの危険
速度を超えて使用最高回転数付近まで高速回転させて釣
り合せるもので、本発明装置は高速釣り合せ法に関する
。
せ法とに分けられる。そして低速釣り合せ法は、通常の
釣り合い試験機で回転体を剛体として扱って釣り合せる
方法で、不釣り合いによる遠心力の静的成分とモーメン
ト成分とを釣り合せる。これに対して高速釣り合せ法は
、回転体を弾性体として扱って釣り合せる方法で、回転
体をこれが弾性的に曲がる危険速度付近またはこの危険
速度を超えて使用最高回転数付近まで高速回転させて釣
り合せるもので、本発明装置は高速釣り合せ法に関する
。
従来の高速釣り合い試験機では軸受台の振動を軸の半径
方向１方向から測定し、このデータを用いて釣り合せを
行っていた。この方法は低速釣り合せの場合や軸受全体
の剛性が等方の場合は測定系が簡単なため好都合である
。しかし回転体の不釣り合いは回転体自体の質量のアン
バランスによるものと回転体の支持条件（軸受の剛性、
油膜の状態等）によるものとから構成されるため、軸受
全体の剛性が円周方向によって異なりまた高速釣り合せ
を行う場合には、得られたデータは非常に複雑となり、
測定する方向によりて値が違ったり、１方向の振動を良
くしようとして他方向の振動を悪化させることがあり得
る。
方向１方向から測定し、このデータを用いて釣り合せを
行っていた。この方法は低速釣り合せの場合や軸受全体
の剛性が等方の場合は測定系が簡単なため好都合である
。しかし回転体の不釣り合いは回転体自体の質量のアン
バランスによるものと回転体の支持条件（軸受の剛性、
油膜の状態等）によるものとから構成されるため、軸受
全体の剛性が円周方向によって異なりまた高速釣り合せ
を行う場合には、得られたデータは非常に複雑となり、
測定する方向によりて値が違ったり、１方向の振動を良
くしようとして他方向の振動を悪化させることがあり得
る。
すなわち、一般に回転軸の振動は、２次元的振動をする
場合が多く、これを振れ回り振動と呼んでいる。この振
れ回り振動は、軸受や軸支持構造の弾性係数が通常水平
方向と垂直方向とで異なるため、後述するように円形振
れ回りにはならず楕円形振れ回りとなる。また加振力の
方向によっても変化する。
場合が多く、これを振れ回り振動と呼んでいる。この振
れ回り振動は、軸受や軸支持構造の弾性係数が通常水平
方向と垂直方向とで異なるため、後述するように円形振
れ回りにはならず楕円形振れ回りとなる。また加振力の
方向によっても変化する。
第３図は、回転軸１のＸ方向とＸ方向の支持剛性が等し
い場合における、すなわち回転体自体の質量の不釣り合
いのみによる円形振れ回りの概要を示す。１ａは軸１の
中心、２４は軸１の回転方向、２１は軸受の中心、２３
は軸１の中心１ａの公転軌道、Ｆ、は軸１の不釣り合い
慣性力、Ｆ、は復元力、Ｆ、は減衰力、Ｆ４は不釣り合
い力である。
い場合における、すなわち回転体自体の質量の不釣り合
いのみによる円形振れ回りの概要を示す。１ａは軸１の
中心、２４は軸１の回転方向、２１は軸受の中心、２３
は軸１の中心１ａの公転軌道、Ｆ、は軸１の不釣り合い
慣性力、Ｆ、は復元力、Ｆ、は減衰力、Ｆ４は不釣り合
い力である。
１ この場合、軸１は自体で回転（自転）しながら軸受
内で円形の公転軌道２３を振れ回り、また自転と公転の
方向と周期は同一である。そして、 ω・・・・・・・・・回転角速度 φ・・・・・・・・・位相角 Ａ・・・・・・・・・振幅 とすれば、ｘ、Ｘ方向の撮動は式（１１）で表わされる
。
内で円形の公転軌道２３を振れ回り、また自転と公転の
方向と周期は同一である。そして、 ω・・・・・・・・・回転角速度 φ・・・・・・・・・位相角 Ａ・・・・・・・・・振幅 とすれば、ｘ、Ｘ方向の撮動は式（１１）で表わされる
。
しかし、回転軸１のＸ方向とＸ方向との支持剛性（軸受
の剛性、油膜の性態等）が異なる場合には、第４図に示
すように軸１は矢印２４の方向に自転し・なからその中
心！ａは軸受内を楕円軌道２５上を順方向あるいは逆方
向に公転する。そしてこの楕円軌道２５を分解すると、
第５図に示すごとく、順方向の前回り振れ回り円形成分
（Ａ）と逆方向の後回り振れ回り円形成分（Ｂ）とから
合成されたものであることが分かる。なお、前回り振れ
回りとは回転体のその自転方向２４と同じ方向の公転軌
道２３上の動きであり、後回り振れ回りとは回転体のそ
の自転方向２４と逆の方向の公転軌道２３上の動きであ
る。この後回り振れ回りは、回転軸の支持剛性が円周方
向によって異なるだけでなく、例えば軸の曲がりなどに
よっても発生する。
の剛性、油膜の性態等）が異なる場合には、第４図に示
すように軸１は矢印２４の方向に自転し・なからその中
心！ａは軸受内を楕円軌道２５上を順方向あるいは逆方
向に公転する。そしてこの楕円軌道２５を分解すると、
第５図に示すごとく、順方向の前回り振れ回り円形成分
（Ａ）と逆方向の後回り振れ回り円形成分（Ｂ）とから
合成されたものであることが分かる。なお、前回り振れ
回りとは回転体のその自転方向２４と同じ方向の公転軌
道２３上の動きであり、後回り振れ回りとは回転体のそ
の自転方向２４と逆の方向の公転軌道２３上の動きであ
る。この後回り振れ回りは、回転軸の支持剛性が円周方
向によって異なるだけでなく、例えば軸の曲がりなどに
よっても発生する。
従って、楕円形振れ回りの場合のｘ、Ｘ方向の振動すな
わち変位の瞬時値ｘ（ｔ）、ｙ（１）を複素数表示をす
ると、次の式（１２）で表わされる。なお、マ、ｙはベ
クトルを示す。
わち変位の瞬時値ｘ（ｔ）、ｙ（１）を複素数表示をす
ると、次の式（１２）で表わされる。なお、マ、ｙはベ
クトルを示す。
式（１２）において、第１項が前回り振れ回り成分、第
２項が後回り振れ回り成分である。モして、前回り振れ
回り成分の振幅ベクトルλｆはｘ、Ｘ方向振幅ベクトル
の和の弼で与えられる。
２項が後回り振れ回り成分である。モして、前回り振れ
回り成分の振幅ベクトルλｆはｘ、Ｘ方向振幅ベクトル
の和の弼で与えられる。
上記したように複雑な回転状態を一方向から振動測定し
ても、第２図面の簡単な説明は後述）に示すＸ方向の撮
動の記録あるいはＹ方向の振動の記録のように異なった
結果しか得られず、このため従来は複雑な計算によって
釣り合せ条件を求めていたのである。
ても、第２図面の簡単な説明は後述）に示すＸ方向の撮
動の記録あるいはＹ方向の振動の記録のように異なった
結果しか得られず、このため従来は複雑な計算によって
釣り合せ条件を求めていたのである。
本発明の釣り合せ装置はこのような問題点を解決するた
めになされたものであり、回転体の釣り合いにおいて、
上記後回り振れ回り成分は１回転での仕事量は０（ゼロ
）であり回転体の不釣り合い振動は前回り振れ回り成分
によってのみ励起される点に着目し、非対称な軸受支持
系で支えられた時の複雑な楕円軌道を描く軸振動のデー
タから前回り振れ回り成分（以下前回り成分という）の
みを取出して、これを記録することにより正しい修正お
もり（バランスウエイト）を求めようとするものである
。
めになされたものであり、回転体の釣り合いにおいて、
上記後回り振れ回り成分は１回転での仕事量は０（ゼロ
）であり回転体の不釣り合い振動は前回り振れ回り成分
によってのみ励起される点に着目し、非対称な軸受支持
系で支えられた時の複雑な楕円軌道を描く軸振動のデー
タから前回り振れ回り成分（以下前回り成分という）の
みを取出して、これを記録することにより正しい修正お
もり（バランスウエイト）を求めようとするものである
。
以下、図面を参照して本発明の１実施例につき説明する
。
。
第１図の系統図において、１はバランスを取ろうとする
回転体の回転軸で、図示しない軸受に弾性的に支持され
ている。２Ａ、２Ｂは上記軸受を支持する軸受台（図示
せず）に設けられた振動検出器で円周方向に互いに９０
’ずらせたＸ、Ｙ方向からの振動を検知するように配置
されている。３Ａ、３Ｂは上記振動検出器２Ａ、２Ｂと
同じ位相の位置に配設された１対の回転検出器である。
回転体の回転軸で、図示しない軸受に弾性的に支持され
ている。２Ａ、２Ｂは上記軸受を支持する軸受台（図示
せず）に設けられた振動検出器で円周方向に互いに９０
’ずらせたＸ、Ｙ方向からの振動を検知するように配置
されている。３Ａ、３Ｂは上記振動検出器２Ａ、２Ｂと
同じ位相の位置に配設された１対の回転検出器である。
７Ａ、７Ｂは１対の振幅位相解析器で、該解析器７Ａに
は上記振動検出器２Ａ及び回転検出器３Ａの検出信号が
入力され、該解析器７Ｂには上記振動検出器２Ｂ及び回
転検出器３Ｂの検出信号が入力されるようになフており
、これらの入力信号から振幅、位相角または実数部分、
虚数部分を算出して出力する。５Ａ、５Ｂは上記振幅位
相解析器７Ａ、７Ｂから出力された虚数部分ＳＡ、Ｓｌ
ｌ及び実数部分ＣＡ、Ｃ，を夫々加算する１対の加算器
、６Ａ、６Ｂはポテンショメータである。
は上記振動検出器２Ａ及び回転検出器３Ａの検出信号が
入力され、該解析器７Ｂには上記振動検出器２Ｂ及び回
転検出器３Ｂの検出信号が入力されるようになフており
、これらの入力信号から振幅、位相角または実数部分、
虚数部分を算出して出力する。５Ａ、５Ｂは上記振幅位
相解析器７Ａ、７Ｂから出力された虚数部分ＳＡ、Ｓｌ
ｌ及び実数部分ＣＡ、Ｃ，を夫々加算する１対の加算器
、６Ａ、６Ｂはポテンショメータである。
上記実施例のものは、 （３）式をベクトル信号に対し
て演算し、前回り振れ回り成分の振幅、位相角または実
数部分、虚数部分を取出すものである。すなわち、２個
の振動検出器２Ａ。
て演算し、前回り振れ回り成分の振幅、位相角または実
数部分、虚数部分を取出すものである。すなわち、２個
の振動検出器２Ａ。
２Ｂと２個の回転パルス検出器３Ａ、３Ｂと２個の振幅
位相解析器７Ａ、７ＢによりそれぞれＸ、Ｙ方向のベク
トルを出力しておぎ、その信号を２個の加算器５Ａ、５
Ｂで加算し、２個のポテンショメータ６Ａ、６Ｂから前
回り振れ回り成分の実数部分Ｃと虚数部分Ｓを出力する
。
位相解析器７Ａ、７ＢによりそれぞれＸ、Ｙ方向のベク
トルを出力しておぎ、その信号を２個の加算器５Ａ、５
Ｂで加算し、２個のポテンショメータ６Ａ、６Ｂから前
回り振れ回り成分の実数部分Ｃと虚数部分Ｓを出力する
。
ここで、軸受に弾性的に支持された回転体の不釣り合い
による変位は、一般に測定する方向によってデータが異
なる。今、Ｘ方向から測定した不釣り合いによる軸変位
をδ×として複素数表示（Ｃは実数部分の添字、Ｓは虚
数部分の添字）すれば、 δＸミｘｃ ＋ ！ｘｓ ・・・・・・・・・
（１）となり、Ｘ方向と直角なＹ方向から測定した軸変
位をδｙとすれば δＶ ＝ ｙｃ ＋ ｉｙ、 争・・・・φ・
・・（２）となる。したがって、軸変位の前回り成分δ
は直角２方向（Ｘ、Ｙ）から測定した変位信号の和の局
として次式で表わされる。
による変位は、一般に測定する方向によってデータが異
なる。今、Ｘ方向から測定した不釣り合いによる軸変位
をδ×として複素数表示（Ｃは実数部分の添字、Ｓは虚
数部分の添字）すれば、 δＸミｘｃ ＋ ！ｘｓ ・・・・・・・・・
（１）となり、Ｘ方向と直角なＹ方向から測定した軸変
位をδｙとすれば δＶ ＝ ｙｃ ＋ ｉｙ、 争・・・・φ・
・・（２）となる。したがって、軸変位の前回り成分δ
は直角２方向（Ｘ、Ｙ）から測定した変位信号の和の局
として次式で表わされる。
＝−（（ｘｃ＋ １ｘｓ） ＋ １（ｙｃ＋ ＋ｙｓ）
） −−−（３）前記の第１図の具体例は、この （３
）式を満足するように交流信号のままで演算を行うよう
にしたものであり、振幅位相解析器７Ａ、７Ｂ、加算器
５Ａ、５Ｂ及びポテンショメータ６Ａ。
） −−−（３）前記の第１図の具体例は、この （３
）式を満足するように交流信号のままで演算を行うよう
にしたものであり、振幅位相解析器７Ａ、７Ｂ、加算器
５Ａ、５Ｂ及びポテンショメータ６Ａ。
６Ｂにより、 （３）式に示す前回り成分の振幅、位相
角または実数部分、虚数部分を算出して出力する。
角または実数部分、虚数部分を算出して出力する。
そして、これによって得られた結果をもとにアンバラン
スの方向と逆方向に釣り合いおもりを付加することによ
り、回転軸を正しくバランスさせることができる。
スの方向と逆方向に釣り合いおもりを付加することによ
り、回転軸を正しくバランスさせることができる。
第２図は本発明による測定結果を極座標表示したもので
あり、共撮点におけるグラフである。図において半径方
向は振幅、円周方向は位相角、２１は軸受中心である。
あり、共撮点におけるグラフである。図において半径方
向は振幅、円周方向は位相角、２１は軸受中心である。
弾性支持された軸の回転運動においては、共振状態にお
いて振幅最大の方向とアンバランスの方向とは９０゜位
相がずれる。すなわち、第２図において、ＸはＸ方向か
ら測定した振動ベクトル、ＹはＸ方向から測定した振動
ベクトルであり、Ｘ方向の測定データに基づくアンバラ
ンスの方向Ｘａは振動ベクトルＸの振幅最大の方向ｘ０
から、時計方向（軸の回転方向）に９０°位相がずれ、
またＸ方向の測定データに基づくアンバランスの方向ｙ
ａは振動ベクトルＹの振幅最大の方向ｙＯから時計方向
に９０°位相がずれる。
いて振幅最大の方向とアンバランスの方向とは９０゜位
相がずれる。すなわち、第２図において、ＸはＸ方向か
ら測定した振動ベクトル、ＹはＸ方向から測定した振動
ベクトルであり、Ｘ方向の測定データに基づくアンバラ
ンスの方向Ｘａは振動ベクトルＸの振幅最大の方向ｘ０
から、時計方向（軸の回転方向）に９０°位相がずれ、
またＸ方向の測定データに基づくアンバランスの方向ｙ
ａは振動ベクトルＹの振幅最大の方向ｙＯから時計方向
に９０°位相がずれる。
従って、Ｘ方向及びＸ方向の測定データを使用して上記
（３）式により計算した合成振動ベクトルＺの振幅最
大の方向ＺＯから時計方向に９０°位相がずれた方向に
真のアンバランスの方向Ｚａがあることとなる。よりて
上記アンバランスの方向Ｚａと１８０°位相がずれた方
向にバランスウェイトを取付ければ完全バランスが得ら
れる。
（３）式により計算した合成振動ベクトルＺの振幅最
大の方向ＺＯから時計方向に９０°位相がずれた方向に
真のアンバランスの方向Ｚａがあることとなる。よりて
上記アンバランスの方向Ｚａと１８０°位相がずれた方
向にバランスウェイトを取付ければ完全バランスが得ら
れる。
以上のように本発明によれば、回転軸の振動を互いに９
０’ずらせたＸ、Ｙの２方向から振動を検知し、前回り
振れ回り成分を分離することによって、真のアンバラン
ス方向およびアンバランス量を算出し得るものであり、
極めて簡単な方法により真のアンバランスの方向を求め
ることができる。
０’ずらせたＸ、Ｙの２方向から振動を検知し、前回り
振れ回り成分を分離することによって、真のアンバラン
ス方向およびアンバランス量を算出し得るものであり、
極めて簡単な方法により真のアンバランスの方向を求め
ることができる。
第１図は具体例の系統図、第２図は実測例における振動
応答図、第３図は円形振れ回りの概要説明図、第４図は
楕円型振れ回りの概要説明図、第５図は楕円型振れ回り
の前回り振れ回りと後回り撮れ回りとへの分解図である
。 １・・・・・・回転軸、２Ａ、２Ｂ・・・・・・振動検
出器、３Ａ、３Ｂ・・・・・・回転パルス検出器、５Ａ
、５Ｂ・・・・・・加算器、６Ａ、６Ｂ・・・・・・ポ
テンシヨメータ７Ａ、７Ｂ・・・・・・振幅位相解析器
。 復代理人 弁理士 北側 政 第 １ 図 ＣＡ、Ｃ８；実数部分 ＳＡ、Ｓ８；虚数部分
応答図、第３図は円形振れ回りの概要説明図、第４図は
楕円型振れ回りの概要説明図、第５図は楕円型振れ回り
の前回り振れ回りと後回り撮れ回りとへの分解図である
。 １・・・・・・回転軸、２Ａ、２Ｂ・・・・・・振動検
出器、３Ａ、３Ｂ・・・・・・回転パルス検出器、５Ａ
、５Ｂ・・・・・・加算器、６Ａ、６Ｂ・・・・・・ポ
テンシヨメータ７Ａ、７Ｂ・・・・・・振幅位相解析器
。 復代理人 弁理士 北側 政 第 １ 図 ＣＡ、Ｃ８；実数部分 ＳＡ、Ｓ８；虚数部分
Claims (1)
- 軸受に支持された回転軸（１）に近接して互いに９０°
の位相差で配置され該回転体の撓み振動を検出する１対
の振動検出器（２Ａ、２Ｂ）、上記振動検出器と同位相
の位置に配置され、回転体（１）の回転数を検出する１
対の回転パルス検出器（３Ａ、３Ｂ）、上記各回転パル
ス検出器（３Ａ、３Ｂ）からの出力信号を受けて回転体
の前回り振れ回り成分に相当する振幅、位相角または実
数部分、虚数部分の値を算出しその信号を出力する１対
の振幅位相解析器（７Ａ、７Ｂ）、上記各振幅位相解析
器の出力信号の実数部分及び虚数部分を夫々加算する一
対の加算器を備えて、回転体の不釣り合い成分の大きさ
と方向を測定することを特徴とした回転体の高速釣り合
せ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24345385A JPS61204530A (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | 回転体の高速釣り合せ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24345385A JPS61204530A (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | 回転体の高速釣り合せ装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14275575A Division JPS5266483A (en) | 1975-11-29 | 1975-11-29 | High velocity balancing of rotating body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61204530A true JPS61204530A (ja) | 1986-09-10 |
Family
ID=17104111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24345385A Pending JPS61204530A (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | 回転体の高速釣り合せ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61204530A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008593A1 (fr) * | 1987-04-30 | 1988-11-03 | Lehn F Heinrich | Dispositif de controle des vibrations dans des vehicules a moteur en marche |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5266483A (en) * | 1975-11-29 | 1977-06-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | High velocity balancing of rotating body |
-
1985
- 1985-10-30 JP JP24345385A patent/JPS61204530A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5266483A (en) * | 1975-11-29 | 1977-06-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | High velocity balancing of rotating body |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008593A1 (fr) * | 1987-04-30 | 1988-11-03 | Lehn F Heinrich | Dispositif de controle des vibrations dans des vehicules a moteur en marche |
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