JP2000227379A - Device and method for adjusting bucket swing-up angle of centrifugal loading device - Google Patents
Device and method for adjusting bucket swing-up angle of centrifugal loading deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、遠心載荷装置のバ
ケット振上角度調整装置及びその調整方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for adjusting a swing angle of a bucket of a centrifugal loading device.
【0002】[0002]
【従来の技術】ビルのような構築物は、地盤上に建設さ
れる。その地盤の実物試験は、その構築物が完成した後
でなければ行うことができない。巨大な重力が作用する
地盤のような試験体の事前の試験を行うために、大きい
重力場を仮想的に生成する遠心載荷装置が用いられてい
る。その遠心載荷装置には、試験体を載荷するためのバ
ケットとバランスウエイトを載置するためのバケット
が、回転台の回転軸心線に対称に配置され揺動自在に吊
り下げられている。2. Description of the Related Art Buildings such as buildings are built on the ground. A physical test of the ground can only be performed after the construction has been completed. 2. Description of the Related Art A centrifugal loading device that virtually generates a large gravitational field is used to perform a preliminary test on a test object such as a ground on which a large gravity acts. In the centrifugal loading device, a bucket for loading a test body and a bucket for placing a balance weight are arranged symmetrically with respect to the rotation axis of the turntable and suspended swingably.
【0003】このような遠心載荷装置は、静的載荷実験
と併行して動的載荷実験が行われる。動的載荷実験は、
バケットに載荷される試験体に振動のような動的な力を
作用させてその試験体の物理的性質を知るための動載荷
実験である。この動載荷実験では、振り上げられたバケ
ットを回転台上に固定する必要があり、その固定のため
の着座手段が回転台上に設けられている。In such a centrifugal loading device, a dynamic loading experiment is performed in parallel with a static loading experiment. Dynamic loading experiments
This is a dynamic loading experiment in which a dynamic force such as vibration is applied to a test object loaded on a bucket to know the physical properties of the test object. In this dynamic loading test, it is necessary to fix the swung bucket on a turntable, and a seating means for fixing the bucket is provided on the turntable.
【0004】着座装置が持つ偏心機構に用いられる偏心
軸受に作用する遠心力は、バケットをより振り上げる方
向にそのバケットに作用する。この作用のために、バケ
ットは理論値よりも大きい振上角度位置より更に高く振
り上げられる。着座手段は、望まれる精度範囲を越えて
バケットを過角度位置へ持ち上げる。[0004] The centrifugal force acting on the eccentric bearing used in the eccentric mechanism of the seating device acts on the bucket in the direction of swinging the bucket more. Due to this effect, the bucket is swung further higher than the swing angle position larger than the theoretical value. The seating means raises the bucket to an over-angle position beyond the desired accuracy range.
【0005】補正をしない出来高角度による低精度の実
験装置を改良した装置が知られている。理論値に一致す
る振上角度を実現するために、バケットに対して強制的
にその回転台上から与える動力機構が用いられる。その
ような動力機構は、装置費用が極めて高いものになる。[0005] An apparatus has been known which is an improvement of a low-precision experimental apparatus based on a volume angle without correction. In order to achieve a swing angle that matches the theoretical value, a power mechanism that forcibly applies a force to the bucket from its turntable is used. Such a power mechanism results in very high equipment costs.
【0006】遠心載荷装置のバケットの振上角度の異常
は、揺動自在に吊り下げるための軸受によってももたら
される。遠心力により振り上がるバケットと軸受との間
に摩擦抵抗が存在するため、そのバケットの振り上げ角
度は摩擦がないものとして計算される振上角度と異な
る。計画される強さの重力場中でその振上角度を望まれ
る精度範囲に入れることが好ましい。[0006] Abnormality of the swing angle of the bucket of the centrifugal loading device is also caused by a bearing for swingably suspending the bucket. Since there is frictional resistance between the bucket and the bearing that are lifted by centrifugal force, the lift angle of the bucket is different from the lift angle calculated as having no friction. It is preferred that the swing angle be within the desired accuracy range in the gravitational field of the planned strength.
【0007】摩擦抵抗が小さいころがり軸受は、巨大な
遠心力を受けるバケットを支持するためには、大きな軸
受にならざるをえず、できるだけ小さいスケールで設計
される回転台上の配置用スペースの狭小化を招く。摩擦
係数は大きいが小さいスケールのものでよい滑り軸受を
用いて理論値と異なる振上角度(出来高角度)で実験し
た場合は、当然にその精度が悪い。[0007] Rolling bearings having a small frictional resistance have to be large bearings in order to support a bucket subjected to a huge centrifugal force, and the arrangement space on a turntable designed on a scale as small as possible is limited. Invite. When an experiment is performed at a swing angle (volume angle) different from the theoretical value using a sliding bearing having a large friction coefficient but a small scale, the accuracy is naturally poor.
【0008】要求される精度の範囲で理論値に一致する
振上角度をバケットに与えるための遠心載荷装置のバケ
ット振上角度調整装置の装置費用の低減化が望まれてい
る。特に、着座装置を備える装置の装置費用の低減化が
望まれている。[0008] It is desired to reduce the equipment cost of a bucket swing angle adjusting device of a centrifugal loading device for giving a bucket a swing angle that matches a theoretical value within a required accuracy range. In particular, it is desired to reduce the cost of the device including the seating device.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、振上
角度の適正化により、より高精度な載荷試験を行うこと
ができる遠心載荷装置のバケット振上角度調整装置及び
その調整方法を提供することにある。本発明の他の課題
は、スケールを小さくすることができるが摩擦抵抗が大
きい軸受を用いたとしても、振上角度の適正化により、
より高精度の実験を行うことができる遠心載荷装置のバ
ケット振上角度調整装置及びその調整方法を提供するこ
とにある。本発明の更に他の課題は、振上角度の適正化
により、振上角度の理論値と実際値を一致させて、より
高精度な試験を高信頼度で行うことができる遠心載荷装
置のバケット振上角度調整装置及びその調整方法を提供
することにある。本発明の更に他の課題は、振上角度の
適正化により、要求される精度の範囲で理論値に一致す
る振上角度をバケットに与え、より高精度な試験を高信
頼度で行う装置の装置費用を低減化することができる遠
心載荷装置のバケット振上角度調整装置及びその調整方
法を提供することにある。本発明の更に他の課題は、振
上角度の適正化により、要求される精度の範囲で理論値
に一致する振上角度をバケットに与え、着座装置を備え
てより高精度な試験を高信頼度で行う装置の装置費用を
低減化することができる遠心載荷装置のバケット振上角
度調整装置及びその調整方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for adjusting a swing angle of a bucket of a centrifugal loading apparatus capable of performing a more accurate loading test by optimizing the swing angle. Is to do. Another problem of the present invention is that even if a bearing that can reduce the scale but has a large frictional resistance is used, by optimizing the swing angle,
An object of the present invention is to provide a bucket raising angle adjusting device for a centrifugal loading device and a method for adjusting the same, which can perform a more accurate experiment. Still another object of the present invention is to provide a bucket of a centrifugal loading device that can perform a more accurate test with high reliability by making the theoretical value and the actual value of the tilt angle coincide by optimizing the tilt angle. An object of the present invention is to provide a swing angle adjusting device and an adjusting method thereof. Still another object of the present invention is to provide an apparatus for performing a more accurate test with high reliability by giving a bucket a swing angle that matches a theoretical value within a required accuracy range by optimizing a swing angle. An object of the present invention is to provide a bucket raising angle adjusting device for a centrifugal loading device and a method for adjusting the same, which can reduce the device cost. Still another object of the present invention is to provide a bucket with a swing angle that matches a theoretical value within a required accuracy range by optimizing a swing angle, and to provide a highly accurate test with a seating device with high reliability. An object of the present invention is to provide a bucket raising angle adjusting device for a centrifugal loading device and a method of adjusting the same, which can reduce the device cost of the device performed in degrees.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が請求項に対応して表現される次の記載中に現れ
る()つきの数字は、請求項の記載事項が詳しく後述さ
れる実施の複数の形態のうちの少なくとも1つの形態の
部材、工程、動作に対応することを示すが、本発明の解
決手段がそれらの数字が示す実施の形態の部材に限定し
て解釈されるためのものではなく、その対応関係を明白
にするためのものである。Means for solving the problem Means for solving the problem are expressed in correspondence with the claims. In the following description, numerals with () appear in the following description. It shows that it corresponds to the member, the process, and the operation of at least one of a plurality of forms of the present invention. It is not a thing, but to clarify the correspondence.
【0011】本発明による遠心載荷装置のバケット振上
角度調整装置は、回転駆動機構(5)と、回転駆動機構
(5)により駆動される回転軸(2)と同体に回転する
回転台(6)と、回転台(6)に揺動自在に支持され試
験体(16)を載置するための試験体用バケット(7)
と、回転台に揺動自在に支持されバランスウエイト(1
7)を載置するためのバランスウエイト用バケット
(8)と、回転台(6)に支持され試験体用バケット
(7)に外力を及ぼしてその振上角度を規制するための
外力装置(14,9)とからなる。A bucket raising angle adjusting device for a centrifugal loading device according to the present invention comprises: a rotary drive mechanism (5); and a rotary table (6) that rotates together with a rotary shaft (2) driven by the rotary drive mechanism (5). ), And a bucket (7) for a test object, which is swingably supported by the turntable (6) and on which the test object (16) is placed.
And the balance weight (1
7) A balance weight bucket (8) for mounting the same, and an external force device (14) supported on the turntable (6) to apply an external force to the test object bucket (7) to regulate the swing angle thereof. , 9).
【0012】外力装置(14,9)は、回転台(6)上
に固定され試験体用バケット(7)の振り上がり運動を
その振り上がり運動中に制止させて理論位置に停止させ
るための制止装置(14)と、遠心力により振り上げら
れた試験体用バケット(7)をその制止位置で固定する
ための着座装置(11)とからなる。The external force devices (14, 9) are fixed on the turntable (6), and stop the swinging motion of the test specimen bucket (7) during the swinging motion to stop at the theoretical position. It comprises a device (14) and a seating device (11) for fixing the bucket for test specimen (7) swung up by centrifugal force at the restrained position.
【0013】制止装置(14)は、理論位置を可変にす
るための可変装置を備えていることが特に好ましい。着
座装置(11)は、試験体用バケット側幾何学的構造
と、回転台側着座構造とを備え、回転台側着座構造は、
偏心体(図4のE)とその偏心体(E)に圧接して直線
運動する運動体である揺動軸(9)とを持ち、試験体用
バケット側幾何学的構造は、試験体用バケット(7)の
揺動の揺動軸心線から等距離にある試験体用バケット側
曲面(12)を有し、運動体(9)は、揺動軸心線から
等距離にある運動体側曲面(13)を有し、試験体用バ
ケット側曲面(12)は相対的に運動体側曲面(13)
に平行に運動する。It is particularly preferred that the stopping device (14) includes a variable device for changing the theoretical position. The seating device (11) includes a test piece bucket side geometric structure and a turntable side seating structure, and the turntable side seating structure includes:
It has an eccentric body (E in FIG. 4) and an oscillating shaft (9) that is a moving body that presses against the eccentric body (E) and moves linearly. The bucket (7) has a curved surface (12) on the bucket side for the test body equidistant from the oscillation axis of the oscillation of the bucket (7), and the moving body (9) has The test piece has a curved surface (13), and the test piece bucket-side curved surface (12) is relatively a moving body-side curved surface (13).
Exercise in parallel.
【0014】ここで運動体は、試験体用バケット(7)
と同体に遠心方向に直線運動する揺動軸と同一であり、
且つ、その揺動軸と遠心方向に同体に運動する試験体用
バケット(7)に一致する。このような一致は、軽量で
確実な動作をする着座機構とその幾何学的構造を有して
いる。Here, the moving body is a bucket for a test body (7).
It is the same as the swing axis that moves linearly in the centrifugal direction in the same way,
In addition, it coincides with the specimen bucket (7) which moves in the same direction as the swing axis in the centrifugal direction. Such a coincidence has a lightweight and secure seating mechanism and its geometry.
【0015】本発明による遠心載荷装置のバケット振上
角度調整方法は、回転駆動機構(5)と、回転駆動機構
(5)により駆動される回転軸(2)と同体に回転する
回転台(6)と、回転台(6)に揺動自在に支持され試
験体(16)を載置するための試験体用バケット(7)
と、回転台(6)に揺動自在に支持されバランスウエイ
ト(17)を載置するためのバランスウエイト用バケッ
ト(8)とからなる遠心載荷装置のバケットの振上角度
を調整するための遠心載荷装置のバケット振上角度調整
方法であり、理論値の振上角度よりも大きい角度で試験
体用バケット(7)を振り上げる遠心力を試験体用バケ
ット(7)に作用させるための過回転速度を回転台
(6)に与えるためのステップと、試験体用バケット
(7)を理論値に対応する振上角度の位置で回転台
(6)に設けたストッパ(14)で強制的に制止させる
ためのステップとからなり、その過回転速度に対応する
対応理論値の振上角度とその理論値との差は許容範囲に
ある。According to the method for adjusting the bucket raising angle of the centrifugal loading device according to the present invention, the rotary table (6) which rotates together with the rotary drive mechanism (5) and the rotary shaft (2) driven by the rotary drive mechanism (5). ), And a bucket (7) for a test object, which is swingably supported by the turntable (6) and on which the test object (16) is placed.
And a centrifugal loading device comprising a balance weight bucket (8) swingably supported on the turntable (6) for mounting the balance weight (17) thereon. This is a method of adjusting the bucket raising angle of the loading device, and is an over-rotation for applying a centrifugal force to swing the bucket for specimen (7) at an angle larger than the theoretical raising angle to the bucket for specimen (7). A step for giving a speed to the turntable (6), and forcibly stopping the test piece bucket (7) by a stopper (14) provided on the turntable (6) at a position of a raising angle corresponding to a theoretical value. The difference between the theoretical value and the swing angle of the theoretical value corresponding to the overspeed is within an allowable range.
【0016】重力と遠心力の合成により得られる疑似重
力場の方向は、載置面に対して常時に厳密に直交させる
ことは不可能であるが、許容範囲の振上角度位置には、
強制的に制止させることができる。許容範囲で高精度の
実験が可能である。重量物体の追加をしないで、許容範
囲の高精度の実験装置を提供することができる。The direction of the pseudo-gravity field obtained by the combination of gravity and centrifugal force cannot always be strictly perpendicular to the mounting surface.
It can be forcibly stopped. High-accuracy experiments are possible within the allowable range. It is possible to provide an experimental device with high accuracy within an allowable range without adding a heavy object.
【0017】外力装置は、幾何学的構造を有し、その幾
何学的構造は、回転台(6)が静止している時の試験体
用バケット(7)の重心点と、重心点を通る鉛直線を通
りその鉛直線に直交してバケット(7)を揺動自在に仮
想的に支持するための仮想的揺動軸心線と、その鉛直線
と揺動軸心線を含む鉛直面から離隔しその鉛直面に平行
な離隔鉛直面と、その離隔鉛直面に含まれその揺動軸心
線に平行であり試験体用バケット(7)を揺動自在に現
実に支持するための現実的揺動軸心線とからなる。The external force device has a geometric structure, which passes through the center of gravity of the bucket for test specimen (7) when the turntable (6) is stationary and the center of gravity. A virtual swing axis for virtually supporting the bucket (7) so as to swing freely in a direction perpendicular to the vertical, passing through the vertical line, and a vertical plane including the vertical line and the swing axis. A separated vertical plane that is separated from and parallel to the vertical plane, and a realistic plane that is included in the separated vertical plane and that is parallel to the swing axis and that swingably supports the test bucket (7). And the pivot axis.
【0018】バケット(7)は、このような幾何学的構
造を与えられて偏心しており、摩擦抵抗を受けながらも
その振上角度が許容範囲内で理論値に近づくことができ
る。重量物体の追加なしに高精度な実験装置を提供する
ことができる。偏心機構を構成する偏心体は、バケット
を吊り下げる偏心した揺動軸で兼用することができる。The bucket (7) is eccentric given such a geometric structure, and the swing angle can approach the theoretical value within an allowable range while receiving frictional resistance. It is possible to provide a highly accurate experimental device without adding a heavy object. The eccentric body constituting the eccentric mechanism can be also used as an eccentric swing shaft for suspending the bucket.
【0019】回転台(6)の静止時に、仮想的揺動軸心
線と現実的揺動軸心線とは1水平面上に含まれることが
好ましい。仮想的揺動軸心線と現実的揺動軸心線との間
の離隔距離を偏心距離eで表せば、 α・sin(θ)−cos(θ)=μ”0”√(1+α
・α)R/√(L・L+e・e), tan(θ”1”)=e/L, tan(θ”0”)=1/α, Δθ=θ−θ”1” (Δθ−Δθ”0”)の絶対値<=角度精度上の設計値 α:遠心加速度/重力加速度 L:前記仮想的揺動軸心線と前記重心点との間の距離 θ:前記現実的揺動軸心線と前記重心点とを含む面と水
平面との間の角度の前記5式を満たすように前記偏心距
離eが与えられている。このような条件を満たすことに
より、許容範囲で高精度な振上角度を実現することがで
きる。When the turntable (6) is stationary, the virtual pivot axis and the realistic pivot axis are preferably included in one horizontal plane. If the separation distance between the virtual oscillation axis and the actual oscillation axis is represented by an eccentric distance e, α · sin (θ) −cos (θ) = μ “0” √ (1 + α)
Α) R / √ (L·L + e · e), tan (θ ″ 1 ″) = e / L, tan (θ ″ 0 ″) = 1 / α, Δθ = θ−θ ″ 1 ″ (Δθ−Δθ) Absolute value of “0”) <= design value on angular accuracy α: centrifugal acceleration / gravity acceleration L: distance between the virtual swing axis and the center of gravity θ: realistic swing axis The eccentric distance e is given so as to satisfy the above-mentioned equation (5) of the angle between the plane including the line and the center of gravity and the horizontal plane. By satisfying such a condition, a highly accurate swing angle can be realized within an allowable range.
【0020】本発明による遠心載荷装置のバケット振上
角度調整装置は、試験体を載荷するバケット(7)を偏
心させて吊り下げるための偏心機構(9)と、バケット
(7)の振り上げ運動を強制的に制止させるための制止
手段(14)とからなる。この場合、外力装置は、偏心
機構(9)と制止手段(14)との合成である。この合
成は、実験精度を更に高くすることができる。A bucket raising angle adjusting device for a centrifugal loading device according to the present invention includes an eccentric mechanism (9) for eccentrically suspending a bucket (7) for loading a test specimen and a swinging motion of the bucket (7). Stopping means (14) for forcibly stopping the vehicle. In this case, the external force device is a combination of the eccentric mechanism (9) and the restraining means (14). This synthesis can further increase the experimental accuracy.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】図に一致対応して、本発明による
遠心載荷装置のバケット振上角度調整装置の実施の形態
は、回転駆動機構が設けられている。その回転駆動機構
は、基台1を備えている。回転軸2が基台1に回転自在
に支持されている。回転軸2の回転軸心線3は、地面1
FLに一致する水平面に直交している。回転軸2は、減
速用ギアボックス4、軸継手を介して主電動機5に結合
している。回転台6が、キーを介して回転軸2に結合し
ている。回転台6は左右の両腕から形成され、設計上は
概ね回転軸心線3に対して対称な構造を有している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Corresponding to the drawings, an embodiment of a bucket raising angle adjusting device for a centrifugal loading device according to the present invention is provided with a rotary drive mechanism. The rotation drive mechanism includes a base 1. A rotating shaft 2 is rotatably supported on the base 1. The rotation axis 2 of the rotation axis 2 is
It is orthogonal to the horizontal plane corresponding to FL. The rotating shaft 2 is connected to a main motor 5 via a reduction gearbox 4 and a shaft coupling. The turntable 6 is connected to the rotation shaft 2 via a key. The turntable 6 is formed by both left and right arms, and has a structure which is generally symmetrical with respect to the rotation axis 3 in design.
【0022】試験体用保持器7とバランスウエイト用保
持器8とが、回転軸心線3に対して対称に配置され、回
転台6に支持されて揺動可能に吊り下げられている。試
験体用保持器7とバランスウエイト用保持器8は、回転
軸心線3に対して設計上は概ね互いに対称である構造を
有している。試験体用保持器7とバランスウエイト用保
持器8は、それぞれに吊下用軸9,9’により回転自在
・揺動自在に支持されている。吊下用軸9,9’は、そ
れぞれに水平に向いて平行であり、回転台6に固定され
ている。A holder 7 for the test specimen and a holder 8 for the balance weight are arranged symmetrically with respect to the axis of rotation 3, supported by the turntable 6, and suspended swingably. The cage 7 for the test body and the cage 8 for the balance weight have a structure which is substantially symmetrical with respect to the rotation axis 3 in design. The retainer for test specimen 7 and the retainer for balance weight 8 are supported by the suspension shafts 9 and 9 'so as to be rotatable and swingable. The suspension shafts 9, 9 ′ are parallel to each other horizontally and fixed to the turntable 6.
【0023】図2は、図1の背面図の右端部分を示し、
振り上がった状態の試験体用保持器7と回転台6のその
右端部分を示している。回転台6の右端には、着座装置
の一部である着座11が示されている。着座11は、遠
心力により振り上げられた試験体用バケット7をその振
上位置で着座させて固定するための慣用手段である。着
座11は、試験体用保持器7に対して相対的に直線運動
する。実施の形態では、着座11は回転台に固定されて
いて、後述する偏心回転機構により試験体用バケット7
が着座11に対して直線往復運動する。FIG. 2 shows a right end portion of the rear view of FIG.
The right end portion of the test sample holder 7 and the turntable 6 in the swung up state is shown. At the right end of the turntable 6, a seat 11 which is a part of a seating device is shown. The seat 11 is a conventional means for seating and fixing the test object bucket 7 swung up by the centrifugal force at the swinging position. The seat 11 linearly moves relative to the test specimen holder 7. In the embodiment, the seat 11 is fixed to a turntable, and the test object bucket 7 is driven by an eccentric rotation mechanism described later.
Reciprocates linearly with respect to the seat 11.
【0024】慣用の着座装置は、試験体用バケット側幾
何学的構造と回転台側着座構造とを備えている。試験体
用バケット側幾何学的構造は、試験体用バケット7それ
自体と、後述する偏心回転体機構とから構成されてい
る。試験体用バケット7は、それ自体が、揺動の揺動軸
心線Lから等距離にある試験体用バケット側曲面12を
有している。試験体用バケット側曲面12としては、揺
動軸心線Lを中心線とする円筒面であることが好ましい
が、それを揺動軸心線L上の1点を中心とする球面に形
成することができる。The conventional seating device includes a bucket-side geometric structure for the test specimen and a turntable-side seating structure. The test piece bucket side geometric structure includes the test piece bucket 7 itself and an eccentric rotator mechanism described later. The test piece bucket 7 itself has a test piece bucket side curved surface 12 equidistant from the swing axis L of the swing. The test piece bucket-side curved surface 12 is preferably a cylindrical surface having a center line about the oscillation axis L, but is formed into a spherical surface around one point on the oscillation axis L. be able to.
【0025】回転台側着座構造は、既述の着座である。
着座11は、揺動軸心線Lから等距離にある着座側曲面
13を有する。着座側曲面13としては、揺動軸心線L
を中心線とする円筒面であることが好ましいが、それを
揺動軸心線L上の1点を中心とする球面に形成すること
ができる。試験体用バケット側曲面12と着座側曲面1
3の曲率は同じであるか、概ね等しい。着座11が相対
的に直線運動する時、試験体用バケット側曲面12と着
座側曲面13は常時に平行である。参考のために設計寸
法を単位mmで示している。The turntable-side seating structure is the seating described above.
The seat 11 has a seat-side curved surface 13 equidistant from the swing axis L. As the seat-side curved surface 13, the swing axis L
Is preferable, but it can be formed as a spherical surface centered on one point on the oscillation axis L. Bucket side curved surface 12 and seating side curved surface 1 for test specimen
The curvatures of 3 are the same or approximately equal. When the seat 11 relatively linearly moves, the bucket 12 and the curved surface 13 are always parallel to each other. Design dimensions are shown in units of mm for reference.
【0026】制止装置が回転台6上に固定され設けられ
ている。制止装置は、試験体用バケット7の振上運動を
その振り上がり運動中に制止させて理論位置に停止させ
るためのストッパ14である。ストッパ14は、回転台
6の構造体側に強固に固着され取り付けられている。試
験体用保持器7は、その側面(振上がり時には上面)1
5がストッパ14に追突して、その振り上がりが制止さ
れる。A stopping device is fixedly provided on the turntable 6. The stopping device is a stopper 14 for stopping the swinging motion of the test object bucket 7 during the swinging motion and stopping at the theoretical position. The stopper 14 is firmly fixed and attached to the structure side of the turntable 6. The holder for the specimen 7 has its side surface (the upper surface when swung up) 1
5 collides with the stopper 14 and its swing is stopped.
【0027】ストッパ14は、その取り付け位置が可変
にされることができる。試験体16は、試験体用保持器
7に形成されているプラットフォームに載荷される。バ
ランスウエイト17は、バランスウエイト用保持器8に
形成されているプラットフォームに載置される。The mounting position of the stopper 14 can be changed. The specimen 16 is loaded on a platform formed in the specimen holder 7. The balance weight 17 is placed on a platform formed on the balance weight holder 8.
【0028】図3は、既述の試験体用バケット側幾何学
的構造の偏心回転体機構18を示している。揺動軸9で
ある偏心回転体は、円柱体である。その円柱体の中心線
から距離aだけ離れた線を回転軸心線として回転する。
図4は、偏心回転体9が回転した時の変位量の計算を示
している。その偏心円をCで表し、その中心点をOで表
し、その半径をRで表している。偏心点は、相対的にE
で示されている。FIG. 3 shows the eccentric rotator mechanism 18 having the above-described geometric structure on the bucket side for the test object. The eccentric rotating body that is the swing shaft 9 is a cylindrical body. The cylinder rotates with a line separated by a distance a from the center line of the cylinder as a rotation axis.
FIG. 4 shows calculation of a displacement amount when the eccentric rotator 9 rotates. The eccentric circle is represented by C, its center point is represented by O, and its radius is represented by R. The eccentric point is relatively E
Indicated by
【0029】偏心点Eを通る水平線31と円Cとが交わ
る交点はUで示されている。偏心円Cが角度θだけ偏心
点Eの回りに反時計方向に回転して移動した回転変位円
C’と水平線31が交わる点は、Kで示されている。水
平線31が偏心点Eの回りに時計方向に角度θだけ回転
した回転変位線32と偏心円Cが交わる交点は、Qで示
されている。線31に直交し中心Oを通る鉛直線33が
偏心円Cと交わる点は、Tで示されている。点Qを線O
T上へ直角投影した点は、Sで示されている。The intersection of the horizontal line 31 passing through the eccentric point E and the circle C is indicated by U. The point where the horizontal line 31 intersects with the rotational displacement circle C ′ in which the eccentric circle C rotates counterclockwise around the eccentric point E by the angle θ is indicated by K. The intersection of the eccentric circle C and the rotational displacement line 32 in which the horizontal line 31 rotates clockwise about the eccentric point E by the angle θ is indicated by Q. The point at which a vertical line 33 perpendicular to the line 31 and passing through the center O intersects the eccentric circle C is indicated by T. Point Q to line O
Points orthogonally projected on T are indicated by S.
【0030】EQ=X、QS=Y、ES=Z、で表し、
偏心量EOをa又はeで表すと、 X・X=Z・Z+Y・Y, (X−e)・(X−e)+Y・Y=QO・QO=R・
R, Z=cos(θ)X. これら3式から、 X=e・sin(θ)+√{R・R−(e・cos
(θ))(e・cos(θ))}. ここで、√は、{}に作用する平方根記号である。EQ = X, QS = Y, ES = Z,
When the amount of eccentricity EO is represented by a or e, XX = ZZ + YY, (X-e). (X-e) + YY = QO.QO = R.
R, Z = cos (θ) X. From these three equations, X = e · sin (θ) + √ {R · R− (e · cos
(Θ)) (e · cos (θ))}. Here, √ is a square root symbol acting on {}.
【0031】eがRに比べて十分に小さい場合は、次の
近似式が得られる。 X=e・sin(θ)+R(1−(1/2))(e・c
os(θ))(e・cos(θ))/R・R. 更に、近似化されて、 X=e・sin(θ)+R 求める対象の長さであるKUは、よい近似で次式で表さ
れる。 KU=KO−R=X−R=e・sin(θ).When e is sufficiently smaller than R, the following approximate expression is obtained. X = e · sin (θ) + R (1- (1/2)) (ec
os (θ)) (e · cos (θ)) / R · R. Further, X = e · sin (θ) + R KU, which is the length of the target to be obtained, is expressed by the following equation with good approximation. KU = KO-R = X-R = e · sin (θ).
【0032】点Kは、回転変位円C’の点のうち鉛直線
33からもっとも遠い点であるとみなすことは、十分に
よい近似である。鉛直線33に平行であり回転変位偏心
円C’に近似的に点Kで接する接線34は、鉛直線33
に平行であり回転偏心円Cに点Uで近似的に接する接線
から、e・sin(θ)だけ水平方向に移動したことに
なる。偏心量が30mmでありθが60゜であれば、そ
の移動量は概ね25mmである。It is a sufficiently good approximation that the point K is regarded as the point farthest from the vertical line 33 among the points of the rotational displacement circle C ′. A tangent 34 parallel to the vertical line 33 and approximately tangent to the rotational displacement eccentric circle C ′ at the point K is a vertical line 33
From the tangent line which is parallel to and approximately tangent to the rotational eccentric circle C at the point U, has moved horizontally by e · sin (θ). If the amount of eccentricity is 30 mm and θ is 60 °, the amount of movement is approximately 25 mm.
【0033】この設計定数によれば、試験体用保持器7
は鉛直方向から水平方向に振り上がったとき、偏心回転
円の既述の点のQの60゜の回転変位による水平方向変
位25mmだけ、試験体用保持器7は遠心方向に変位す
ることになる。そのようになる直線運動機構を構成する
ことができる。この直線運動は、試験体用保持器7の振
り上がり運動中に可能である。According to the design constants, the test specimen holder 7
When swinging up from the vertical direction to the horizontal direction, the specimen holder 7 is displaced in the centrifugal direction by 25 mm in the horizontal direction due to the rotational displacement of 60 ° of Q at the above-described point of the eccentric rotating circle. . Such a linear motion mechanism can be configured. This linear movement is possible during the swing-up movement of the holder 7 for the test specimen.
【0034】図5は、本発明による遠心載荷装置のバケ
ット振上角度調整装置の他の実施の形態を示している。
そのバケット7は、バケット本体21を備えている。バ
ケット本体21と吊下用軸9との間には、円筒状の摺動
軸受22が介設されている。その軸受としては、あえて
ボールベアリング(ころがり軸受)が用いられていな
い。摺動軸受22は、ころがり軸受よりも摩擦係数が大
きいことが前提とされている。FIG. 5 shows another embodiment of the bucket raising angle adjusting device of the centrifugal loading device according to the present invention.
The bucket 7 has a bucket body 21. A cylindrical slide bearing 22 is interposed between the bucket body 21 and the suspension shaft 9. A ball bearing (rolling bearing) is not used as the bearing. It is assumed that the sliding bearing 22 has a larger coefficient of friction than a rolling bearing.
【0035】図5は、設計図面であり、重力場中で実際
に吊り下げられた状態を示してはいない。バケット7の
重心点を仮想的にGで表す。試験体が載荷された状態で
の重心がGであれば、そのGは現実の重心点である。試
験体の質量によりその重心点は異なる。以下、試験中の
現実の重心点がGであるとして、以下の数学上の表現は
その一般性を失わない。FIG. 5 is a design drawing, and does not show a state of being actually suspended in a gravitational field. The center of gravity of the bucket 7 is virtually represented by G. If the center of gravity with the test object loaded is G, the G is the actual center of gravity. The center of gravity differs depending on the mass of the specimen. Hereinafter, assuming that the actual center of gravity under test is G, the following mathematical expression does not lose its generality.
【0036】バケット7は、重心点Gを通る面に対して
鏡面対称に形成されている。その鏡面である対称基準面
23に直交する直交面24とが交わる直線は、仮想的揺
動軸心線L(P)として定義される。その直線上の1点
をPで表す。点Pを仮想的回転中心という。鏡面23に
平行である偏心面(図示せず)と直交面24とが交わる
線(現実的揺動軸心線ELという)上に点Pから直角に
投影した点をEP(図示せず)で表す。The bucket 7 is formed in mirror symmetry with respect to a plane passing through the center of gravity G. The straight line that intersects the orthogonal plane 24 orthogonal to the mirror reference plane 23 is defined as a virtual swing axis L (P). One point on the straight line is represented by P. Point P is called a virtual rotation center. A point projected from the point P at right angles on a line (referred to as a realistic swing axis line EL) at which an eccentric surface (not shown) parallel to the mirror surface 23 and the orthogonal surface 24 intersect is expressed by EP (not shown). Represent.
【0037】この点EPは、後述するように偏心点EP
と言われる。バケット7の長軸方向の長さは、3m強で
あり、偏心点EPと仮想中心点Pとの間の距離は、概
ね、2cmであるから、点Pと点Eを図5中に同時に描
くことは不可能である。図6は、その偏心距離を誇張し
て大きくしたバケット7又はバケット本体21の概念図
である。以下、点PはL(P)で表し、点EPはE
(P)で表す。This point EP is, as described later, an eccentric point EP.
It is said. The length of the bucket 7 in the major axis direction is slightly more than 3 m, and the distance between the eccentric point EP and the virtual center point P is approximately 2 cm. Therefore, the points P and E are simultaneously drawn in FIG. It is impossible. FIG. 6 is a conceptual diagram of the bucket 7 or the bucket body 21 whose eccentric distance is exaggerated and increased. Hereinafter, the point P is represented by L (P), and the point EP is represented by E
Expressed by (P).
【0038】点L(P)と点E(P)との間の距離=
e, 点L(P)と点Gとの間の距離=L, 摺動軸受22又は吊下用軸9の半径=R.・・・(1) 摺動軸受22が回転する場合は、Rは摺動軸受22の半
径である。Distance between point L (P) and point E (P) =
e, distance between point L (P) and point G = L, radius of sliding bearing 22 or suspension shaft 9 = R. (1) When the sliding bearing 22 rotates, R is the radius of the sliding bearing 22.
【0039】重力場中で、偏心点でバケット7を吊す
と、下記式が近似的に成立する。 T=e・W.・・・(2) T:バケット7の偏心点E(P)の回りの偏心モーメン
ト 更に、次式が成立する。実例値を代入すれば、 T=(0.02m)(15t)=0.3t・m. tはトンである。When the bucket 7 is suspended at an eccentric point in a gravitational field, the following equation approximately holds. T = eW. (2) T: Eccentric moment about the eccentric point E (P) of the bucket 7 Further, the following equation is established. By substituting actual values, T = (0.02m) (15t) = 0.3t.m. t is ton.
【0040】Q=μ”s”・R・W.・・・(3) Q:軸摩擦抵抗モーメント(反時計まわり) W:重心Gに作用する重力(単位1G) μ”s”:最大静止摩擦係数(=3μ”0”) μ”0”:動摩擦係数 ここで、””は、その中間の文字・記号等が添字である
ことを示す。実例値を代入すれば、 Q=(3/0.08)(15t)(0.245m) =0.882t/m.Q = μ “s” · R · W. ... (3) Q: axial friction resistance moment (counterclockwise) W: gravity acting on the center of gravity G (unit: 1G) μ "s": maximum static friction coefficient (= 3μ "0") μ "0": Dynamic friction coefficient Here, "" indicates that an intermediate character / symbol is a subscript. By substituting actual values, Q = (3 / 0.08) (15t) (0.245m) = 0.882t / m.
【0041】Q>=Tであれば(この場合、式(2)は
近似式ではない)、点L(P)と点Gを結ぶ直線は鉛直
に向くので、バケット7に設定されている載荷面は、設
計の通りに水平保持可能である。その載荷面が水平でな
い場合は、バケット7を水平方向に押す力Fは、次式で
示される。 F=(μ”s”・R+e)W/L. 実例値を代入すれば、 F={(3・0.08)(0.145m)+0.020
m}・15t/2.57 5m=0.459ton. このような力で押す又は引くことにより、その載荷面を
水平にすることができる。If Q> = T (Eq. (2) is not an approximation in this case), the straight line connecting the point L (P) and the point G is vertically oriented. The surface can be held horizontally as designed. When the loading surface is not horizontal, the force F for pushing the bucket 7 in the horizontal direction is expressed by the following equation. F = (μ “s” · R + e) W / L. By substituting actual values, F = {(3.0.08) (0.145m) +0.020
m} · 15t / 2.575m = 0.459ton. By pushing or pulling with such a force, the loading surface can be made horizontal.
【0042】図7は、回転台6が回転している時の釣り
合いを示している。軸回りの時計方向のモーメントM”
R”は、 M”R”=Q+μ”0”+W√(L・L+e・e)cos(θ) (Q=μ”0”(√(1+α・α))・W・R,であるので =μ”0”(√(1+α・α))・W・R +W√(L・L+e・e)cos(θ).・・・(4) √の後の()は、それに√が作用していることを示す。
ここで、 α:遠心加速度/重力加速度 L:前記仮想的揺動軸心線と前記重心点との間の距離 θ:前記現実的揺動軸心線と前記重心点とを含む面と水
平面との間の角度FIG. 7 shows the balance when the turntable 6 is rotating. Clockwise moment M around the axis M "
R ″ is M ”R” = Q + μ ”0” + W√ (L·L + e · e) cos (θ) (Q = μ “0” (√ (1 + α · α)) · W · R, μ “0” ({(1 + α · α)) · WR + W} (L·L + e · e) cos (θ) (4) To indicate that
Here, α: centrifugal acceleration / gravity acceleration L: distance between the virtual swing axis and the center of gravity θ: plane including the realistic swing axis and the center of gravity and a horizontal plane Angle between
【0043】軸の反時計方向のモーメントM”L”は、
次式で表される。 M”L”=αW√(L・L+e・e)・sin(θ).・・・(5) 釣り合いが取れている場合、M”1”=M”2”である
から、 μ”0”(√(1+α・α))・W・R+W√(L・L+e・e)cos(θ) =αW√(L・L+e・e)・sin(θ).・・・(6) 式(6)より、 α・sin(θ)−cos(θ) =μ”0”√(1+α・α)R/√(L・L+e・e).・・・(7)The counterclockwise moment M "L" of the shaft is
It is expressed by the following equation. M “L” = αW√ (L·L + e · e) · sin (θ). ... (5) When balanced, M ”1” = M ”2”, so μ ”0” (√ (1 + α · α)) · W · R + W√ (L·L + e · e) cos (θ) = αW√ (L·L + e · e) · sin (θ). (6) From equation (6), α · sin (θ) −cos (θ) = μ “0” √ (1 + α · α) R / √ (L·L + e · e). ... (7)
【0044】 tan(θ”1”)=e/L, tan(θ”0”)=1/α.・・・(8) 式(8)で表されるθ”1”とθ”0”とを用いれば、
次式(9)が成立するように、偏心量eが設計される。 Δθ=θ−θ”1”, (Δθ−Δθ”0”)の絶対値<=角度精度上の設計値.・・・(9)Tan (θ ″ 1 ″) = e / L, tan (θ ″ 0 ″) = 1 / α. (8) If θ ″ 1 ″ and θ ″ 0 ″ expressed by Expression (8) are used,
The eccentricity e is designed so that the following equation (9) is satisfied. Absolute value of Δθ = θ−θ ″ 1 ″, (Δθ−Δθ ″ 0 ″) <= design value on angle accuracy. ... (9)
【0045】[0045]
α=100G, e=0.02m, L=2.575m, μ”0”=0.08, R=0.745m. このような現実的な設計によれば、 θ=1.009゜,Δθ=0.564゜. 式(9)は、 Δθ”0”−Δθ=0.573−0.564=0.00
9<0.1゜ この値は、精度として満足できる0.1゜よりも小さ
い。α = 100G, e = 0.02m, L = 2.575m, μ ”0” = 0.08, R = 0.745m. According to such a realistic design, θ = 1.09 °, Δθ = 0.564 °. Equation (9) is expressed as: Δθ ″ 0 ″ −Δθ = 0.573−0.564 = 0.00
9 <0.1 ° This value is smaller than 0.1 ° which can be satisfied as an accuracy.
【0046】図8(a),(b),(c)〜12
(a),(b),(c)は、試験体用保持器7の振上げ
と着座、試験体用保持器7の着座解消と振下げのステッ
プスを示している。着座装置は、図3,4で解説した偏
心回転機構18であり、その偏心回転の駆動装置が図8
(a)に模式的に示されている。偏心駆動手段41は、
2体の油圧シリンダ装置であり、回転台6に設けられて
いる。2体の油圧シリンダ装置の出力部であるそれぞれ
のピストンロッドの逆方向の運動により、偏心円を形成
する偏心回転体42を介して試験体用保持器7を遠心・
求心方向に線形移動させることができる。FIGS. 8A, 8B and 8C-12.
(A), (b), and (c) show the steps for raising and seating the holder 7 for the specimen, and canceling the seating and lowering the holder 7 for the specimen. The seating device is the eccentric rotation mechanism 18 described with reference to FIGS.
This is schematically shown in FIG. Eccentric drive means 41
The two hydraulic cylinder devices are provided on the turntable 6. By the movements of the respective piston rods, which are the output portions of the two hydraulic cylinder devices, in the opposite directions, the specimen holder 7 is centrifuged through the eccentric rotator 42 forming an eccentric circle.
It can be moved linearly in the centripetal direction.
【0047】図8は、試験体用保持器7が重力のみで吊
下軸9から吊り下がっている静止時を示している。偏心
回転体42は、初期回転位置にあり偏心回転体42の中
心は、概ね偏心点の真下にある。試験体用保持器7が偏
心して吊下用軸9に吊り下げられていて、軸受の摩擦係
数の大小によっては、対称基準面23は鉛直面より僅か
に傾斜していることがあるが、既述の通り概ね鉛直であ
る。FIG. 8 shows a stationary state in which the holder 7 for a specimen is suspended from the suspension shaft 9 only by gravity. The eccentric rotator 42 is at the initial rotation position, and the center of the eccentric rotator 42 is almost directly below the eccentric point. Although the test specimen cage 7 is eccentrically suspended on the suspension shaft 9, the symmetrical reference plane 23 may be slightly inclined from the vertical plane depending on the magnitude of the friction coefficient of the bearing. As described above, it is almost vertical.
【0048】回転台6が回転駆動され規定の回転数に達
すると、図9(a),(b),(c)に示されるよう
に、試験体用保持器7の対称基準面23は、概ね水平方
向に向く。この状態では、偏心駆動手段41は動作して
おらず、偏心円Cは初期角度位置にあり、試験体用保持
器7と着座11は離隔している。この水平方向が許容範
囲の精度で理論値の方向になるように制御される方法
は、既述の2つの方法M1とM2とがある。When the turntable 6 is driven to rotate and reaches a prescribed number of revolutions, as shown in FIGS. 9 (a), 9 (b) and 9 (c), the symmetric reference plane 23 of the holder 7 for specimens is It is oriented almost horizontally. In this state, the eccentric drive means 41 is not operating, the eccentric circle C is at the initial angular position, and the test specimen holder 7 and the seat 11 are separated. There are two methods M1 and M2 described above for controlling the horizontal direction to be the direction of the theoretical value with an accuracy within an allowable range.
【0049】M1:規定回転数以上の回転数で回転台6
を回転させ、図2に示されるストッパ14で理論角度位
置に試験体用保持器7を強制的に制止させる方法。 M2:図4に示される偏心量aを適正にすることによ
り、理想的角度位置に対して許容範囲の精度で試験体用
保持器7の振り上がり位置を調整する。M1: The turntable 6 at a rotation speed equal to or higher than the specified rotation speed.
Is rotated to forcibly stop the specimen holder 7 at the theoretical angular position by the stopper 14 shown in FIG. M2: The eccentricity a shown in FIG. 4 is adjusted appropriately to adjust the swing-up position of the holder 7 for the specimen with an allowable range of accuracy with respect to the ideal angular position.
【0050】更には、方法M1と方法M2を合成する方
法M3である。 M3:適正な偏心量a(又はe)を与えるとともに、回
転数を偏心量aに従属させた値に設定して、方法M1、
方法M2のそれぞれの単独の方法によるよりも理論値に
更に高精度に近い振り上げ角度位置で試験体用保持器7
を制止させる。このことにより重力ベクトルと遠心力ベ
クトルの合成ベクトルの方向とその絶対値をより理論値
に近いものにすることができる。Further, there is a method M3 for synthesizing the method M1 and the method M2. M3: While giving an appropriate amount of eccentricity a (or e), and setting the rotational speed to a value dependent on the amount of eccentricity a, the method M1
The specimen holder 7 at the swinging-up angle position closer to the theoretical value with higher accuracy than the method M2 alone.
To stop. This makes it possible to make the direction of the combined vector of the gravity vector and the centrifugal force vector and its absolute value closer to the theoretical value.
【0051】図10(a),(b),(c)は、試験体
用保持器7の載荷面の近傍が0Gから100Gまで上昇
し、偏心駆動手段41が動作して、偏心円Cが60度回
転し、式(9)で示される角度位置に振り上がった試験
体用保持器7をその位置に止めながら、着座11に対し
て試験体用保持器7が遠心方向に移動して、試験体用保
持器7の試験体用バケット側曲面12が着座11の着座
側曲面13に圧接した状態を示している。この圧接によ
る着座により、理論値に対して許容範囲にある試験体用
保持器7の振り上げ角度位置が固定されることになる。
この状態で、地盤のような試験体の物性実験が行われ
る。FIGS. 10A, 10B and 10C show that the vicinity of the loading surface of the test specimen holder 7 rises from 0 G to 100 G, the eccentric driving means 41 operates, and the eccentric circle C is reduced. While holding the specimen holder 7 rotated by 60 degrees and swung up to the angular position shown by the equation (9) at that position, the specimen holder 7 moves in the centrifugal direction with respect to the seat 11, FIG. 4 shows a state in which the test object bucket side curved surface 12 of the test object holder 7 is pressed against the seating side curved surface 13 of the seat 11. By the seating by this pressure contact, the swing-up angular position of the holder 7 for the test object within an allowable range with respect to the theoretical value is fixed.
In this state, a physical property experiment of a test piece such as the ground is performed.
【0052】図11(a),(b),(c)は、着座状
態を維持しながら、回転台6の回転数をゆっくり下げ、
遠心加速度を100Gから50Gまで降下させる実験終
了過程を示している。図12(a),(b),(c)
は、遠心加速度が50Gになったところで、偏心駆動手
段41を逆起動して、偏心円Cをもとの非回転角度位置
に戻して、試験体用保持器7を着座11から離隔し、0
Gで試験体用保持器7がもとの静止位置に戻った状態を
示している。FIGS. 11 (a), (b) and (c) show that the rotation speed of the turntable 6 is slowly reduced while maintaining the seated state.
The experiment termination process of reducing the centrifugal acceleration from 100 G to 50 G is shown. FIG. 12 (a), (b), (c)
When the centrifugal acceleration reaches 50 G, the eccentric driving means 41 is reversely activated, the eccentric circle C is returned to the original non-rotational angle position, the test specimen holder 7 is separated from the seat 11, and
G shows a state in which the holder 7 for the specimen returns to the original rest position.
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明による遠心載荷装置のバケット振
上角度調整装置及びその調整方法は、理論値に対して許
容範囲の高精度な遠心載荷実験を実行することができ
る。特に、偏心機構による角度調整、制止手段による角
度調整は、巨大な遠心力を受ける重量物体の質量増大を
招かない。偏心機構と制止手段の組合せによる振上角度
の調整は、実験精度を更に高くすることができる。According to the present invention, the bucket raising angle adjusting device and the adjusting method of the centrifugal loading device can execute a centrifugal loading experiment with high accuracy within an allowable range with respect to a theoretical value. In particular, the angle adjustment by the eccentric mechanism and the angle adjustment by the stopping means do not cause an increase in mass of a heavy object that receives a huge centrifugal force. Adjustment of the swing angle by the combination of the eccentric mechanism and the stopping means can further increase the experimental accuracy.
【図1】図1は、本発明による遠心載荷装置のバケット
振上角度調整装置の実施の形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a bucket raising angle adjusting device of a centrifugal loading device according to the present invention.
【図2】図2は、その着座装置を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the seating device.
【図3】図3は、着座装置の理論解析のための正面図で
ある。FIG. 3 is a front view for theoretical analysis of the seating device.
【図4】図4は、その理論解析のための幾何学図であ
る。FIG. 4 is a geometrical diagram for the theoretical analysis.
【図5】図5は、偏心機構を示す正面設計図である。FIG. 5 is a front plan view showing an eccentric mechanism.
【図6】図6は、その偏心機構の理論解析のための正面
図である。FIG. 6 is a front view for theoretical analysis of the eccentric mechanism.
【図7】図7は、その理論解析のための幾何学図であ
る。FIG. 7 is a geometrical diagram for the theoretical analysis.
【図8】図8(a),(b),(c)は、本発明による
遠心載荷装置のバケット振上角度調整方法のステップを
示すそれぞれの正面図である。8 (a), 8 (b), and 8 (c) are front views showing steps of a method of adjusting a bucket swing angle of a centrifugal loading device according to the present invention.
【図9】図9(a),(b),(c)は、本発明による
遠心載荷装置のバケット振上角度調整方法の他のステッ
プを示すそれぞれの正面図である。9 (a), 9 (b) and 9 (c) are front views showing another step of the method of adjusting the bucket raising angle of the centrifugal loading device according to the present invention.
【図10】図10(a),(b),(c)は、本発明に
よる遠心載荷装置のバケット振上角度調整方法の更に他
のステップを示すそれぞれの正面図である。FIGS. 10 (a), (b) and (c) are front views showing still another step of the method of adjusting the bucket raising angle of the centrifugal loading device according to the present invention.
【図11】図11(a),(b),(c)は、本発明に
よる遠心載荷装置のバケット振上角度調整方法の更に他
のステップを示すそれぞれの正面図である。FIGS. 11A, 11B, and 11C are front views showing still another step of the method of adjusting the bucket raising angle of the centrifugal loading device according to the present invention.
【図12】図12(a),(b),(c)は、本発明に
よる遠心載荷装置のバケット振上角度調整方法の更に他
のステップを示すそれぞれの正面図である。12 (a), 12 (b) and 12 (c) are front views showing still another step of the method of adjusting the bucket raising angle of the centrifugal loading device according to the present invention.
【符号の説明】 2…回転軸 5…回転駆動機構 6…回転台 7…試験体用バケット 8…バランスウエイト用バケット 9…吊下用軸(揺動軸、偏心回転体、外力装置) 11…着座装置 12…試験体用バケット側曲面 13…運動体側曲面 14…ストッパ(外力装置) 16…試験体 17…バランスウエイト E…(図4のE(C)又はE)偏心体又は偏心点[Description of Signs] 2 ... Rotating shaft 5 ... Rotating drive mechanism 6 ... Rotating table 7 ... Bucket for test specimen 8 ... Backet for balance weight 9 ... Suspension shaft (oscillating shaft, eccentric rotating body, external force device) 11 ... Seating device 12: Curved surface on the side of the test object bucket 13: Curved surface on the side of the moving body 14: Stopper (external force device) 16: Specimen 17: Balance weight E: Eccentric body or eccentric point (E (C) or E in FIG. 4)
Claims (9)
する回転台と、 前記回転台に揺動自在に支持され試験体を載置するため
の試験体用バケットと、 前記回転台に揺動自在に支持されバランスウエイトを載
置するためのバランスウエイト用バケットと、 前記回転台に支持され前記試験体用バケットに外力を及
ぼしてその振上角度を規制するための外力装置とからな
る遠心載荷装置のバケット振上角度調整装置。1. A rotary drive mechanism, a rotary table that rotates in the same manner as a rotary shaft driven by the rotary drive mechanism, and a test body for swingably supported by the rotary table for mounting a test body. A bucket, a balance weight bucket that is swingably supported on the turntable and on which a balance weight is placed, and an external force is applied to the test piece bucket that is supported on the turntable to regulate the swing angle of the bucket. For adjusting the bucket swing angle of a centrifugal loading device, comprising an external force device for the purpose.
運動をその振り上がり運動中に制止させて理論位置に停
止させるための制止装置と、 遠心力により振り上げられた試験体用バケットをその制
止位置で固定するための着座装置とを備えることを特徴
とする遠心載荷装置のバケット振上角度調整装置。2. The stopping device according to claim 1, wherein the external force device is fixed on the turntable, and stops a swinging motion of the test specimen bucket during the swinging motion to stop at a theoretical position. A bucket swing angle adjusting device for a centrifugal loading device, comprising: a seating device for fixing a bucket for a test object swung up by a centrifugal force at a stop position thereof.
装置を備えていることを特徴とする遠心載荷装置のバケ
ット振上角度調整装置。3. The bucket raising angle adjusting device for a centrifugal loading device according to claim 2, wherein the stopping device includes a variable device for changing the theoretical position.
とを備え、 前記回転台側着座構造は、 偏心体と前記偏心体に圧接して直線運動する運動体であ
る揺動軸とを持ち、 試験体用バケット側幾何学的構造は、 試験体用バケットの揺動の揺動軸心線から等距離にある
試験体用バケット側曲面を有し、前記運動体は、揺動軸
心線から等距離にある運動体側曲面を有し、試験体用バ
ケット側曲面は相対的に運動体側曲面に平行に運動する
ことを特徴とする遠心載荷装置のバケット振上角度調整
装置。4. The seating device according to claim 3, wherein the seating device comprises a test-bucket-side geometric structure and a rotary table-side seating structure, wherein the rotary table-side seating structure includes an eccentric body and the eccentric body. A rocking axis that is a moving body that linearly moves by pressing, the bucket-side geometrical structure for the test piece is a bucket for the test piece that is equidistant from the swing axis of the swing of the bucket for the test piece. The moving body has a side curved surface, the moving body has a moving body side curved surface equidistant from the oscillation axis, and the test piece bucket side curved surface relatively moves parallel to the moving body side curved surface. Bucket swing angle adjusting device for centrifugal loading device.
重心点と、 前記重心点を通る鉛直線を通り前記鉛直線に直交して前
記バケットを揺動自在に仮想的に支持するための仮想的
揺動軸心線と、 前記鉛直線と前記揺動軸心線を含む鉛直面から離隔し前
記鉛直面に平行な離隔鉛直面と、 前記離隔鉛直面に含まれ前記揺動軸心線に平行であり前
記試験体用バケットを揺動自在に現実に支持するための
現実的揺動軸心線とからなることを特徴とする遠心載荷
装置のバケット振上角度調整装置。5. The external force device according to claim 1, wherein the external force device has a geometric structure, the geometric structure comprising: a center of gravity of the bucket for the specimen when the turntable is stationary; A virtual swing axis for virtually supporting the bucket so as to swing freely perpendicularly to the vertical line passing through the vertical line passing through the center of gravity, and the vertical line and the swing axis. An isolated vertical plane separated from the vertical plane and parallel to the vertical plane, and included in the isolated vertical plane and parallel to the oscillation axis and for swingably supporting the test specimen bucket in reality. A bucket swing angle adjusting device for a centrifugal loading device, comprising a realistic swing axis.
実的揺動軸心線とは1水平面上に含まれることを特徴と
する遠心載荷装置のバケット振上角度調整装置。6. The centrifugal loading device according to claim 5, wherein the virtual swing axis and the realistic swing axis are included in one horizontal plane when the turntable is stationary. Bucket swing angle adjustment device.
離隔距離を偏心距離eで表せば、 α・sin(θ)−cos(θ)=μ”0”√(1+α
・α)R/√(L・L+e・e), tan(θ”1”)=e/L, tan(θ”0”)=1/α, Δθ=θ−θ”1” (Δθ−Δθ”0”)の絶対値<=角度精度上の設計値 α:遠心加速度/重力加速度 L:前記仮想的揺動軸心線と前記重心点との間の距離 θ:前記現実的揺動軸心線と前記重心点とを含む面と水
平面との間の角度の前記5式を満たすように前記偏心距
離eが与えられていることを特徴とする遠心載荷装置の
バケット振上角度調整装置。7. The system according to claim 6, wherein a separation distance between the virtual oscillation axis and the realistic oscillation axis is represented by an eccentric distance e. Α · sin (θ) −cos ( θ) = μ “0” √ (1 + α
Α) R / √ (L·L + e · e), tan (θ ″ 1 ″) = e / L, tan (θ ″ 0 ″) = 1 / α, Δθ = θ−θ ″ 1 ″ (Δθ−Δθ) Absolute value of “0”) <= design value on angular accuracy α: centrifugal acceleration / gravity acceleration L: distance between the virtual swing axis and the center of gravity θ: realistic swing axis The eccentric distance e is given so as to satisfy the above-mentioned equation (5) of an angle between a plane including a line and the center of gravity and a horizontal plane.
を偏心させて吊り下げるための偏心機構と、 前記バケットの振り上げ運動を強制的に制止させるため
の制止手段とからなる遠心載荷装置のバケット振上角度
調整装置。8. A centrifugal loading device comprising: an eccentric mechanism for eccentrically suspending a bucket on which a test object is loaded by receiving a centrifugal force and suspending the bucket; and a restraining means for forcibly restraining a swinging motion of the bucket. Bucket raising angle adjustment device.
駆動される回転軸と同体に回転する回転台と、前記回転
台に揺動自在に支持され試験体を載置するための試験体
用バケットと、前記回転台に揺動自在に支持されバラン
スウエイトを載置するためのバランスウエイト用バケッ
トとからなる遠心載荷装置の前記バケットの振上角度を
調整するための遠心載荷装置のバケット振上角度調整方
法であり、 理論値の振上角度よりも大きい角度で前記試験体用バケ
ットを振り上げる遠心力を前記試験体用バケットに作用
させるための過回転速度を前記回転台に与えるためのス
テップと、 前記試験体用バケットを前記理論値に対応する振上角度
の位置で前記回転台に設けたストッパで強制的に制止さ
せるためのステップとからなり、 前記過回転速度に対応する対応理論値の振上角度と前記
理論値との差は許容範囲にあることを特徴とする遠心載
荷装置のバケット振上角度調整方法。9. A rotary drive mechanism, a rotary table that rotates in the same manner as a rotary shaft driven by the rotary drive mechanism, and a test piece for mounting a test piece that is swingably supported by the rotary table. Bucket lifting of a centrifugal loading device for adjusting a swing angle of the bucket of a centrifugal loading device comprising a bucket and a bucket for balance weight for swingably supported on the turntable for placing a balance weight thereon An angle adjusting method, wherein an over-rotation speed for applying a centrifugal force to swing the test specimen bucket at an angle larger than a theoretical swing angle to the test specimen bucket is given to the turntable. And forcibly stopping the test piece bucket at a position of a swing angle corresponding to the theoretical value with a stopper provided on the turntable, the overspeed Corresponding difference between the swing-angle and the theoretical value of the corresponding theoretical value bucket swing-angle adjustment method of centrifugal loading device, characterized in that in the acceptable range.
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1999
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