JP2003194653A - 回転体の不釣り合いの測定方法並びに修正方法およびその装置 - Google Patents
回転体の不釣り合いの測定方法並びに修正方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転体の支持系の固有振動数を考慮して正確
に効率よく不釣り合いを正確に測定する。 【解決手段】 静止している回転体１０を加振して振動
を検出し、振動波形の周波数分析を行うことにより支持
系の固有振動数を求めるとともともに、加振力を入力と
し回転体１０に生じる振動を応答とする伝達関数を求
め、固有振動数を回避した試験回転数で回転する回転体
１０を加振して振動を検出し、その振動信号の周波数分
析を行い伝達関数を利用して回転体の不釣り合い量を算
出し、試験回転数で回転する回転体の基準位置を検出
し、検出信号と、前記振動信号を比較し、位相差を計算
することにより不釣り合い位置を求める。
に効率よく不釣り合いを正確に測定する。 【解決手段】 静止している回転体１０を加振して振動
を検出し、振動波形の周波数分析を行うことにより支持
系の固有振動数を求めるとともともに、加振力を入力と
し回転体１０に生じる振動を応答とする伝達関数を求
め、固有振動数を回避した試験回転数で回転する回転体
１０を加振して振動を検出し、その振動信号の周波数分
析を行い伝達関数を利用して回転体の不釣り合い量を算
出し、試験回転数で回転する回転体の基準位置を検出
し、検出信号と、前記振動信号を比較し、位相差を計算
することにより不釣り合い位置を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械における
主軸等の回転体の不釣り合いを測定し、並びに不釣り合
い修正する方法およびその装置に関する。
主軸等の回転体の不釣り合いを測定し、並びに不釣り合
い修正する方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械には、主軸や旋盤テーブルなど
の回転体があり、通常、不釣り合いをもって回転してい
る。本明細書で扱う回転体の不釣り合いとは、回転体の
重心が回転の中心からわずかに偏位していることをい
う。このような不釣り合いは、回転体の製作上の誤差や
組立誤差等に起因して不可避的に生じている。
の回転体があり、通常、不釣り合いをもって回転してい
る。本明細書で扱う回転体の不釣り合いとは、回転体の
重心が回転の中心からわずかに偏位していることをい
う。このような不釣り合いは、回転体の製作上の誤差や
組立誤差等に起因して不可避的に生じている。
【０００３】回転体に不釣り合いがある場合、回転する
と回転数と同期した振動が発生する。この振動は、加工
精度に悪影響を及ぼす。そのため、回転体の不釣り合い
を修正するために、従来からフィールドバランサと呼ば
れる不釣り合い修正装置が用いられている。
と回転数と同期した振動が発生する。この振動は、加工
精度に悪影響を及ぼす。そのため、回転体の不釣り合い
を修正するために、従来からフィールドバランサと呼ば
れる不釣り合い修正装置が用いられている。
【０００４】このフィールドバランサは、回転体の軸受
け部分などの振動を検出する振動計等と、回転体の円周
に付けられた基準となる印を検出する装置と、検出した
振動から不釣り合いに関係する振動成分を抽出し振動の
大きさを測定するとともに、基準からの不釣り合いの位
相を測定する装置とから構成されている。
け部分などの振動を検出する振動計等と、回転体の円周
に付けられた基準となる印を検出する装置と、検出した
振動から不釣り合いに関係する振動成分を抽出し振動の
大きさを測定するとともに、基準からの不釣り合いの位
相を測定する装置とから構成されている。
【０００５】フィールドバランサを利用して不釣り合い
を修正する手順について説明すると、まず、回転体を適
当な回転数で回転させ、その回転数と同期した振動を不
釣り合いに関係する振動として、その大きさと、位相を
測定する。次いで、不釣り合いの振動量に対応する重さ
の仮重りを振動位相とは対称の位置に付加し、上記と同
様の手順で仮重りを付加した状態での不釣り合いの振動
を大きさと位相を測定する。
を修正する手順について説明すると、まず、回転体を適
当な回転数で回転させ、その回転数と同期した振動を不
釣り合いに関係する振動として、その大きさと、位相を
測定する。次いで、不釣り合いの振動量に対応する重さ
の仮重りを振動位相とは対称の位置に付加し、上記と同
様の手順で仮重りを付加した状態での不釣り合いの振動
を大きさと位相を測定する。
【０００６】そして、上記２回の測定により求められた
不釣り合いの振動の大きさと位相を比較することによっ
て、現状の不釣り合い量を計算し、その不釣り合い量に
あった重りを回転体に付加若しくは除去する。
不釣り合いの振動の大きさと位相を比較することによっ
て、現状の不釣り合い量を計算し、その不釣り合い量に
あった重りを回転体に付加若しくは除去する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィールドバランサによる不釣り合いの修正では、回転
体の支持系に固有振動数が存在するということを考慮せ
ずに、適当な回転数で回転させて不釣り合いの振動の大
きさと位相を測定するため、固有振動数と同期した回転
数によって回転体が運転されている場合には、振動が安
定せずに位相が定まらずに測定が不可能となる。
フィールドバランサによる不釣り合いの修正では、回転
体の支持系に固有振動数が存在するということを考慮せ
ずに、適当な回転数で回転させて不釣り合いの振動の大
きさと位相を測定するため、固有振動数と同期した回転
数によって回転体が運転されている場合には、振動が安
定せずに位相が定まらずに測定が不可能となる。
【０００８】また、回転体の支持剛性を考慮していない
ために、回転数によって振動が変わり、不釣り合いを修
正するまでに、試行錯誤の上に測定を繰り返えさなけれ
ばならず、時間を要していた。
ために、回転数によって振動が変わり、不釣り合いを修
正するまでに、試行錯誤の上に測定を繰り返えさなけれ
ばならず、時間を要していた。
【０００９】さらに、検出される振動には、不釣り合い
以外に起因する異常振動が含まれる場合があるが、測定
の上では、回転数と同期した振動成分を抽出しているの
で、不釣り合い以外に起因する振動、例えば、支持系の
異常等に起因する振動を検出することができない。この
ため、異常振動が放置されたまま、不釣り合いの間違っ
た修正が行われることになるという問題がある。
以外に起因する異常振動が含まれる場合があるが、測定
の上では、回転数と同期した振動成分を抽出しているの
で、不釣り合い以外に起因する振動、例えば、支持系の
異常等に起因する振動を検出することができない。この
ため、異常振動が放置されたまま、不釣り合いの間違っ
た修正が行われることになるという問題がある。
【００１０】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、回転体の支持系の固有振動数を
考慮して正確に効率よく不釣り合いを正確に測定し、そ
れに基づいて的確に修正することのできるようにした回
転体の不釣り合い測定方法並びに修正方法およびその装
置を提供することにある。
有する問題点を解消し、回転体の支持系の固有振動数を
考慮して正確に効率よく不釣り合いを正確に測定し、そ
れに基づいて的確に修正することのできるようにした回
転体の不釣り合い測定方法並びに修正方法およびその装
置を提供することにある。
【００１１】また、本発明の他の目的は、回転体に発生
している振動が不釣り合いに起因するものか、それ以外
の異常に起因するものかを判別し、的確な不釣り合いの
修正を可能とする回転体の不釣り合い測定方法並びに修
正方法およびその装置を提供することにある。
している振動が不釣り合いに起因するものか、それ以外
の異常に起因するものかを判別し、的確な不釣り合いの
修正を可能とする回転体の不釣り合い測定方法並びに修
正方法およびその装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、支持系によって回転自在に支持され回
転駆動源と連結される回転体であって、当該回転体の重
心と軸心との不一致による不釣り合いを測定する方法で
おいて、静止している前記回転体を加振して振動を検出
し、振動波形の周波数分析を行うことにより前記回転体
の支持系の固有振動数を求めるとともともに、加振力を
入力とし回転体に生じる振動を応答とする伝達関数を求
め、前記固有振動数を回避した試験回転数で回転する前
記回転体の不釣り合いによる振動を検出し、その振動信
号の周波数分析を行い前記伝達関数を利用して前記回転
体の不釣り合い量を算出し、前記試験回転数で回転する
回転体の基準位置を検出し、検出信号と、前記振動信号
とを比較し、位相差を計算することにより不釣り合い位
置を求めることを特徴とするものである。
めに、本発明は、支持系によって回転自在に支持され回
転駆動源と連結される回転体であって、当該回転体の重
心と軸心との不一致による不釣り合いを測定する方法で
おいて、静止している前記回転体を加振して振動を検出
し、振動波形の周波数分析を行うことにより前記回転体
の支持系の固有振動数を求めるとともともに、加振力を
入力とし回転体に生じる振動を応答とする伝達関数を求
め、前記固有振動数を回避した試験回転数で回転する前
記回転体の不釣り合いによる振動を検出し、その振動信
号の周波数分析を行い前記伝達関数を利用して前記回転
体の不釣り合い量を算出し、前記試験回転数で回転する
回転体の基準位置を検出し、検出信号と、前記振動信号
とを比較し、位相差を計算することにより不釣り合い位
置を求めることを特徴とするものである。
【００１３】また、本発明は支持系によって回転自在に
支持され回転駆動源と連結される回転体であって、当該
回転体の重心と軸心との不一致による不釣り合いを修正
する方法において、静止している前記回転体を加振して
振動を検出し、振動波形の周波数分析を行うことにより
前記回転体の支持系の固有振動数を求めるとともとも
に、加振力を入力とし回転体に生じる振動を応答とする
伝達関数を求め、前記固有振動数を回避した試験回転数
で回転する前記回転体の不釣り合いによる振動を検出
し、その振動信号の周波数分析を行い前記伝達関数を利
用して前記回転体の不釣り合い量を算出し、前記試験回
転数で回転する回転体の基準位置を検出し、検出信号
と、前記振動検出信号とを比較し、位相差を計算するこ
とにより、不釣り合い位置を求め、測定した不釣り合い
量に対応する重量の修正用の重りを前記不釣り合い位置
と対称位置に付加若しくは除去することを特徴とするも
のである。
支持され回転駆動源と連結される回転体であって、当該
回転体の重心と軸心との不一致による不釣り合いを修正
する方法において、静止している前記回転体を加振して
振動を検出し、振動波形の周波数分析を行うことにより
前記回転体の支持系の固有振動数を求めるとともとも
に、加振力を入力とし回転体に生じる振動を応答とする
伝達関数を求め、前記固有振動数を回避した試験回転数
で回転する前記回転体の不釣り合いによる振動を検出
し、その振動信号の周波数分析を行い前記伝達関数を利
用して前記回転体の不釣り合い量を算出し、前記試験回
転数で回転する回転体の基準位置を検出し、検出信号
と、前記振動検出信号とを比較し、位相差を計算するこ
とにより、不釣り合い位置を求め、測定した不釣り合い
量に対応する重量の修正用の重りを前記不釣り合い位置
と対称位置に付加若しくは除去することを特徴とするも
のである。
【００１４】さらに、本発明は、回転自在に支持され回
転駆動源と連結される回転体であって、当該回転体の重
心と軸心との不一致による不釣り合いを測定する装置で
あって、前記回転体を加振する加振手段と、前記回転体
に生じる振動を検出し振動信号を出力する振動検出手段
と、回転する回転体の基準位置を検出し正弦波を出力す
る基準位置検出手段と、前記加振手段、前記振動検出手
段並びに基準位置検出手段からそれぞれ導入される入力
信号をフーリエ変換し、周波数分析を行うためのフーリ
エ変換手段と、加振力を入力とし回転体生じる振動を応
答とする伝達関数を求め、前記伝達関数を利用して前記
回転体の不釣り合い量を算出するとともに、前記正弦波
の周波数分析と、前記振動信号の周波数分析とを比較
し、不釣り合い位置を求める不釣り合い演算手段と、周
波数分析のデータを表示する表示手段と、を具備するこ
とを特徴とするものである。
転駆動源と連結される回転体であって、当該回転体の重
心と軸心との不一致による不釣り合いを測定する装置で
あって、前記回転体を加振する加振手段と、前記回転体
に生じる振動を検出し振動信号を出力する振動検出手段
と、回転する回転体の基準位置を検出し正弦波を出力す
る基準位置検出手段と、前記加振手段、前記振動検出手
段並びに基準位置検出手段からそれぞれ導入される入力
信号をフーリエ変換し、周波数分析を行うためのフーリ
エ変換手段と、加振力を入力とし回転体生じる振動を応
答とする伝達関数を求め、前記伝達関数を利用して前記
回転体の不釣り合い量を算出するとともに、前記正弦波
の周波数分析と、前記振動信号の周波数分析とを比較
し、不釣り合い位置を求める不釣り合い演算手段と、周
波数分析のデータを表示する表示手段と、を具備するこ
とを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明による回転体の不釣
り合い測定方法並びに修正方法およびその装置の一実施
形態について、添付の図面を参照しながら説明する。 第１実施形態 図１は、本発明の第１の実施形態による回転体の不釣り
合い測定装置を示す。図１において、参照符号１０は、
測定対象である回転体を示す。この回転体１０は、回転
軸１１の両端部がそれぞれ軸受箱１２、１２に内蔵され
た軸受によって回転自在に水平に支持されている。軸受
箱１２は軸受箱台１３に取り付けられている。回転軸１
１の一端部は、カップリング１４を用いて、モータ台１
５に取り付けられたモータ１６と連結されている。
り合い測定方法並びに修正方法およびその装置の一実施
形態について、添付の図面を参照しながら説明する。 第１実施形態 図１は、本発明の第１の実施形態による回転体の不釣り
合い測定装置を示す。図１において、参照符号１０は、
測定対象である回転体を示す。この回転体１０は、回転
軸１１の両端部がそれぞれ軸受箱１２、１２に内蔵され
た軸受によって回転自在に水平に支持されている。軸受
箱１２は軸受箱台１３に取り付けられている。回転軸１
１の一端部は、カップリング１４を用いて、モータ台１
５に取り付けられたモータ１６と連結されている。
【００１６】図１において、参照符号２０が不釣り合い
の不釣り合い測定部を示す。この不釣り合い測定部２０
は、入力される電気信号を周波数分析のためにフーリエ
変換するフーリエ変換部２１と、不釣り合い量および不
釣り合い位置を算出するための演算装置２２、信号波形
や測定結果を表示する表示装置２３、基準パルス信号を
正弦波に変える正弦波発生回路２４を備えている。
の不釣り合い測定部を示す。この不釣り合い測定部２０
は、入力される電気信号を周波数分析のためにフーリエ
変換するフーリエ変換部２１と、不釣り合い量および不
釣り合い位置を算出するための演算装置２２、信号波形
や測定結果を表示する表示装置２３、基準パルス信号を
正弦波に変える正弦波発生回路２４を備えている。
【００１７】２６は、回転体１０に振動を生じさせるた
め加振装置である。この加振装置２６は不釣り合い測定
部２０と接続されており、その加振力がフーリエ変換部
２１に導入される。２７は、軸受箱１２に取り付けられ
た振動計である。加振装置２６で加振された結果生じた
振動や、回転体１０の不釣り合いに起因して回転してい
る間に生じる振動は、振動計２７により電気信号に変換
されてフーリエ変換部２１に導入される。
め加振装置である。この加振装置２６は不釣り合い測定
部２０と接続されており、その加振力がフーリエ変換部
２１に導入される。２７は、軸受箱１２に取り付けられ
た振動計である。加振装置２６で加振された結果生じた
振動や、回転体１０の不釣り合いに起因して回転してい
る間に生じる振動は、振動計２７により電気信号に変換
されてフーリエ変換部２１に導入される。
【００１８】回転体１０には、不釣り合いの位置を測定
するにあたり、基準となる位置を示す印２８が付けられ
ており、位置検出器３０は、印２８を検出するたびに基
準パルス信号を発生する。この基準パルス信号は、正弦
波発生回路２４で正弦波に変換されてフーリエ変換部２
１に与えられる。
するにあたり、基準となる位置を示す印２８が付けられ
ており、位置検出器３０は、印２８を検出するたびに基
準パルス信号を発生する。この基準パルス信号は、正弦
波発生回路２４で正弦波に変換されてフーリエ変換部２
１に与えられる。
【００１９】次に、図２は、本実施形態による回転体１
０の不釣り合い測定方法における信号処理の流れを示す
流れ図である。以下、図１および図２を参照しながら回
転体１０の不釣り合いの測定方法について説明する。
０の不釣り合い測定方法における信号処理の流れを示す
流れ図である。以下、図１および図２を参照しながら回
転体１０の不釣り合いの測定方法について説明する。
【００２０】図２において、測定の手順を大きく分ける
と、回転体１０を静止させた状態で回転体１０を加振
し、信号の周波数分析を行うことにより、回転体１０を
支持する軸受１２を含めた支持系の伝達関数を求める測
定Ａと、回転体１０を所定の試験回転数で回転させて状
態で回転体１０を加振し、信号の周波数分析により回転
体１０の不釣り合い量と不釣り合い位置を算出する測定
Ｂとがある。
と、回転体１０を静止させた状態で回転体１０を加振
し、信号の周波数分析を行うことにより、回転体１０を
支持する軸受１２を含めた支持系の伝達関数を求める測
定Ａと、回転体１０を所定の試験回転数で回転させて状
態で回転体１０を加振し、信号の周波数分析により回転
体１０の不釣り合い量と不釣り合い位置を算出する測定
Ｂとがある。
【００２１】まず、測定Ａでは、静止している回転体１
０を加振装置２６で加振して、加振時に生じる振動を検
出する。加振装置２６の加振力についての加振信号４０
は、加振装置２６からフーリエ変換部２１に取り込ま
れ、また、加振時の振動は、振動計２７から加振時検出
振動信号４１としてフーリエ変換部２１に取り込まれ
る。図３（ａ）は、加振信号４０をフーリエ変換した結
果の周波数分析の波形を示し、図３（ｂ）は、加振時検
出振動信号４１をフーリエ変換した結果の周波数分析の
波形を示す。
０を加振装置２６で加振して、加振時に生じる振動を検
出する。加振装置２６の加振力についての加振信号４０
は、加振装置２６からフーリエ変換部２１に取り込ま
れ、また、加振時の振動は、振動計２７から加振時検出
振動信号４１としてフーリエ変換部２１に取り込まれ
る。図３（ａ）は、加振信号４０をフーリエ変換した結
果の周波数分析の波形を示し、図３（ｂ）は、加振時検
出振動信号４１をフーリエ変換した結果の周波数分析の
波形を示す。
【００２２】演算装置２２は、図３（ｂ）の振動信号４
１の周波数分析データから、回転体１０の支持系の固有
振動数を求めておく。また、回転体１０の支持系におい
ては、加振信号４０を入力とし振動信号４１を出力とす
る支持系の伝達関数を考えると、図３（ａ）の周波数分
析データに伝達関数を乗じたものが図３（ｂ）であるか
ら、演算装置２２で図３（ｂ）の周波数分析データを図
３（ａ）の周波数分析データで割り算することにより、
加振力を入力とし回転体１０に生じる振動を出力とする
伝達関数４２を求めることができる。
１の周波数分析データから、回転体１０の支持系の固有
振動数を求めておく。また、回転体１０の支持系におい
ては、加振信号４０を入力とし振動信号４１を出力とす
る支持系の伝達関数を考えると、図３（ａ）の周波数分
析データに伝達関数を乗じたものが図３（ｂ）であるか
ら、演算装置２２で図３（ｂ）の周波数分析データを図
３（ａ）の周波数分析データで割り算することにより、
加振力を入力とし回転体１０に生じる振動を出力とする
伝達関数４２を求めることができる。
【００２３】次に、測定Ｂでは、回転体１０を回転させ
て加振し、以下のようにして、不釣り合い量と不釣り合
い位置を測定する。
て加振し、以下のようにして、不釣り合い量と不釣り合
い位置を測定する。
【００２４】まず、モータ１６を駆動し回転体１０を回
転するに当たっては、固有振動数を避けた回転数を試験
回転数とする。
転するに当たっては、固有振動数を避けた回転数を試験
回転数とする。
【００２５】そして、この試験回転数で回転体１０を定
常回転させると、回転体１０に存在する不釣り合いによ
るわずかな偏心回転により、回転体１０を支持する軸受
１２に回転数と同期した振動が生じるので、この振動を
振動計２７により検出する。
常回転させると、回転体１０に存在する不釣り合いによ
るわずかな偏心回転により、回転体１０を支持する軸受
１２に回転数と同期した振動が生じるので、この振動を
振動計２７により検出する。
【００２６】この時の振動は、振動計２７から振動信号
４３としてフーリエ変換部２１に取り込まれる。図４
（ａ）は、振動信号４３をフーリエ変換した結果の周波
数応答の波形を示す。また、回転体１０の定常回転に伴
って、位置検出器３０が印２８を検出するたびに基準パ
ルス信号４４を発生する。この基準パルス信号は、正弦
波発生回路２４で正弦波４５に変換されてフーリエ変換
部２１に出力される。図４（ｂ）は、正弦波４５をフー
リエ変換した結果の周波数応答の波形を示す。
４３としてフーリエ変換部２１に取り込まれる。図４
（ａ）は、振動信号４３をフーリエ変換した結果の周波
数応答の波形を示す。また、回転体１０の定常回転に伴
って、位置検出器３０が印２８を検出するたびに基準パ
ルス信号４４を発生する。この基準パルス信号は、正弦
波発生回路２４で正弦波４５に変換されてフーリエ変換
部２１に出力される。図４（ｂ）は、正弦波４５をフー
リエ変換した結果の周波数応答の波形を示す。
【００２７】回転体１０に存在する不釣り合いにより振
動している支持系においては、不釣り合いの力を入力と
して上記伝達関数４２を介して振動を出力とする関係に
あるので、演算装置２２では、図４（ａ）の振動の周波
数分析データを伝達関数で割り算する演算を行い、振動
を発生させた力、言い換えれば、不釣り合いの力Ｆを求
めることができる。この不釣り合いの力から不釣り合い
の量４６が算出される。
動している支持系においては、不釣り合いの力を入力と
して上記伝達関数４２を介して振動を出力とする関係に
あるので、演算装置２２では、図４（ａ）の振動の周波
数分析データを伝達関数で割り算する演算を行い、振動
を発生させた力、言い換えれば、不釣り合いの力Ｆを求
めることができる。この不釣り合いの力から不釣り合い
の量４６が算出される。
【００２８】また、演算装置２２では、図４（ａ）の振
動の周波数分析データと、図４（ｂ）の基準パルスの周
波数分析データが比較され、図４（ｃ）に示すような位
相を示すデータが演算され、この基準位置からの位相φ
が不釣り合い位置４７を示す位相である。
動の周波数分析データと、図４（ｂ）の基準パルスの周
波数分析データが比較され、図４（ｃ）に示すような位
相を示すデータが演算され、この基準位置からの位相φ
が不釣り合い位置４７を示す位相である。
【００２９】以上のようにして、不釣り合い量と不釣り
合いの位置を求めたら、図５に示すように、回転体１０
の端面には、円周方向に一定のピッチで修正用の重り５
０を詰める穴５２が形成されているので、測定した不釣
り合い量に対応する重量の修正用の重りを不釣り合い位
置と対称位置に付加若しくは除去すればよい。そして、
測定Ｂを繰り返すことにより、不釣り合いを正確に修正
できる。
合いの位置を求めたら、図５に示すように、回転体１０
の端面には、円周方向に一定のピッチで修正用の重り５
０を詰める穴５２が形成されているので、測定した不釣
り合い量に対応する重量の修正用の重りを不釣り合い位
置と対称位置に付加若しくは除去すればよい。そして、
測定Ｂを繰り返すことにより、不釣り合いを正確に修正
できる。
【００３０】第２実施形態
次に、本発明の第２の実施形態について、図６を参照し
ながら説明する。図６は、図２の測定Ｂの信号処理の中
に、振動が回転体１０の不釣り合いによるものか、それ
とも軸受１２の異常等によるものかを判別するようにし
たものである。
ながら説明する。図６は、図２の測定Ｂの信号処理の中
に、振動が回転体１０の不釣り合いによるものか、それ
とも軸受１２の異常等によるものかを判別するようにし
たものである。
【００３１】まず、第１実施形態と同様に、試験回転数
ｎで定常回転する回転体１０から検出される振動信号４
３は、フーリエ変換されて図４（ａ）の周波数応答デー
タのように周波数ごとに分解される。このデータから、
演算装置２２は、最も振動の大きな振動成分を検出す
る。
ｎで定常回転する回転体１０から検出される振動信号４
３は、フーリエ変換されて図４（ａ）の周波数応答デー
タのように周波数ごとに分解される。このデータから、
演算装置２２は、最も振動の大きな振動成分を検出す
る。
【００３２】一方、基準パルス信号４４を正弦波４５に
変換し、さらにフーリエ変換することにより図４（ｂ）
の周波数応答データが得られるが、演算装置２２は、こ
の周波数応答データから回転体１０の回転数ｎを割り出
す。そして、振動の最も大きな振動成分の周波数と、回
転数ｎの成分の周波数とを比較し（ステップ４８）、一
致しているか否かを判断し（ステップ４９）、一致して
いれば、振動は回転体１０の不釣り合いの起因するもの
であるから、図２の測定Ｂに従って不釣り合い量とその
位置を求め、不釣り合いを修正する。
変換し、さらにフーリエ変換することにより図４（ｂ）
の周波数応答データが得られるが、演算装置２２は、こ
の周波数応答データから回転体１０の回転数ｎを割り出
す。そして、振動の最も大きな振動成分の周波数と、回
転数ｎの成分の周波数とを比較し（ステップ４８）、一
致しているか否かを判断し（ステップ４９）、一致して
いれば、振動は回転体１０の不釣り合いの起因するもの
であるから、図２の測定Ｂに従って不釣り合い量とその
位置を求め、不釣り合いを修正する。
【００３３】他方、周波数が一致しない場合には、回転
体１０の不釣り合い以外による何らかの異常による振動
と判断する。この場合、異常振動の実験的な分析から、
周波数の関係が以下の類型化されているので、異常の原
因も併せて判断することができる。
体１０の不釣り合い以外による何らかの異常による振動
と判断する。この場合、異常振動の実験的な分析から、
周波数の関係が以下の類型化されているので、異常の原
因も併せて判断することができる。
【００３４】例えば、振動の最も大きな成分の周波数が
回転数ｎの半分の周波数であれば、軸受１２のベアリン
グの玉の公転周期の異常に関係すると考えられ、２倍で
あれば、軸受のアライメントの異常であると考えられ
る。また、振動の位相が定まらないときには、回転体１
０は、それ自身の固有振動数または軸受１２の固有振動
数と共振している可能性が考えられる。このような異常
の原因は、表示装置２３に表示することができる。
回転数ｎの半分の周波数であれば、軸受１２のベアリン
グの玉の公転周期の異常に関係すると考えられ、２倍で
あれば、軸受のアライメントの異常であると考えられ
る。また、振動の位相が定まらないときには、回転体１
０は、それ自身の固有振動数または軸受１２の固有振動
数と共振している可能性が考えられる。このような異常
の原因は、表示装置２３に表示することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、回転体の支持系の支持剛性および固有振動数
を考慮して正確に不釣り合い量とその位置を測定できる
ので、効率よく不釣り合いを修正することができる。
によれば、回転体の支持系の支持剛性および固有振動数
を考慮して正確に不釣り合い量とその位置を測定できる
ので、効率よく不釣り合いを修正することができる。
【００３６】また、本発明によれば、回転体に発生して
いる振動が不釣り合いに起因するものか、それ以外の異
常に起因するものかを判別し、的確な不釣り合いの修正
をすることができばかりか、異常の原因を探ることも可
能となる。
いる振動が不釣り合いに起因するものか、それ以外の異
常に起因するものかを判別し、的確な不釣り合いの修正
をすることができばかりか、異常の原因を探ることも可
能となる。
【図１】本発明の一実施形態よる不釣り合い測定装置の
構成を示す説明図。
構成を示す説明図。
【図２】不釣り合いの測定における信号処理の流れ図。
【図３】図３（ａ）は停止した回転体に加振する加振信
号の周波数分析を示す波形図、図３（ｂ）は、加振した
時の検出する振動信号の周波数分析を示す波形図。
号の周波数分析を示す波形図、図３（ｂ）は、加振した
時の検出する振動信号の周波数分析を示す波形図。
【図４】図４（ａ）は、回転している回転体の振動信号
の周波数分析を示す波形図、図４（ｂ）は、基準パルス
の正弦波ををフーリエ変換したときの波形図、図４
（ｃ）は、不釣り合いの位相を示す波形図。
の周波数分析を示す波形図、図４（ｂ）は、基準パルス
の正弦波ををフーリエ変換したときの波形図、図４
（ｃ）は、不釣り合いの位相を示す波形図。
【図５】回転体に付加または除去する修正用重りを示す
図。
図。
【図６】不釣り合いの異常判定の信号処理の流れ図。
１０ 回転体
１１ 回転軸
１２ 軸受箱
１３ 軸受箱台
１４ カップリング
１５ モータ台
１６ モータ
２０ 不釣り合い測定部
２１ フーリエ変換部
２２ 演算装置
２３ 表示装置
２６ 加振装置
２７ 振動計
２８ 基準位置
３０ 位置検出器
Claims (6)
- 【請求項１】支持系によって回転自在に支持され回転駆
動源と連結される回転体であって、当該回転体の重心と
軸心との不一致による不釣り合いを測定する方法でおい
て、 静止している前記回転体を加振して振動を検出し、振動
波形の周波数分析を行うことにより前記回転体の支持系
の固有振動数を求めるとともともに、加振力を入力とし
回転体に生じる振動を応答とする伝達関数を求め、 前記固有振動数を回避した試験回転数で回転する前記回
転体の不釣り合いによる振動を検出し、その振動信号の
周波数分析を行い前記伝達関数を利用して前記回転体の
不釣り合い量を算出し、 前記試験回転数で回転する回転体の基準位置を検出し、
検出信号と、前記振動信号とを比較し、位相差を計算す
ることにより、不釣り合い位置を求めることを特徴とす
る回転体の不釣り合いの測定方法。 - 【請求項２】前記振動信号の周波数分析を前記伝達関数
で割り算することにより、不釣り合い量を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の回転体の不釣り合い測定
方法。 - 【請求項３】前記振動信号の周波数分析では、最も大き
な振動成分の周波数と、回転数の周波数とを比較し、両
者が一致した場合に回転体の不釣り合いによる振動であ
ると判断し、一致しない場合に回転体の不釣り合い以外
に起因する振動であると判断することを特徴とする請求
項１に記載の回転体の不釣り合い測定方法。 - 【請求項４】支持系によって回転自在に支持され回転駆
動源と連結される回転体であって、当該回転体の重心と
軸心との不一致による不釣り合いを修正する方法におい
て、 静止している前記回転体を加振して振動を検出し、振動
信号の周波数分析を行うことにより前記回転体の支持系
の固有振動数を求めるとともともに、加振力を入力とし
回転体に生じる振動を応答とする伝達関数を求め、 前記固有振動数を回避した試験回転数で回転する前記回
転体の不釣り合いによる振動を検出し、その振動信号の
周波数分析を行い前記伝達関数を利用して前記回転体の
不釣り合い量を算出し、 前記試験回転数で回転する回転体の基準位置を検出し、
検出信号と、前記振動検出信号とを比較し、位相差を計
算することにより不釣り合い位置を求め、 測定した不釣り合い量に対応する重量の修正用の重りを
前記不釣り合い位置と対称位置に付加若しくは除去する
ことを特徴とする回転体の不釣り合いの修正方法。 - 【請求項５】支持系によって回転自在に支持され回転駆
動源と連結される回転体であって、当該回転体の重心と
軸心との不一致による不釣り合いを測定する装置であっ
て、 前記回転体を加振する加振手段と、 前記回転体に生じる振動を検出し振動信号を出力する振
動検出手段と、 回転する回転体の基準位置を検出し正弦波を出力する基
準位置検出手段と、 前記加振手段、前記振動検出手段並びに基準位置検出手
段からそれぞれ導入される入力信号をフーリエ変換し、
周波数分析を行うためのフーリエ変換手段と、 加振力を入力とし回転体に生じる振動を応答とする伝達
関数を求め、前記伝達関数を利用して前記回転体の不釣
り合い量を算出するとともに、前記正弦波の周波数分析
と、前記振動信号の周波数分析とを比較し、不釣り合い
位置を求める不釣り合い演算手段と、 周波数分析のデータを表示する表示手段と、を具備する
ことを特徴とする回転体の不釣り合い測定装置。 - 【請求項６】前記振動信号の最も大きな振動成分の周波
数と、回転数の周波数とを比較し、両者が一致した場合
に回転体の不釣り合いによる振動であると判断し、一致
しない場合に回転体の不釣り合い以外に起因する振動で
あると判断する異常判別手段をさらに具備することを特
徴とする請求項５に記載の回転体の不釣り合い測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001394000A JP2003194653A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 回転体の不釣り合いの測定方法並びに修正方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001394000A JP2003194653A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 回転体の不釣り合いの測定方法並びに修正方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003194653A true JP2003194653A (ja) | 2003-07-09 |
Family
ID=27600852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001394000A Withdrawn JP2003194653A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 回転体の不釣り合いの測定方法並びに修正方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003194653A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100941467B1 (ko) * | 2008-03-25 | 2010-02-11 | 한국표준과학연구원 | 선형 시변 각속도 모델을 이용한 동적 발란싱 장치 및 방법 |
| KR101406778B1 (ko) * | 2013-04-02 | 2014-06-17 | (주)대주기계 | 가상 주파수 응답함수 기반의 기계이상 진단방법 및 이를 이용한 진단 시스템 |
| CN105403363A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-03-16 | 中核(天津)科技发展有限公司 | 带外锥面的动平衡机标准校对转子 |
| CN110631767A (zh) * | 2019-10-29 | 2019-12-31 | 中国矿业大学(北京) | 一种转子实验系统及其不平衡量测试实验的方法 |
| WO2020050125A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 株式会社神戸製鋼所 | タイヤユニフォミティデータの補正方法 |
| CN113176037A (zh) * | 2016-08-10 | 2021-07-27 | 国际计测器株式会社 | 动平衡测试机 |
| CN113686489A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-23 | 西安航天精密机电研究所 | 一种半球谐振子质量不平衡缺陷的检测装置及方法 |
| CN115575038A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-01-06 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种减小压气机转子旋转惯性激励的控制方法 |
| CN116306143A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-23 | 中国航空发动机研究院 | 双转子系统不平衡故障仿真方法及电子设备 |
-
2001
- 2001-12-26 JP JP2001394000A patent/JP2003194653A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105403363A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-03-16 | 中核(天津)科技发展有限公司 | 带外锥面的动平衡机标准校对转子 |
| CN105403363B (zh) * | 2015-12-02 | 2018-06-26 | 中核(天津)科技发展有限公司 | 带外锥面的动平衡机标准校对转子 |
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| JP2020037299A (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 株式会社神戸製鋼所 | タイヤユニフォミティデータの補正方法およびタイヤユニフォミティマシン |
| WO2020050125A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 株式会社神戸製鋼所 | タイヤユニフォミティデータの補正方法 |
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| CN115575038A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-01-06 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种减小压气机转子旋转惯性激励的控制方法 |
| CN115575038B (zh) * | 2022-11-24 | 2023-04-07 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种减小压气机转子旋转惯性激励的控制方法 |
| CN116306143A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-23 | 中国航空发动机研究院 | 双转子系统不平衡故障仿真方法及电子设备 |
| CN116306143B (zh) * | 2023-03-17 | 2023-09-22 | 中国航空发动机研究院 | 双转子系统不平衡故障仿真方法及电子设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050301 |