JP2003295752A - 振動診断学習用回転機シミュレーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異常振動に基づいて回転機械の故障原因を診
断する振動診断技術を体験的に学習するための回転機シ
ミュレーターであって、異常振動を容易に再現すること
ができ、操作性が良好な振動診断学習用回転機シミュレ
ーターを提供する。 【解決手段】 第１軸受装置５の軸受６と軸受箱７の間
に偏心リング８が挿入されており、グリップレバー８ａ
を操作することにより、偏心リング８が回転し、軸受６
が移動することによって、第１軸受装置５に支持されて
いる第１回転軸３２の軸心の位置が変化するようになっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプや送風機等
の回転機械において、発生する異常振動に基づいて故障
原因を診断する振動診断技術を体験的に学習するための
振動診断学習用回転機シミュレーターに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】回転機械の故障原因を初期段階で発見す
るため、回転機械の異常振動に基づいて故障原因を診断
する振動診断技術があり、その振動診断技術に携わる技
術者の育成が求められている。

【０００３】しかし、振動診断技術に携わる技術者の育
成するためには、実際に回転機械の異常振動を体験する
必要があるが、日常的に回転機械の異常振動が発生する
わけではないので、短期間に振動診断技術を携わる技術
者を育成するのは難しいという問題があった。

【０００４】そのような問題に対応するため、特開平１
０−１０９６０号公報には、回転機械における振動を測
定することにより、回転機械の故障原因（ロータのアン
バランス、カップリングにおけるミスアライメント、固
定ねじの緩みによるガタ、軸受の劣化、歯車の劣化）を
診断する設備診断技術を学習する設備診断技術用の学習
装置が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１０−
１０９６０号公報に記載の学習装置においては、回転機
械の異常振動を再現するための作業が必ずしも容易でな
いという問題がある。例えば、主要な異常振動である回
転軸の軸心のミスアライメントによる振動を再現するた
めに、回転軸を支持する軸受部全体を移動する必要があ
る。

【０００６】本発明は、上記の状況に鑑みて、異常振動
に基づいて回転機械の故障原因を診断する振動診断技術
を体験的に学習するための振動診断学習用回転機シミュ
レーターであって、異常振動を容易に再現することがで
き、操作性が良好な振動診断学習用回転機シミュレータ
ーを提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は以下の特徴を有する。

【０００８】［１］回転機械の振動診断を学習するため
のシミュレーターであって、回転軸を支持する軸受と軸
受箱の間に偏心リングを設け、該偏心リングの角度位置
を調整することによって、回転軸の軸心に変位を付与す
ることを特徴とする振動診断学習用回転機シミュレータ
ー。

【０００９】［２］回転機械の振動診断を学習するため
のシミュレーターであって、回転軸を支持する軸受をば
ねでラジアル方向に押圧することによって、回転軸にラ
ジアル方向の負荷を付与することを特徴とする振動診断
学習用回転機シミュレーター。

【００１０】［３］回転機械の振動診断を学習するため
のシミュレーターであって、互いに噛み合う一組の歯車
を有し、該一組の歯車のいずれか一方の歯車の歯面に人
工的な損傷が付与されていることを特徴とする振動診断
学習用回転機シミュレーター。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る振動診断学習用回転
機シミュレーターの一実施形態を図１〜図４に示す。図
１は正面図、図２は平面図である。図３は図１における
Ａ−Ａ矢視図、図４は図１におけるＢ−Ｂ矢視図であ
る。

【００１２】本発明の一実施形態に係る振動診断学習用
回転機シミュレーター１においては、ベース２の上に、
可逆転モータ３と可逆転モータ３の速度制御装置４が設
けられており、可逆転モータ３の出力軸３１の方向に向
かって、第１軸受装置５、第２軸受装置９、第３軸受装
置１３、第４軸受装置１４、第５軸受装置１９がボルト
止めによって順次立設されている。また、それに平行し
て、第６軸受装置４１、第７軸受装置４２がボルト止め
によってベース２の上に立設されている。

【００１３】そして、第１回転軸３２が第１軸受装置５
と第２軸受装置９によって支持され、第２回転軸３３が
第３軸受装置１３、第４軸受装置１４、第５軸受装置１
９によって支持されており、可逆転モータ３の出力軸３
１と第１回転軸３２がフレキシブルカップリング２０に
よって連結され、第１回転軸３２と第２回転軸３３がフ
レキシブルカップリング２１によって連結されている。

【００１４】また、第１回転軸３２には、第１軸受装置
５と第２軸受装置９の中間位置に駆動歯車２２が設けら
れており、第６軸受装置４１と第７軸受装置４２によっ
て支持されている第３回転軸４３に設けられた従動歯車
４４と噛み合っている。なお、第３回転軸４３の一端に
は、回転トルクを負荷するために、摩擦板等によるトル
ク付加装置４５が取り付けられている。そして、従動歯
車４４の少なくとも１個の歯については、逆転時に荷重
がかかる側の歯面にスコーリングやピッチング等を模擬
した人工的な損傷が付与されている。

【００１５】図３は、第１軸受装置５の詳細を示す図で
ある。第１軸受装置５においては、軸受６と軸受箱７の
間に偏心リング８が挿入されている。偏心リング８に取
り付けられているグリップレバー８ａを偏心リング８の
周方向に倒すことにより、軸受６が移動し、その結果、
第１軸受装置５に支持されている第１回転軸３２の軸心
の位置を変化させることができるようになっている。

【００１６】なお、軸受箱７は上部軸受箱７ａと下部軸
受箱７ｂに分割されており、下部軸受箱７ｂはボルト７
ｄでベース２に固定されており、上部軸受箱７ａと下部
軸受箱７ｂはキャップボルト７ｃによって締付けられて
いる。そして、グリップレバー８ａを偏心リング８の周
方向に倒す際には、キャップボルト７ｃを緩めてから行
うとスムースに行うことができる。

【００１７】そして、第２軸受装置９についても、上記
の第１軸受装置５と同様の構造をしており、偏心リング
１２に取り付けられているグリップレバー１２ａを偏心
リング１２の周方向に倒すことにより、第１回転軸３２
の軸心の位置を変化させることができるようになってい
る。

【００１８】一方、図４は第４軸受装置１４の詳細を示
す図である。第４軸受装置１４においては、ベース２に
上下方向に移動自在に立設されている支持部材１７によ
って軸受箱１６が支持されている。そして、ベース２と
軸受箱１６の間には、支持部材１７を取り巻くように圧
縮コイルばね１８が取り付けられている。圧縮コイルば
ね１８の上端と軸受箱１６の下端の間にはナット１８ａ
が設けられており、圧縮コイルばね１８の下端とベース
２の間にはナット１８ｂが設けられている。

【００１９】そして、ナット１８ａまたはナット１８ｂ
によって圧縮コイルばね１８を押さえたり、緩めたりす
ることによって、圧縮コイルばね１８の力で軸受箱１６
および軸受１５が上方向に押されるようになっており、
それによって、軸受１５に支持されている第２回転軸３
３にラジアル方向の荷重が負荷されるようになってい
る。

【００２０】なお、ベース２には、振動診断学習用回転
機シミュレーター１の運搬のための取手５０が取り付け
られている。

【００２１】上記のような構成を有する振動診断学習用
回転機シミュレーター１においては、以下のような操作
によって異常振動の再現を行う。

【００２２】第１は、回転軸の偏心・偏角によって発生
する異常振動の再現である。第１回転軸３２と第１軸受
装置５と第２軸受装置９とによって回転軸の偏心・偏角
機構が形成されており、グリップレバー８ａと１２ａの
操作によって第１回転軸３２の偏心・偏角状態を作り出
すことができる。

【００２３】すなわち、図５（ａ）に示すように、グリ
ップレバー８ａと１２ａを同じ方向に倒すと、第１軸受
装置５の軸受と第２軸受装置９の軸受が同じ方向に移動
し、第１回転軸３２の軸心が平行移動し、回転軸の偏心
状態を作り出す。その際、第１回転軸３２に取り付けら
れている駆動歯車２２も平行移動し、従動歯車４４との
間隔が変化するので、駆動歯車２２と従動歯車４４のバ
ックラッシュ量のコントロールも行うことができる。

【００２４】一方、図５（ｂ）に示すように、グリップ
レバー８ａと１２ａを互いに逆方向に倒すと、第１軸受
装置５の軸受と第２軸受装置９の軸受が互いに逆方向に
移動し、第１回転軸３２の軸心が回転移動し、回転軸の
偏角状態を作り出す。その際、第１回転軸３２に取り付
けられている駆動歯車２２も回転移動し、従動歯車４４
との平行度が変化するので、駆動歯車２２と従動歯車４
４の歯幅方向の当りのコントロールも行うことができ
る。

【００２５】なお、グリップレバー８ａと１２ａを互い
に逆方向に倒さなくとも、いずれか一方のグリップレバ
ーのみを倒すことでも回転軸の偏角状態を作り出すこと
ができる。

【００２６】第２は、軸受の損傷によって回転軸にラジ
アル方向の荷重が負荷された場合に発生する異常振動の
再現である。第２回転軸３２と第３軸受装置１３、第４
軸受装置１４、第５軸受装置１９とによって回転軸への
ラジアル荷重負荷機構が形成されており、ナット１８ａ
または１８ｂの操作によって第２回転軸３３にラジアル
荷重を負荷することができる。

【００２７】すなわち、圧縮コイルばね１８を縮める方
向にナット１８ａまたは１８ｂを回すことにより、圧縮
コイルばね１８の反力によって軸受箱１６および軸受１
５が上方向に押され、それによって、軸受１５に支持さ
れている第２回転軸３３にラジアル方向の荷重が負荷さ
れる。

【００２８】このようにして、簡単な操作で、回転軸へ
のラジアル荷重負荷状態を作り出すことができるので、
この時に発生する異常振動を実際に体験することによ
り、軸受の損傷によって発生する回転軸へのラジアル荷
重負荷と異常振動との関係を容易に学習することが可能
となる。

【００２９】第３は、歯車の歯面の損傷によって発生す
る異常振動の再現である。可逆転モータ３の回転方向を
切り換えることによって、歯車の歯面損傷による異常振
動が発生する。

【００３０】すなわち、従動歯車４４の少なくとも１個
の歯については、逆転時に荷重がかかる側の歯面にスコ
ーリングやピッチング等を模擬した人工的な損傷が付与
されているので、従動歯車４４の回転が正転の場合には
正常に回転するが、可逆転モータ３の回転方向の切り換
えによって従動歯車４４を逆転させると、人工的な損傷
が付与された歯面にトルク付加装置４５等からの負荷が
かかり、それによって異常振動が発生する。

【００３１】このようにして、簡単な操作で、歯車の歯
面損傷による異常振動を再現できるので、この時に発生
する異常振動を実際に体験することにより、歯車の歯面
損傷と異常振動との関係を容易に学習することが可能と
なる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の振動診断学習用回転機シミュレ
ーターは、良好な操作性を有し、異常振動を容易に再現
することができる。その結果、異常振動に基づいて回転
機械の故障原因を診断する振動診断技術を効率的に学習
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の正面図である。

【図２】本発明の一実施形態の平面図である。

【図３】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図１におけるＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】本発明の一実施形態における回転軸軸心変位機
構の説明図である。

【符号の説明】

１ 振動診断学習用回転機シミュレーター ２ ベース ３ 可逆転モータ ４ 速度制御装置 ５ 第１軸受装置 ６ 軸受 ７ 軸受箱 ７ａ 上部軸受箱 ７ｂ 下部軸受箱 ７ｃ キャップボルト ７ｄ ボルト ８ 偏心リング ８ａ グリップレバー ９ 第２軸受装置 １２ 偏心リング １２ａ グリップレバー １３ 第３軸受装置 １４ 第４軸受装置 １５ 軸受 １６ 軸受箱 １７ 支持部材 １８ 圧縮コイルばね １８ａ ナット １８ｂ ナット １９ 第５軸受装置 ２０ フレキシブルカップリング ２１ フレキシブルカップリング ２２ 駆動歯車 ３１ 出力軸 ３２ 第１回転軸 ３３ 第２回転軸 ４１ 第６軸受装置 ４２ 第７軸受装置 ４３ 第３回転軸 ４４ 従動歯車 ４５ トルク付加装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 正治 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 荒川 信悟 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大嶋 三郎 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 3H045 FA01 FA16 FA22 FA23

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転機械の振動診断を学習するためのシ
   ミュレーターであって、回転軸を支持する軸受と軸受箱
   の間に偏心リングを設け、該偏心リングの角度位置を調
   整することによって、回転軸の軸心に変位を付与するこ
   とを特徴とする振動診断学習用回転機シミュレーター。
2. 【請求項２】 回転機械の振動診断を学習するためのシ
   ミュレーターであって、回転軸を支持する軸受をばねで
   ラジアル方向に押圧することによって、回転軸にラジア
   ル方向の負荷を付与することを特徴とする振動診断学習
   用回転機シミュレーター。
3. 【請求項３】 回転機械の振動診断を学習するためのシ
   ミュレーターであって、互いに噛み合う一組の歯車を有
   し、該一組の歯車のいずれか一方の歯車の歯面に人工的
   な損傷が付与されていることを特徴とする振動診断学習
   用回転機シミュレーター。