JP3295175B2 - ロール研削盤の共振防止装置 - Google Patents
ロール研削盤の共振防止装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロール研削盤の共振防
止装置に関する。
止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のダイナミックダンパは、付加質量
と機体との間に緩衝材を挟み、バネ要素としてのボルト
で締め上げる形式のものや、機体にバネ要素を介して付
加質量を取り付け、この付加質量に粘性流体等を用いた
減衰器を取り付けたものが知られている。
と機体との間に緩衝材を挟み、バネ要素としてのボルト
で締め上げる形式のものや、機体にバネ要素を介して付
加質量を取り付け、この付加質量に粘性流体等を用いた
減衰器を取り付けたものが知られている。
【０００３】しかし、従来のダイナミックダンパでは、
その振動特性に影響する因子が複雑であるため、設計段
階でばね要素の剛性、付加質量のばね係数や減衰器の減
衰能などの算出が困難であり、また、実際の機体に設置
しても設計で予想された性能を示さないなどの問題があ
った。
その振動特性に影響する因子が複雑であるため、設計段
階でばね要素の剛性、付加質量のばね係数や減衰器の減
衰能などの算出が困難であり、また、実際の機体に設置
しても設計で予想された性能を示さないなどの問題があ
った。
【０００４】一方、研削盤の砥石のびびりに起因する振
動を抑制する従来技術として、例えば、特開昭５６−１
０２４４１号公報に開示されている振動抑止装置のよう
に、減衰器等による振動吸収以外の方式で振動を抑制す
るものがある。この振動抑止装置は、球状、砂状、ある
いはチップ状の金属粒などからなる固体微片を入れた容
器を、研削盤の砥石の近傍の非回転部分に載置して構成
したもので、研削加工時のびびりによる振動は、固体微
片によって吸収されるようになっている。
動を抑制する従来技術として、例えば、特開昭５６−１
０２４４１号公報に開示されている振動抑止装置のよう
に、減衰器等による振動吸収以外の方式で振動を抑制す
るものがある。この振動抑止装置は、球状、砂状、ある
いはチップ状の金属粒などからなる固体微片を入れた容
器を、研削盤の砥石の近傍の非回転部分に載置して構成
したもので、研削加工時のびびりによる振動は、固体微
片によって吸収されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ロール研削盤のロール
研削面のひびりの原因としては、ロール側の固有振動数
と砥石台側の固有振動数により共振が考えられる。この
ようなひびり対策としては砥石台上にダイナミックダン
パを載せ、適当な砥石台側の固有振動数を決定すること
により、共振を防止することが行われている。しかし、
構造上、バネ定数、減衰係数の算出が困難であり、ま
た、一度取り外して再度組立直したときの、再現性に欠
けるという欠点がある。また、前記特開昭５６−１０２
４４１号公報の振動抑止装置では、固体微片による振動
吸収を定性的にしか評価できないため、実際に加工条件
に適合させての最も効果的な振動抑制を困難で、しかも
その再現性に問題がある。そこで、本発明は、前記従来
技術の有する問題点を解消し、付加重量、バネ要素、減
衰器の設計計算を容易にし、再現性の向上を図ったロー
ル研削盤の共振防止装置を提供することを目的とする。
研削面のひびりの原因としては、ロール側の固有振動数
と砥石台側の固有振動数により共振が考えられる。この
ようなひびり対策としては砥石台上にダイナミックダン
パを載せ、適当な砥石台側の固有振動数を決定すること
により、共振を防止することが行われている。しかし、
構造上、バネ定数、減衰係数の算出が困難であり、ま
た、一度取り外して再度組立直したときの、再現性に欠
けるという欠点がある。また、前記特開昭５６−１０２
４４１号公報の振動抑止装置では、固体微片による振動
吸収を定性的にしか評価できないため、実際に加工条件
に適合させての最も効果的な振動抑制を困難で、しかも
その再現性に問題がある。そこで、本発明は、前記従来
技術の有する問題点を解消し、付加重量、バネ要素、減
衰器の設計計算を容易にし、再現性の向上を図ったロー
ル研削盤の共振防止装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を達成するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、ロールを研削加工中の砥石台とロールと
の共振を防止するロール研削盤の共振防止装置であっ
て、付加重量を前記砥石台に設けるとともに、この付加
質量の振動方向を、砥石の切り込み方向に規制するガイ
ドバーを砥石台に設け、前記付加重量を前記切り込み方
向と平行に単一の減衰器に連結し、ばね要素としての単
一のバーを前記切り込み方向と平行に配置し、当該バー
の一端部を前記付加質量に連結するとともにその他端部
を前記砥石台に連結し、前記砥石台を主質量として、こ
の主質量に前記付加質量を組み合わせ、砥石台側の固有
振動数がロール側の固定振動数からずれるようした振動
系を構成したことを特徴とするものである。
に、本発明は、ロールを研削加工中の砥石台とロールと
の共振を防止するロール研削盤の共振防止装置であっ
て、付加重量を前記砥石台に設けるとともに、この付加
質量の振動方向を、砥石の切り込み方向に規制するガイ
ドバーを砥石台に設け、前記付加重量を前記切り込み方
向と平行に単一の減衰器に連結し、ばね要素としての単
一のバーを前記切り込み方向と平行に配置し、当該バー
の一端部を前記付加質量に連結するとともにその他端部
を前記砥石台に連結し、前記砥石台を主質量として、こ
の主質量に前記付加質量を組み合わせ、砥石台側の固有
振動数がロール側の固定振動数からずれるようした振動
系を構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、ガイドバーは付加重量の振動
方向を砥石の切り込み方向にのみ固定し、振動がバーか
ら負荷重量に伝わるようにしているので、付加重量は、
砥石の切り込み方向以外には発生しなくなり、砥石台を
含む振動系を解析可能な２自由度系の振動系にすること
ができる。そして付加質量のばね係数、減衰器の減衰特
性などを求め、振動系を単純にモデル化して解析するこ
とができる。したがって、共振点をずらすために必要な
振動特性を容易にシミュレーションすることができ、こ
のシミュレーション結果に基づいて、共振点をずらす防
振設計が容易となり、また、実機に設置したときの設計
上の特性の再現性を高めることができる。
方向を砥石の切り込み方向にのみ固定し、振動がバーか
ら負荷重量に伝わるようにしているので、付加重量は、
砥石の切り込み方向以外には発生しなくなり、砥石台を
含む振動系を解析可能な２自由度系の振動系にすること
ができる。そして付加質量のばね係数、減衰器の減衰特
性などを求め、振動系を単純にモデル化して解析するこ
とができる。したがって、共振点をずらすために必要な
振動特性を容易にシミュレーションすることができ、こ
のシミュレーション結果に基づいて、共振点をずらす防
振設計が容易となり、また、実機に設置したときの設計
上の特性の再現性を高めることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付の図面
を参照して説明する。図１は、本発明をロール研削盤の
砥石台に設置した実施例の構成を示している。符号１は
ロール研削盤を据え付けるベースで、このベース１の上
に図示しないｘ軸方向送り機構としてのばね要素、減衰
器を介して砥石台２が設置されている。このロール研削
盤の場合、ロール３に対する砥石４の切込み方向を水平
方向であるｘ軸として設定している。
を参照して説明する。図１は、本発明をロール研削盤の
砥石台に設置した実施例の構成を示している。符号１は
ロール研削盤を据え付けるベースで、このベース１の上
に図示しないｘ軸方向送り機構としてのばね要素、減衰
器を介して砥石台２が設置されている。このロール研削
盤の場合、ロール３に対する砥石４の切込み方向を水平
方向であるｘ軸として設定している。
【０００９】前記付加質量６は、切込み方向のｘ軸と平
行にブラケット９ａ、９ｂにその両端が連結されたガイ
ドバー１０によって支持されるているので、このガイド
バー１０に沿ってのみ付加質量６は振動できるようにな
っている。
行にブラケット９ａ、９ｂにその両端が連結されたガイ
ドバー１０によって支持されるているので、このガイド
バー１０に沿ってのみ付加質量６は振動できるようにな
っている。
【００１０】また、バネ要素としてのバー７は、ガイド
バー１０と平行に取り付けられるもので、その一端は付
加質量６と連結され、他端はブラケット９ｂに固定され
ている。
バー１０と平行に取り付けられるもので、その一端は付
加質量６と連結され、他端はブラケット９ｂに固定され
ている。
【００１１】一方、減衰器８は、付加質量６に固定され
たガイドバー１０と平行なロッド１１と、このロッド１
１の先端に連結されたピストン１２と、このピストン１
２が摺動自在に嵌合するシリンダ１３とから構成されて
いる。この場合、シリンダ１３のシリンダ室内には、粘
性流体が密封され、また、ピストン１２の外周面とシリ
ンダ１３の内周面との間に隙間が形成されている。従っ
て、付加質量６が振動すると、シリンダ１３内の液体の
粘性減衰抵抗により減衰する構成となっている。
たガイドバー１０と平行なロッド１１と、このロッド１
１の先端に連結されたピストン１２と、このピストン１
２が摺動自在に嵌合するシリンダ１３とから構成されて
いる。この場合、シリンダ１３のシリンダ室内には、粘
性流体が密封され、また、ピストン１２の外周面とシリ
ンダ１３の内周面との間に隙間が形成されている。従っ
て、付加質量６が振動すると、シリンダ１３内の液体の
粘性減衰抵抗により減衰する構成となっている。
【００１２】本実施例は、以上のように構成されるもの
であり、次に、その作用並びに効果について説明する。
まず、ロール研削盤を用いてロール３の研削を行う場合
には、ロール３と砥石４がそれぞれ矢印で示すように、
互いに反対の方向に回転する。この場合、砥石４とロー
ル３との接線方向に垂直なｘ軸方向が砥石４の切込み方
向となる。したがって、研削加工中、砥石台４は主とし
てｘ軸方向の振動が問題となる。
であり、次に、その作用並びに効果について説明する。
まず、ロール研削盤を用いてロール３の研削を行う場合
には、ロール３と砥石４がそれぞれ矢印で示すように、
互いに反対の方向に回転する。この場合、砥石４とロー
ル３との接線方向に垂直なｘ軸方向が砥石４の切込み方
向となる。したがって、研削加工中、砥石台４は主とし
てｘ軸方向の振動が問題となる。
【００１３】一方、付加質量６の振動は、ガイドバー１
０の軸方向に規制される。このように、付加質量６は規
制された方向以外に振動しないので、振動系全体として
の振動特性は、付加質量６の質量、バネ要素としてのバ
ー７のばね定数、減衰器８の粘性減衰係数などに基づき
モデル化して解析することができる。逆にいえば、共振
による砥石台２の振動をできるだけ抑制するために必要
な固有振動などの決定が容易になる。
０の軸方向に規制される。このように、付加質量６は規
制された方向以外に振動しないので、振動系全体として
の振動特性は、付加質量６の質量、バネ要素としてのバ
ー７のばね定数、減衰器８の粘性減衰係数などに基づき
モデル化して解析することができる。逆にいえば、共振
による砥石台２の振動をできるだけ抑制するために必要
な固有振動などの決定が容易になる。
【００１４】ここで、図３は、ｘ軸方向送り機構をバネ
要素１５、減衰器１６と考え、主質量としての砥石台２
と付加質量６とから構成した２自由度系の振動系を模式
化して表した図である。このような２自由度系において
は、ロール側の固有振動数に対して砥石台側の固有振動
数がずれるように、固有振動数を設定することにより、
共振を防ぐことができる。この点、上述したように、付
加質量６の振動特性は、容易に付加質量６の質量、バネ
要素としてのバー７のばね定数、減衰器８の粘性減衰係
数比などに基づいて容易に設計可能であるので、防振効
果を高めることができる。
要素１５、減衰器１６と考え、主質量としての砥石台２
と付加質量６とから構成した２自由度系の振動系を模式
化して表した図である。このような２自由度系において
は、ロール側の固有振動数に対して砥石台側の固有振動
数がずれるように、固有振動数を設定することにより、
共振を防ぐことができる。この点、上述したように、付
加質量６の振動特性は、容易に付加質量６の質量、バネ
要素としてのバー７のばね定数、減衰器８の粘性減衰係
数比などに基づいて容易に設計可能であるので、防振効
果を高めることができる。
【００１５】ここで、付加質量６の質量、バネ要素とし
てのバー７のばね定数、減衰器８の粘性減衰係数を求め
るととともに、振動特性に影響を及ぼすパラメータの値
を変えて振動特性をシミュレーションした例について、
説明する。まず、ばね定数の算出については、次の理論
式から求める。 ω＝Ｋ／Ｗ …（１） ω１／ω２＝１．０２ …（２） ここで、ω：角振動数 Ｋ ：ばね定数 Ｗ ：質量 ω１：主質量の角振動数 ω２：付加質量の角振動数 実際の計測から主質量について角振動数を求め、（２）
式から付加質量について角振動数を求めれば、（１）式
から付加質量のばね定数を求めることができる。
てのバー７のばね定数、減衰器８の粘性減衰係数を求め
るととともに、振動特性に影響を及ぼすパラメータの値
を変えて振動特性をシミュレーションした例について、
説明する。まず、ばね定数の算出については、次の理論
式から求める。 ω＝Ｋ／Ｗ …（１） ω１／ω２＝１．０２ …（２） ここで、ω：角振動数 Ｋ ：ばね定数 Ｗ ：質量 ω１：主質量の角振動数 ω２：付加質量の角振動数 実際の計測から主質量について角振動数を求め、（２）
式から付加質量について角振動数を求めれば、（１）式
から付加質量のばね定数を求めることができる。
【００１６】次に、粘性減衰係数比Ｄは、次に、理論式
から算出する。 Ｃ＝ζ×２ＷＫ …（３） Ｄ＝Ｃ２／Ｃ１ …（４） ここで、Ｃ１：主質量の粘性減衰係数 Ｃ２：付加質量の粘性減衰係数 ζ：減衰比 従って、実測した減衰比ζからそれぞれ主質量、付加質
量について、（３）式から粘性減衰係数Ｃ１、Ｃ２を求
め、（４）式から粘性減衰係数比Ｄを算出することがで
きる。
から算出する。 Ｃ＝ζ×２ＷＫ …（３） Ｄ＝Ｃ２／Ｃ１ …（４） ここで、Ｃ１：主質量の粘性減衰係数 Ｃ２：付加質量の粘性減衰係数 ζ：減衰比 従って、実測した減衰比ζからそれぞれ主質量、付加質
量について、（３）式から粘性減衰係数Ｃ１、Ｃ２を求
め、（４）式から粘性減衰係数比Ｄを算出することがで
きる。
【００１７】ここで、図２は、２自由度系について、そ
の振動特性をシミュレーションした結果を表している。
の振動特性をシミュレーションした結果を表している。
【００１８】このシミュレーションでは、減衰器８の粘
性減衰係数比を一定という条件の下で、付加質量のばね
定数（Ｋ２）を変化させたときの、振動の振幅と周波数
の関係を調べたもので、質量の異なる３種類の付加質量
について、シミュレーションしたものである。
性減衰係数比を一定という条件の下で、付加質量のばね
定数（Ｋ２）を変化させたときの、振動の振幅と周波数
の関係を調べたもので、質量の異なる３種類の付加質量
について、シミュレーションしたものである。
【００１９】この場合、左右の振幅のピークのうち、ど
ちらかのピークが高くなるということは、砥石台と付加
質量とが一体、又は付加質量が別々となった状態に近付
き、１自由度系の振動特性に近くなっていることを示し
ている。一方、ピークの高さが低いということは、動剛
性が高く、びびりが発生しにくいことを示している。従
って、左右の振幅のピークが同じ高さで、しかも、なる
べくその高さが低い場合のばね係数が最適な値であるこ
とを表している。
ちらかのピークが高くなるということは、砥石台と付加
質量とが一体、又は付加質量が別々となった状態に近付
き、１自由度系の振動特性に近くなっていることを示し
ている。一方、ピークの高さが低いということは、動剛
性が高く、びびりが発生しにくいことを示している。従
って、左右の振幅のピークが同じ高さで、しかも、なる
べくその高さが低い場合のばね係数が最適な値であるこ
とを表している。
【００２０】同様にして、粘性減衰係数比についても、
上述のようにして求めたばね係数の値を一定にして、粘
性減衰係数比の値を変化させた場合の振幅の変化をみる
ことによって、共振を防止する効果の上で最適な粘性減
衰係数比をシミュレーションすることができる。
上述のようにして求めたばね係数の値を一定にして、粘
性減衰係数比の値を変化させた場合の振幅の変化をみる
ことによって、共振を防止する効果の上で最適な粘性減
衰係数比をシミュレーションすることができる。
【００２１】このようにして行ったシミュレーションの
結果に基づいて、付加質量、バネ要素減衰器の仕様を決
定することができる。また、実際にロール研削盤の砥石
台に設置する場合にも、設計された振動特性の再現性も
高いので、従来のように試行錯誤で調整していたのに較
べて、熟練を要せず設置調整が容易になる。
結果に基づいて、付加質量、バネ要素減衰器の仕様を決
定することができる。また、実際にロール研削盤の砥石
台に設置する場合にも、設計された振動特性の再現性も
高いので、従来のように試行錯誤で調整していたのに較
べて、熟練を要せず設置調整が容易になる。
【００２２】
【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、ロール研削盤の砥石台の振動系を単純な２自
由度系にすることができるので、付加質量の振動特性
を、付加質量のばね係数、減衰器の減衰特性などを求
め、単純にモデル化して解析することができる。したが
って、共振点をずらすために必要な振動特性を容易にシ
ミュレーションすることができ、このシミュレーション
結果に基づいて、共振点をずらす防振設計が容易とな
り、また、実機に設置したときの設計上の特性の再現性
を高めることができる。
によれば、ロール研削盤の砥石台の振動系を単純な２自
由度系にすることができるので、付加質量の振動特性
を、付加質量のばね係数、減衰器の減衰特性などを求
め、単純にモデル化して解析することができる。したが
って、共振点をずらすために必要な振動特性を容易にシ
ミュレーションすることができ、このシミュレーション
結果に基づいて、共振点をずらす防振設計が容易とな
り、また、実機に設置したときの設計上の特性の再現性
を高めることができる。
【図１】本発明によるロール研削盤の共振防止装置の一
実施例を示す一部断面側面図。
実施例を示す一部断面側面図。
【図２】付加質量のばね定数（Ｋ２）を変化させたとき
の、振動の振幅と周波数の関係を表す図で、質量の異な
る３種類の付加質量について、最適のばね定数を求める
ためのシミュレーションを行った結果を表した図。
の、振動の振幅と周波数の関係を表す図で、質量の異な
る３種類の付加質量について、最適のばね定数を求める
ためのシミュレーションを行った結果を表した図。
【図３】砥石台の２自由度振動系の模式図。
１ ベース ２ 砥石台 ３ ロール ４ 砥石 ６ 付加質量 ７ ばね要素してのバー ８ 減衰器 ９ａ、９ｂ ブラケット １０ ガイドバー １１ ロッド １２ ピストン １３ シリンダ １５ バネ要素 １６ 減衰器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−93542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−25543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−42266（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−102441（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−129976（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−23239（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−96687（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−29747（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭54−26669（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭49−41593（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16F 15/02 B23Q 11/00 B24B 41/02
Claims (1)
- 【請求項１】ロールを研削加工中の砥石台とロールとの
共振を防止するロール研削盤の共振防止装置であって、 付加重量を前記砥石台に設けるとともに、この付加質量
の振動方向を、砥石の切り込み方向に規制するガイドバ
ーを砥石台に設け、 前記付加重量を前記切り込み方向と平行に単一の減衰器
に連結し、 ばね要素としての単一のバーを前記切り込み方向と平行
に配置し、当該バーの一端部を前記付加質量に連結する
とともにその他端部を前記砥石台に連結し、 前記砥石台を主質量として、この主質量に前記付加質量
を組み合わせ、砥石台側の固有振動数がロール側の固定
振動数からずれるようした振動系を構成したことを特徴
とするロール研削盤の共振防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10946393A JP3295175B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | ロール研削盤の共振防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10946393A JP3295175B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | ロール研削盤の共振防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320383A JPH06320383A (ja) | 1994-11-22 |
| JP3295175B2 true JP3295175B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=14510873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10946393A Expired - Fee Related JP3295175B2 (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | ロール研削盤の共振防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3295175B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004332847A (ja) * | 2003-05-08 | 2004-11-25 | Yaskawa Electric Corp | 制振装置 |
| JP4901271B2 (ja) | 2006-04-04 | 2012-03-21 | 株式会社森精機製作所 | 工作機械のびびり振動抑制装置 |
-
1993
- 1993-05-11 JP JP10946393A patent/JP3295175B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06320383A (ja) | 1994-11-22 |
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