JP4192996B1 - 高速回転機器のアンバランス修正装置 - Google Patents
高速回転機器のアンバランス修正装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4192996B1 JP4192996B1 JP2007188553A JP2007188553A JP4192996B1 JP 4192996 B1 JP4192996 B1 JP 4192996B1 JP 2007188553 A JP2007188553 A JP 2007188553A JP 2007188553 A JP2007188553 A JP 2007188553A JP 4192996 B1 JP4192996 B1 JP 4192996B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clamp member
- workpiece
- claw structure
- vibration
- force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 145
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 171
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 62
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 164
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 claims description 134
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 115
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 110
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 99
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 74
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 62
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 24
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 14
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 abstract description 522
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 8
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 56
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 26
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 22
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000277331 Salmonidae Species 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000011554 ferrofluid Substances 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229910001289 Manganese-zinc ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- JIYIUPFAJUGHNL-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Mn++].[Mn++].[Mn++].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Zn++].[Zn++] Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Mn++].[Mn++].[Mn++].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Zn++].[Zn++] JIYIUPFAJUGHNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
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
- G01M1/02—Details of balancing machines or devices
-
- 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
- G01M1/30—Compensating imbalance
- G01M1/36—Compensating imbalance by adjusting position of masses built-in the body to be tested
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
【解決手段】ワーク20をタービンハウジング部3に対してクランプして固定する複数の爪構造体10(クランプ部材)と、爪構造体10を移動させるとともに付勢するシリンダ機構30と、シリンダ機構30による爪構造体10を移動させる移動量および付勢する付勢力を調整するための電磁弁35と、爪構造体10の位置を検出する位置センサ37と、位置センサ37により検出された爪構造体10の位置のズレ量が、許容値よりも小さくなるように、各電磁弁35を制御する姿勢制御手段とを備える構成とした。
【選択図】図1
Description
軸受125が受けた回転軸121からの反力は、センターハウジング124に伝達される(図17(c)参照)。センターハウジング124においては、軸受125を介して受けた力により、振動が生じる。センターハウジング124の振動は、タービンハウジング126に伝達される(図17(d)参照)。ここで、ターボチャージャ102においては、図17(d)に示すように、センターハウジング124とタービンハウジング126とは、ボルト128が用いられて締結固定される。このため、センターハウジング124とタービンハウジング126との間で良好な振動伝達性が得られ、回転部のアンバランスを起振源として発生した振動は、タービンハウジング126に伝わりやすくなる。なお、ボルト128は、センターハウジング124の端部に形成されるフランジ部124aを介してタービンハウジング126に螺挿される。このようにして、回転部の回転にともなってタービンハウジング126が振動することで、ターボチャージャ102による騒音が発生する。
タービンハウジング126の振動は、ターボチャージャ102が備えられるエンジンが搭載される自動車等の車両の騒音と相関が高い。このため、タービンハウジング126での振動を低減させることが、ターボチャージャ102による騒音を低減させることについての中間特性とされている。つまり、ターボチャージャ102において、回転部のアンバランスが修正されることにより、タービンハウジング126についての振動が抑制され、ターボチャージャ102で発生する騒音が低減される。
アンバランス修正に際しては、ワーク120の回転部(以下「ワーク回転部」という。)は、予め定められた所定の回転数(例えば7万rpm、以下「アンバランス修正回転数」という。)で回転させられる。つまり、ワーク回転部がアンバランス修正回転数で回転している状態での振動加速度が、加速度ピックアップによって検出される。この検出された振動加速度の値に基づいて、ワーク回転部のアンバランスが測定される。
そして、測定されたアンバランスの値に基づき、ワーク回転部のアンバランスの修正が行われる。ワーク回転部についてのアンバランスの修正は、例えば、ワーク回転部において、コンプレッサロータ123を回転軸121に固定するために用いられるナットの部分等の、所定の部分が研削機等で削られることにより行われる。
しかし、ターボチャージャ102のアンバランス修正に際してワーク120を治具(タービンハウジング部103)に対してボルト固定することは、ターボチャージャ102の生産ラインにおいて生産性の低下につながる。つまり、ターボチャージャ102の生産ラインにおいて行われるアンバランス修正の都度、ワーク120の治具に対する取付けに際して複数のボルトを締め付けて固定することは、生産性の面から好ましくない。
図18に示すように、クランプ方式においては、ワーク120のタービンハウジング部103に対する固定に際し、係止爪111が用いられる。係止爪111は、ワーク回転部の回転方向に所定の間隔を隔てて複数(図18では二個図示)設けられる。この係止爪111により、センターハウジング124のフランジ部124aがタービンハウジング部103に対して押え付けられることにより、ワーク120がタービンハウジング部103に対して固定される。すなわち、係止爪111は、センターハウジング124のフランジ部124aをタービンハウジング部103に対して押え付けるための係止部113を有する。この係止部113がフランジ部124aに係止した状態で、係止爪111が、その係止部113によってセンターハウジング124のフランジ部124aを押え付ける方向(図18において左方向)に付勢されることにより、センターハウジング124がタービンハウジング部103に対して固定される。ここで、係止爪111は、その一側(図18において左側)から延出するロッド部112を介して、例えばシリンダ機構によって引っ張られることにより、前記押え付ける方向に付勢される。
クランプ状態のワーク120に作用する自重による重力は、図19に誇張して示すように、センターハウジング24のフランジ部24aの下端部が接触した状態でワーク120が傾くように作用することとなる。また、ワーク姿勢が傾くと、係止爪111による係止部113のワーク120(フランジ部124a)に対する係止位置(クランプ位置)も変化することとなる。
すなわち、本発明によれば、高速回転機器の生産ラインにおける生産性の低下を防止することができるとともに、治具に支持されるワークの姿勢のバラツキを低減することや、ワークを治具に対して固定するための部材(クランプ部材)の振動を抑制することができ、アンバランス修正についての精度を向上することができる。
本発明に係る高速回転機器のアンバランス修正装置は、例えば自動車エンジンに備えられるターボチャージャ等の、比較的高速で回転する回転部を有する高速回転機器について、その回転部のアンバランスを修正するために用いられるものである。
すなわち、高速回転機器のアンバランス修正装置においては、高速回転機器の回転部が、所定の回転数で回転させられ、その回転部の回転にともなう振動加速度が測定される。その測定された振動加速度に基づいて、回転部のアンバランスが測定される。そして、測定されたアンバランスの値に基づき、高速回転機器における回転部のアンバランスが修正される。
ターボチャージャ2は、回転部を有する。本実施形態では、ターボチャージャ2が有する回転部は、回転軸21と、この回転軸21の一端(図1において左端)に設けられるタービンロータ22と、回転軸21の他端(図1において右端)に設けられるコンプレッサロータ23とを有する。つまり、本実施形態では、ターボチャージャ2が有する回転部は、回転軸21とタービンロータ22とコンプレッサロータ23とが組み立てられ一体的に回転する回転体として構成される。
回転軸21は、全体として略筒状に構成されるセンターハウジング24に回転自在に支持される。回転軸21は、センターハウジング24に対して軸受(図示略)を介して支持される。
以下では、ターボチャージャ2における回転部、即ち回転軸21、タービンロータ22、およびコンプレッサロータ23からなる回転体を「ワーク回転部」ともいう。
架台5は、床面7上にゴムマウント8を介して防振支持された状態で設けられる。
すなわち、加速度ピックアップ4は、図示せぬ演算装置に接続され、加速度ピックアップ4から出力される検出信号が演算装置に入力される。そして、演算装置において、ワーク20についてのアンバランスの測定および修正に係る演算が行われる。
具体的には、アンバランス修正装置1におけるアンバランス修正は、次のようにして行われる。
ワーク20がタービンハウジング部3に取り付けられた状態において、エンジンからの排気と同様のエア(排気ガス圧に相当する圧力を有する圧縮エア)が、エア源(図示略)からタービンハウジング部3に対して供給され、タービンロータ22を介してこれを含むワーク回転部が回転させられる。
爪部11は、タービンハウジング部3に支持された状態のワーク20に対して係止する係止部13を有する。つまり、本実施形態では、係止部13がワーク20に対して係止した状態が、爪構造体10の係止状態となる。係止部13は、爪部11において、略直方体形状に構成される本体部11aの一端部(先端部)にて突出形成される板状の部分である。
タービンハウジング部3は、ワーク回転部の回転軸線に対して略垂直方向の面となる支持面3aを有する。支持面3aは、タービンハウジング部3においてワーク20を支持する側に形成される支持凹部3bの底側(奥側)の面として形成される。このタービンハウジング部3の支持面3aに対して、ワーク20が支持される。ワーク20のセンターハウジング24は、その一側(タービンハウジングが取り付けられる側)に、環状のフランジ部24aを有する。そして、ワーク20は、その支持された状態で、センターハウジング24のフランジ部24aが、タービンハウジング部3の支持面3aに接触した状態となる。つまり、タービンハウジング部3が有する支持凹部3bは、センターハウジング24のフランジ部24aの形状に沿う円形の形状を有し、フランジ部24aの一部が支持凹部3bに嵌合した状態で、フランジ部24aが支持面3aに接触した状態となる。かかる状態において、爪構造体10によってフランジ部24aが支持面3aに対して押え付けられることにより、ワーク20がタービンハウジング部3に対して固定される。
ここで、係止部13によるフランジ部24aの押え付けに際しては、前記のとおり板状の部分である係止部13の一側の面が、フランジ部24aに対する押圧面13aとなる。つまり、係止部13の押圧面13aは、タービンハウジング部3の支持面3aに対して略平行な面となる。そして、ワーク20が爪構造体10によってタービンハウジング部3に固定された状態では、センターハウジング24のフランジ部24aが、タービンハウジング部3の支持面3aと係止部13の押圧面13aとの間に挟まれた状態となる。このように、押圧面13aがフランジ部24aに接触した状態が、爪構造体10の係止状態となる。
また、爪構造体10は、その押圧面13aが、フランジ部24aに対して近接・離間する方向(図1における左右方向)に移動可能に設けられる。
したがって、本実施形態において、爪構造体10について、その付勢される方向である、ワーク20をタービンハウジング部3に固定することとなる所定の方向は、爪構造体10が、その係止部13の押圧面13aによって、フランジ部24aを押え付ける方向となる。以下では、爪構造体10について、その付勢される方向となる前記所定の方向を、「ワーク固定方向」という。また、爪構造体10について、その移動する方向となるワーク固定方向を含む移動方向(前記近接・離間する方向)を、単に「移動方向」という。
なお、シリンダプレート9には、ロッド部12を貫通させた状態で爪構造体10の移動を許容するための貫通孔9aが設けられている。
以下の説明では、圧油が供給されることで爪構造体10が引っ張られる側(ロッド部12が突出する側)のシリンダ室31aを「第一シリンダ室31a」とし、圧油が供給されることで爪構造体10が押し出される側のシリンダ室31bを「第二シリンダ室31b」とする。
本実施形態のアンバランス修正装置1においては、三つの爪構造体10は、次のようにして配設される。
以下では、三つの爪構造体10を、その設けられる位置によって区別して指す場合は、前記のとおり係止部13の本体部11aからの突出方向が略鉛直方向となる位置に設けられる爪構造体10aを「第一爪構造体10a」とする。また、三つの爪構造体10のうちの他の二つの爪構造体10b、10cのうち、図2に示す回転軸線方向視で反時計回りで第一爪構造体10aの次に位置する爪構造体10b(図2において左側の爪構造体10b)を、「第二爪構造体10b」とし、残りの爪構造体10c(図2において右側の爪構造体10c)を、「第三爪構造体10c」とする。
制御部39としては、具体的には、CPU、ROM、RAM、HDD等がバスで接続される構成や、ワンチップのLSI等からなる構成が用いられる。また、本実施形態の制御部39は、専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等が格納されたものでも代替可能である。
前記クランプ調整手段としては、例えば、前記のとおり複動シリンダとして構成されるシリンダ機構30に対し、第一シリンダ室31aおよび第二シリンダ室31bにそれぞれ圧油を供給するための配管に設けられる二つの電磁弁が用いられてもよい。また、前記クランプ調整手段としては、第一シリンダ室31aおよび第二シリンダ室31bの少なくともいずれかに供給される圧油について、その供給・停止の切換や流量の調整等を行う他の弁機構等であってもよい。
前記位置検出手段としては、ワーク20の仮クランプ状態における爪構造体10のズレ量が検出できる程度の精度(例えば数μ〜数十μmオーダーの精度)を有するものであれば、例えば、近接スイッチや接触式のギャップセンサ等、他の直線位置センサであってもよい。
このように、ワーク20のタービンハウジング部3に対する固定に際して爪構造体10によるクランプ方式が用いられる構成を備えるアンバランス修正装置1においては、ワーク回転部の回転にともない、ワーク20をクランプする部材である爪構造体10が、タービンハウジング部3に対して(タービンハウジング部3を含み一体的に構成される装置本体とは異なる固有振動数で)振動する。
このため、図5の模式図に示すように、爪構造体10は、略水平方向(横方向)に配されて一端側がシリンダ機構30に支持される細径(小径)のロッド部12の他端側(先端側)に、重量物となる爪部11が付いている構成となる。かかる構成に起因して、ワーク回転部の回転にともない、ロッド部12を介して爪部11が振動し、アンバランス修正装置1における前記装置本体に含まれるシリンダ機構30に対して、爪構造体10の相対的な振動が生じる(矢印A1参照)。このように、爪構造体10が装置本体とは異なる固有振動数で振動する。
また、第一爪マス41について、減衰係数c1は、質量m1の系の総合減衰を示す。同様にして、第二爪マス42について、減衰係数c2は、質量m2の系の総合減衰を示し、第三爪マス43について、減衰係数c3は、質量m3の系の総合減衰を示す。
図8に示すように、爪構造体10の総合質量とは、爪構造体10が有する爪部11の質量とロッド部12の質量との合計である。つまり、爪構造体10の総合質量をmall、爪部11の質量をmT、ロッド部12の質量をmRとすると、mall=mT+mRとなる。
1/kall=(1/kT)+(1/kR)+(1/kF) ・・・(1)
したがって、kall=kTkRkF/(kRkF+kFkT+kTkR)となる。
すなわち、ワーク回転部の回転にともない各爪構造体10に作用する加振力について、第一爪構造体10aに作用する加振力をFa、第二爪構造体10bに作用する加振力をFb、第三爪構造体10cに作用する加振力をFcとすると、上記式(2)に基づき、次式(3)〜(5)が成り立つ。
前記のとおり3位置弁として構成される電磁切換弁52においては、そのスプールの位置により、油圧回路の流路について、第一油路53aおよび供給用油路54a、ならびに第二油路53bおよび戻し用油路54bの連通接続状態(第一の状態)と、第一油路53aおよび戻し用油路54b、ならびに第二油路53bおよび供給用油路54aの連通接続状態(第二の状態)と、流路の遮断状態(非接続状態)(第三の状態)との三つの状態が切り換えられる。
すなわち、加振力算出部71は、第一爪構造体10aについては、その総合質量である質量m1、総合減衰である減衰係数c1、総合剛性であるバネ定数k1に基づき、式(3)によって、第一爪構造体10aに作用する加振力Faを算出する。同様にして、加振力算出部71は、第二爪構造体10bについては、質量m2、減衰係数c2、バネ定数k2に基づき、式(4)によって、第二爪構造体10bに作用する加振力Fbを算出する。また、加振力算出部71は、第三爪構造体10cについては、質量m3、減衰係数c3、バネ定数k3に基づき、式(5)によって、第三爪構造体10cに作用する加振力Fcを算出する。
したがって、加振力算出部71により算出された加振力の値が、例えばFx(N)であった場合、制振力算出部72は、爪構造体10に作用させる制振力を−Fx(N)として算出する。
したがって、シリンダ機構30による爪構造体10に対する付勢力が、爪構造体10を引っ張る方向に作用する場合、その付勢力の大きさは、第一シリンダ室31aからピストン部14に作用する圧力と、ピストン部14の第一シリンダ室31aを形成する側の面14a(図11(a)参照)の面積(有効面積)との積となる。また、シリンダ機構30による爪構造体10に対する付勢力が、爪構造体10を押し出す方向に作用する場合、その付勢力の大きさは、第二シリンダ室31bからピストン部14に作用する圧力と、ピストン部14の第二シリンダ室31bを形成する側の面14b(図11(a)参照)の面積(有効面積)との積となる。
つまり、制振制御部73は、ピストン部14の有効面積(前記面14a、14bの面積)や、オイルポンプ55の吐出圧力や、各油路を形成する配管における圧力損失や管径等の各値に基づいて、各供給用流量制御弁61および各戻し用流量制御弁62の弁開度を算出し、算出した弁開度となるように、各流量制御弁61・62を制御する。なお、前記ピストン部14の有効面積等の各値は、必要に応じて制御システム70においてその格納部等に予め設定され記憶される。
前記変位検出手段としては、ワーク20をクランプした状態の爪構造体10の振動の変位が検出できる程度の精度(例えば数μ〜数十μmオーダーの精度)を有するものであれば、例えば、近接スイッチや接触式のギャップセンサ等、他の直線位置センサであってもよい。
前記方向切換手段としては、例えば、パイロット操作切換弁等、他の構成の切換弁であってもよい。
前記付勢力調整手段としては、例えば、流量調整弁等、他の構成の流量制御弁であってもよい。
ここで、磁性流体とは、液体の特性である流動性と磁性体としての性質との両方を有するものである。具体的には、磁性流体は、マグネタイトやマンガン−亜鉛フェライト等のフェライト、鉄、ニッケル、コバルト等の、直径が10nm程度の磁性微粒子が、界面活性剤の作用により、水や有機溶剤やパラフィン等の溶媒中に拡散したものとなる。
一方、磁性流体は、その有する性質として、印加される磁場の強さによって流動性、つまり粘度(見かけ上の粘度)が変化する。これは、流動する磁性流体が磁場の作用を受けると、磁性微粒子が持つ磁気双極子相互作用によって、磁場の方向に粒子が連鎖しようとすることに基づく。
そして、シリンダコイル87に流れる電流の大きさ(電流値)が変化することにより、シリンダケース31内の磁性流体84に対して印加される磁場の強さが変化する。これにともない、シリンダケース31内の磁性流体84の見かけ上の粘度(流動性)が変化し、振動する爪構造体10に作用する減衰力の大きさが変化する。
すなわち、前述したように、シリンダコイル87によって磁性流体84に印加される磁場の強さは、シリンダコイル87に流れる電流の大きさに依存する。また、爪構造体10の振動についての減衰係数は、振動する爪構造体10に作用する減衰力(粘性減衰力)についての振動の速度に対する比例定数であり、振動する爪構造体10に対する粘性抵抗(粘性減衰)、つまり磁性流体84の粘度(粘性係数)μとなる。そこで、データ記憶部91は、各磁性流体シリンダ機構83についての磁場の強さと減衰との関係に係るデータを、各磁性流体シリンダ機構83について、予め求められた、シリンダコイル87に供給する電流値Iと磁性流体84の粘度μとの関係(以下「電流値Iと粘度μとの関係」という。)のデータとして記憶する。
すなわち、データ記憶部91は、第一磁性流体シリンダ機構83aについては、第一シリンダコイル87aに供給される電流値Iと、第一磁性流体シリンダ機構83aにおけるシリンダケース31内の磁性流体84の粘度μとの関係のデータを記憶する。同様にして、データ記憶部91は、第二磁性流体シリンダ機構83bについては、第二シリンダコイル87bに供給される電流値Iと、第二磁性流体シリンダ機構83bの磁性流体84の粘度μとの関係のデータを記憶し、第三磁性流体シリンダ機構83cについては、第三シリンダコイル87cに供給される電流値Iと、第三磁性流体シリンダ機構83cの磁性流体84の粘度μとの関係のデータを記憶する。
すなわち、減衰算出部92は、第一爪構造体10aについては、変位センサ50により検出された変位Xa、総合質量である質量m1、総合剛性であるバネ定数k1に基づき、式(6)によって、第一爪構造体10aについての加振力を打ち消す減衰係数caを算出する。同様にして、減衰算出部92は、第二爪構造体10bについては、変位センサ50により検出された変位Xb、総合質量である質量m2、総合剛性であるバネ定数k2に基づき、式(7)によって、第二爪構造体10bについての加振力を打ち消す減衰係数cbを算出する。また、減衰算出部92は、第三爪構造体10cについては、変位センサ50により検出された変位Xc、総合質量である質量m3、総合剛性であるバネ定数k3に基づき、式(8)によって、第三爪構造体10cについての加振力を打ち消す減衰係数ccを算出する。
前記磁場印加手段としては、例えば、シリンダケース31の内部においてシリンダコイルが内蔵される構成や、シリンダケース31において第一シリンダ室31aおよび第二シリンダ室31bの少なくともいずれかに連通して磁性流体を流通させる管路がシリンダケース31の本体とは別途に設けられ、この管路に対してシリンダコイルが巻回された状態で設けられる構成等であってもよい。また、本実施形態では、シリンダコイル87によってシリンダケース31内の磁性流体84に対して印加される磁場の方向は、シリンダケース31の軸方向(図13における左右方向)であるが、磁性流体84に対して印加される磁場の方向は特に限定されるものではない。
2 ターボチャージャ(高速回転機器)
3 タービンハウジング部(治具)
4 加速度ピックアップ(振動検出手段)
10 爪構造体(クランプ部材)
20 ワーク
21 回転軸
22 タービンロータ
23 コンプレッサロータ
24 センターハウジング
30 シリンダ機構(移動付勢手段)
35 電磁弁(クランプ調整手段)
37 位置センサ(位置検出手段)
39 制御部(姿勢制御手段)
50 変位センサ(変位検出手段)
52 電磁切換弁(方向切換手段)
61 供給用流量制御弁(付勢力調整手段)
62 戻し用流量制御弁(付勢力調整手段)
70 制御システム
71 加振力算出部
72 制振力算出部
73 制振制御部
81 アンバランス修正装置(高速回転機器のアンバランス修正装置)
83 磁性流体シリンダ機構(移動付勢手段)
84 磁性流体
87 シリンダコイル(磁場印加手段)
90 制御システム
91 データ記憶部
92 減衰算出部
93 制振制御部
Claims (5)
- 回転部を有するワークを支持するとともに振動検出手段を有する治具を備え、該治具に、前記回転部が回転可能な状態で前記ワークを固定した状態で、前記回転部を所定の回転数で回転させ、前記回転部が前記所定の回転数で回転している状態での前記振動検出手段による検出値に基づいて、前記回転部のアンバランス修正を行うための高速回転機器のアンバランス修正装置であって、
前記治具に支持された状態の前記ワークに対して係止した状態である係止状態で、前記ワークを前記治具に固定することとなる所定の方向に付勢されることにより、前記ワークを前記治具に対してクランプして固定する複数のクランプ部材と、
前記各クランプ部材に対して設けられ、前記クランプ部材を前記所定の方向を含む移動方向に移動させるとともに、前記係止状態の前記クランプ部材を前記所定の方向に付勢する移動付勢手段と、
前記各移動付勢手段に対して設けられ、前記移動付勢手段による前記クランプ部材を前記移動方向に移動させる移動量および前記クランプ部材を前記所定の方向に付勢する付勢力を調整するためのクランプ調整手段と、
前記各クランプ部材に対して設けられ、前記係止状態の前記クランプ部材の前記移動方向における位置を検出する位置検出手段と、
前記各位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記位置検出手段により検出された前記係止状態の前記クランプ部材の前記移動方向における位置の、予め設定された基準位置に対するズレ量が、該ズレ量について予め設定された所定の許容値よりも小さくなるように、前記各クランプ調整手段を制御する姿勢制御手段と、
を備えることを特徴とする高速回転機器のアンバランス修正装置。 - 前記各クランプ部材に対して設けられ、前記ワークを前記治具に対してクランプした状態の前記クランプ部材の、前記回転部の回転にともなう前記治具を含み一体的に構成される装置本体に対する前記移動方向の振動の変位を検出する変位検出手段と、
前記各移動付勢手段に対して設けられ、該移動付勢手段による前記クランプ部材の前記移動方向についての移動付勢方向を切り換えるための方向切換手段と、
前記各移動付勢手段に対して設けられ、前記方向切換手段により定められた前記クランプ部材の前記移動付勢方向について、前記移動付勢手段による前記クランプ部材を付勢する付勢力を調整するための付勢力調整手段と、
前記変位検出手段により検出された前記クランプ部材の前記変位、ならびに前記クランプ部材の総合質量、前記クランプ部材の前記移動方向における総合減衰、および前記クランプ部材の前記移動方向における総合剛性に基づいて、前記回転部の回転にともない前記クランプ部材に作用する前記移動方向についての加振力を算出する加振力算出手段と、
前記加振力算出手段により算出された前記加振力の方向と反対方向であって該加振力の大きさと同じ大きさの力を、前記クランプ部材に作用させる制振力として算出する制振力算出手段と、
前記制振力算出手段により算出された前記制振力が、前記クランプ部材に作用するように、前記方向切換手段および前記付勢力調整手段を制御する制振制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の高速回転機器のアンバランス修正装置。 - 前記移動付勢手段は、磁性流体を作動流体とする流体圧シリンダ機構として構成されるものであり、
前記各クランプ部材に対して設けられ、前記ワークを前記治具に対してクランプした状態の前記クランプ部材の、前記回転部の回転にともなう前記治具を含み一体的に構成される装置本体に対する前記移動方向の振動の変位を検出する変位検出手段と、
前記各移動付勢手段に対して設けられ、前記磁性流体に磁場を印加するための磁場印加手段と、
予め求められた、前記磁場印加手段によって前記磁性流体に印加される磁場の強さと前記総合減衰との関係に係るデータを記憶するデータ記憶手段と、
前記変位検出手段により検出された前記クランプ部材の前記変位、ならびに前記クランプ部材の総合質量、および前記クランプ部材の前記移動方向における総合剛性に基づいて、前記回転部の回転にともない前記クランプ部材に作用する前記移動方向についての加振力が打ち消されることとなる、前記クランプ部材の前記移動方向における総合減衰を算出する減衰算出手段と、
前記データ記憶手段により記憶された前記データに基づき、前記磁性流体に印加される磁場の強さが、前記減衰算出手段により算出された前記総合減衰に対応する磁場の強さとなるように、前記磁場印加手段を制御する制振制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の高速回転機器のアンバランス修正装置。 - 回転部を有するワークを支持するとともに振動検出手段を有する治具を備え、該治具に、前記回転部が回転可能な状態で前記ワークを固定した状態で、前記回転部を所定の回転数で回転させ、前記回転部が前記所定の回転数で回転している状態での前記振動検出手段による検出値に基づいて、前記回転部のアンバランス修正を行うための高速回転機器のアンバランス修正装置であって、
前記治具に支持された状態の前記ワークに対して係止した状態である係止状態で、前記ワークを前記治具に固定することとなる所定の方向に付勢されることにより、前記ワークを前記治具に対してクランプして固定する複数のクランプ部材と、
前記各クランプ部材に対して設けられ、前記クランプ部材を前記所定の方向を含む移動方向に移動させるとともに、前記係止状態の前記クランプ部材を前記所定の方向に付勢する移動付勢手段と、
前記各クランプ部材に対して設けられ、前記ワークを前記治具に対してクランプした状態の前記クランプ部材の、前記回転部の回転にともなう前記治具を含み一体的に構成される装置本体に対する前記移動方向の振動の変位を検出する変位検出手段と、
前記各移動付勢手段に対して設けられ、該移動付勢手段による前記クランプ部材の前記移動方向についての移動付勢方向を切り換えるための方向切換手段と、
前記各移動付勢手段に対して設けられ、前記方向切換手段により定められた前記クランプ部材の前記移動付勢方向について、前記移動付勢手段による前記クランプ部材を付勢する付勢力を調整するための付勢力調整手段と、
前記変位検出手段により検出された前記クランプ部材の前記変位、ならびに前記クランプ部材の総合質量、前記クランプ部材の前記移動方向における総合減衰、および前記クランプ部材の前記移動方向における総合剛性に基づいて、前記回転部の回転にともない前記クランプ部材に作用する前記移動方向についての加振力を算出する加振力算出手段と、
前記加振力算出手段により算出された前記加振力の方向と反対方向であって該加振力の大きさと同じ大きさの力を、前記クランプ部材に作用させる制振力として算出する制振力算出手段と、
前記制振力算出手段により算出された前記制振力が、前記クランプ部材に作用するように、前記方向切換手段および前記付勢力調整手段を制御する制振制御手段と、
を備えることを特徴とする高速回転機器のアンバランス修正装置。 - 回転部を有するワークを支持するとともに振動検出手段を有する治具を備え、該治具に、前記回転部が回転可能な状態で前記ワークを固定した状態で、前記回転部を所定の回転数で回転させ、前記回転部が前記所定の回転数で回転している状態での前記振動検出手段による検出値に基づいて、前記回転部のアンバランス修正を行うための高速回転機器のアンバランス修正装置であって、
前記治具に支持された状態の前記ワークに対して係止した状態である係止状態で、前記ワークを前記治具に固定することとなる所定の方向に付勢されることにより、前記ワークを前記治具に対してクランプして固定する複数のクランプ部材と、
前記各クランプ部材に対して設けられ、磁性流体を作動流体とする流体圧シリンダ機構として構成され、前記クランプ部材を前記所定の方向を含む移動方向に移動させるとともに、前記係止状態の前記クランプ部材を前記所定の方向に付勢する移動付勢手段と、
前記各クランプ部材に対して設けられ、前記ワークを前記治具に対してクランプした状態の前記クランプ部材の、前記回転部の回転にともなう前記治具を含み一体的に構成される装置本体に対する前記移動方向の振動の変位を検出する変位検出手段と、
前記各移動付勢手段に対して設けられ、前記磁性流体に磁場を印加するための磁場印加手段と、
予め求められた、前記磁場印加手段によって前記磁性流体に印加される磁場の強さと前記総合減衰との関係に係るデータを記憶するデータ記憶手段と、
前記変位検出手段により検出された前記クランプ部材の前記変位、ならびに前記クランプ部材の総合質量、および前記クランプ部材の前記移動方向における総合剛性に基づいて、前記回転部の回転にともない前記クランプ部材に作用する前記移動方向についての加振力が打ち消されることとなる、前記クランプ部材の前記移動方向における総合減衰を算出する減衰算出手段と、
前記データ記憶手段により記憶された前記データに基づき、前記磁性流体に印加される磁場の強さが、前記減衰算出手段により算出された前記総合減衰に対応する磁場の強さとなるように、前記磁場印加手段を制御する制振制御手段と、
を備えることを特徴とする高速回転機器のアンバランス修正装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007188553A JP4192996B1 (ja) | 2007-07-19 | 2007-07-19 | 高速回転機器のアンバランス修正装置 |
CN2008800219083A CN101688816B (zh) | 2007-07-19 | 2008-06-18 | 高速旋转机器的不平衡修正装置 |
EP08777566.4A EP2172758B1 (en) | 2007-07-19 | 2008-06-18 | Unbalance correction device of high speed rotary apparatus |
US12/667,056 US8322204B2 (en) | 2007-07-19 | 2008-06-18 | Unbalance correction device of high speed rotary apparatus |
PCT/JP2008/061509 WO2009011208A1 (ja) | 2007-07-19 | 2008-06-18 | 高速回転機器のアンバランス修正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007188553A JP4192996B1 (ja) | 2007-07-19 | 2007-07-19 | 高速回転機器のアンバランス修正装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP4192996B1 true JP4192996B1 (ja) | 2008-12-10 |
JP2009025157A JP2009025157A (ja) | 2009-02-05 |
Family
ID=40174701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007188553A Expired - Fee Related JP4192996B1 (ja) | 2007-07-19 | 2007-07-19 | 高速回転機器のアンバランス修正装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8322204B2 (ja) |
EP (1) | EP2172758B1 (ja) |
JP (1) | JP4192996B1 (ja) |
CN (1) | CN101688816B (ja) |
WO (1) | WO2009011208A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10520386B2 (en) | 2014-06-27 | 2019-12-31 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Vibration measurement device and method for high-speed rotating machines |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5332241B2 (ja) * | 2008-03-11 | 2013-11-06 | 株式会社Ihi | 回転機械支持装置 |
EP2728332B1 (en) * | 2012-10-31 | 2018-09-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Test rig |
JP5974370B2 (ja) * | 2013-03-18 | 2016-08-23 | 株式会社Ihi | 回転機械支持装置 |
CN103162808B (zh) * | 2013-03-18 | 2014-09-24 | 核工业理化工程研究院 | 基于三个测速线圈串联的测振装置 |
CN103454090B (zh) * | 2013-08-16 | 2018-01-23 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 发动机试验支架装置 |
CN105092255B (zh) * | 2014-05-23 | 2018-03-06 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 涡扇发动机风扇整机配平方法及系统 |
US9181804B1 (en) * | 2015-02-17 | 2015-11-10 | Borgwarner Inc. | Ball bearing turbocharger balancer |
US10634574B2 (en) * | 2015-05-19 | 2020-04-28 | Ihi Corporation | Balance inspection device |
US9683916B2 (en) * | 2015-06-12 | 2017-06-20 | Ford Global Technologies, Llc | Rough road simulation |
JP6625209B2 (ja) * | 2016-05-26 | 2019-12-25 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | アンバランス検出装置、および、アンバランス検出方法 |
US11029230B2 (en) | 2016-05-26 | 2021-06-08 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Unbalance detection device, and unbalance detection method |
WO2018049153A1 (en) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | Christian Assoun | Pert space debris remediation, mining, and refining |
JP6831225B2 (ja) | 2016-12-07 | 2021-02-17 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | 振動絶縁部材、および振動絶縁部材を備えるアンバランス検出装置 |
CN111656151B (zh) * | 2018-09-06 | 2022-11-22 | 三菱重工发动机和增压器株式会社 | 隔振保持装置 |
CN109580096B (zh) * | 2018-11-08 | 2020-10-23 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种基于静平衡原理的偏心轮质径积简易调节装置 |
CN110319238B (zh) * | 2019-08-05 | 2024-03-22 | 安徽理工大学 | 一种大流量电液比例换向激振两用阀 |
CN111537347B (zh) * | 2020-05-25 | 2023-08-25 | 无锡市恒鼎智能装备科技有限公司 | 疲劳损伤检测装置 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5026316B1 (ja) * | 1970-12-30 | 1975-08-30 | ||
JPS5146969B2 (ja) | 1973-07-10 | 1976-12-11 | ||
JPS6185501A (ja) * | 1984-10-03 | 1986-05-01 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクスロ−タ−のバランス修正方法並びにそれに用いられる修正治具 |
JP2598406B2 (ja) | 1987-04-24 | 1997-04-09 | マツダ株式会社 | 車両のインパネ表示装置 |
US4976147A (en) * | 1989-06-07 | 1990-12-11 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Device for measuring dynamic balance of a rotor |
JPH0519611A (ja) | 1991-07-10 | 1993-01-29 | Fujitsu Ltd | 電子写真装置の現像器 |
JPH05162524A (ja) | 1991-12-13 | 1993-06-29 | Tsubakimoto Chain Co | 緩衝装置の減衰力制御方法 |
JP2598406Y2 (ja) * | 1993-11-29 | 1999-08-09 | 株式会社島津製作所 | 動釣合試験機 |
JP2002039904A (ja) * | 2000-07-26 | 2002-02-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 過給機の高速バランス修正装置とその方法 |
JP4205484B2 (ja) * | 2002-05-16 | 2009-01-07 | 国際計測器株式会社 | クランク軸の回転バランス試験装置および試験方法 |
JP2004020273A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Nagahama Seisakusho:Kk | 動釣合い試験機 |
DE10305714B4 (de) | 2003-02-12 | 2014-04-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Wuchtfutter |
JP2005096746A (ja) | 2003-08-22 | 2005-04-14 | Komatsu Ltd | 作業車両の運転シート支持装置 |
DE102005053786A1 (de) * | 2005-11-09 | 2007-05-10 | Schenck Rotec Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum dynamischen Messen der Unwucht eines Rotors |
JP4232841B2 (ja) | 2007-07-05 | 2009-03-04 | トヨタ自動車株式会社 | 高速回転機器のアンバランス修正装置 |
JP5026316B2 (ja) | 2008-03-24 | 2012-09-12 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡用可撓管 |
-
2007
- 2007-07-19 JP JP2007188553A patent/JP4192996B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-06-18 EP EP08777566.4A patent/EP2172758B1/en not_active Not-in-force
- 2008-06-18 WO PCT/JP2008/061509 patent/WO2009011208A1/ja active Application Filing
- 2008-06-18 CN CN2008800219083A patent/CN101688816B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-06-18 US US12/667,056 patent/US8322204B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10520386B2 (en) | 2014-06-27 | 2019-12-31 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | Vibration measurement device and method for high-speed rotating machines |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2172758B1 (en) | 2019-06-05 |
JP2009025157A (ja) | 2009-02-05 |
US20100191380A1 (en) | 2010-07-29 |
CN101688816A (zh) | 2010-03-31 |
EP2172758A1 (en) | 2010-04-07 |
EP2172758A4 (en) | 2016-01-13 |
US8322204B2 (en) | 2012-12-04 |
WO2009011208A1 (ja) | 2009-01-22 |
CN101688816B (zh) | 2011-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4192996B1 (ja) | 高速回転機器のアンバランス修正装置 | |
JP5064316B2 (ja) | 除振装置 | |
Yao et al. | Adaptive robust motion control of single-rod hydraulic actuators: theory and experiments | |
JP4291394B1 (ja) | 接触式計測装置 | |
JP6587487B2 (ja) | アクティブ除振装置及びそのセンサの設置方法 | |
JP4819967B2 (ja) | 減圧弁 | |
WO2014094688A2 (en) | Vibration isolator with zero stiffness whose angle degree of freedom is decoupled with a spherical air bearing | |
TWI676748B (zh) | 主動隔振裝置 | |
Stosiak | Vibration insulation of hydraulic system control components | |
JP2008070119A (ja) | エンジンベンチシステムの制御方法とその装置 | |
JP4232841B2 (ja) | 高速回転機器のアンバランス修正装置 | |
JP6198556B2 (ja) | アクティブ除振装置 | |
JP2008233075A (ja) | 振動試験装置 | |
Nicoletti et al. | Control system design for flexible rotors supported by actively lubricated bearings | |
US11389964B2 (en) | Actively damped robot | |
JP5442472B2 (ja) | 加振機能を有するアクティブ除振装置 | |
JP5045456B2 (ja) | スピンドル装置 | |
Zhang et al. | Modal and natural frequency sensitivity analysis of electrohydraulic Stewart platform | |
JP4293288B2 (ja) | 高速回転機器のアンバランス修正装置 | |
JP6219513B2 (ja) | 振動制御における、および、振動制御に関連した改良 | |
JP2021148288A (ja) | 工作機械の制御方法及び工作機械 | |
JP4293287B2 (ja) | 高速回転機器のアンバランス修正装置 | |
JP2008175394A (ja) | 周波数フィルタリングによって機械的振動の伝達を制限するためのシステム | |
US11761463B2 (en) | Fluid actuator, fluid actuator control method, and computer readable medium storing control program of fluid actuator | |
JP2021191602A (ja) | 工作機械の制御方法及び工作機械 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080908 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4192996 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131003 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |