JP4880935B2 - Dynamic vibration absorber for rotating machinery - Google Patents
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Description
本発明は、回転機械の動吸振装置に関し、特に、取り付けが容易にも拘わらず回転機械の振動を効果的に低減する回転機械の動吸振装置に関する。 The present invention relates to a dynamic vibration damping device for a rotary machine, and more particularly to a dynamic vibration damping device for a rotary machine that effectively reduces vibrations of the rotary machine despite being easily mounted.
ポンプやモータ等の回転機械においては、機械の据え付け状態よって系の固有振動数が加振周波数と近接して共振現象が生じて、この共振現象から回転機械に過大な振動が発生することがある。この場合、機械の取り付け構造を補強することにより剛性を上げて固有振動数を加振周波数から離すのが一般的な対策であるが、構造の変更が困難な場合には動吸振装置の採用が有効とされている。 In a rotating machine such as a pump or a motor, a resonance phenomenon occurs when the natural frequency of the system is close to the excitation frequency depending on the installation state of the machine, and this vibration phenomenon may cause excessive vibration in the rotating machine. . In this case, it is a general measure to increase the rigidity by reinforcing the mounting structure of the machine so that the natural frequency is separated from the excitation frequency. However, if it is difficult to change the structure, a dynamic vibration absorber should be used. It is considered valid.
このため従来、機械構造物については種々の動吸振装置が提案されており、例えば、特許文献1の「動吸振型制振装置」および特許文献2の「塔状構造物制振装置」に幾つかの対策が開示されている。図17は、立軸ポンプ6に適用された従来の制振装置の具体例を示している。図17に示す立軸ポンプ6において、電動機3は基礎4に据え付けられた立軸ポンプ6の架台5の上に設置されている。立軸ポンプ6の架台5の下には、ポンプ6のバレル・ケーシング61が設置されており、電動機3の駆動によりにバレル・ケーシング61内部のインペラー62が回転して流体を吸込口63から吐出口64へ圧送する。
For this reason, conventionally, various dynamic vibration damping devices have been proposed for mechanical structures. For example, there are several “dynamic vibration damping devices” in
このような立軸ポンプにおける振動現象について、図4を参照しながら説明する。図4は動吸振器が取り付けられていない状態における立軸ポンプ6の振動の様子を示す説明図である。図4に示すように立軸ポンプ6の架台5のフランジ51の回転剛性によって立軸ポンプ6がフランジ51を中心に図面に垂直な軸の回りに回転する運動を許容する。重量物である電動機3が立軸ポンプ6の架台5の上に設置されているので重心39が高い位置にあるため、この系の固有振動数は比較的低いところにあって、電動機3の回転周波数や立軸ポンプ6に作用する流体力の周波数に接近すると共振から電動機3の上部において矢印で示すような水平方向に過大な振動を発生させることがある。
The vibration phenomenon in such a vertical shaft pump will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing a state of vibration of the
この問題における振動低減の対策は固有振動数を加振周波数から離すことで、立軸ポンプ6の架台5のフランジ51に補強を加えて剛性を増強して固有振動数を上昇させたり、あるいは電動機3に錘を取り付けて固有振動数を低下させたりするなどして固有振動数を変更することが具体的な施策として考えられる。しかしながら、前者の対策はフランジ51の据え付けられている基礎4の剛性が低い場合にはほとんど効果が見られない。この場合には基礎4を補強しなければならないが、このためには大規模な土木工事を行なわなければならないので基礎4の補強は困難である。また、後者については、固有振動数は電動機3の質量の平方根にほぼ反比例するので、十分な効果を得ようとすると、非常に大きな質量を追加しなければならない。ところが、基礎4の耐荷重からを追加質量には制限があるため、十分な効果が得られないことが多い。このように構造の変更が困難な場合に動吸振装置は有効な対策である。
As a countermeasure for reducing the vibration in this problem, the natural frequency is separated from the excitation frequency, the reinforcement is added to the
再び、図17に戻り、図17は、特許文献2に開示された動吸振装置の構成を示しており、図17では電動機3の側面に動吸振装置7が取り付けられている。動吸振装置7の重錘71は台座74の上に設置されたリニアベアリング73で水平方向に運動可能なように支持され、バネ72を介してフランジ75に接続されている。フランジ75は取付けボルト76を用いて電動機3の側面に固定されている。
Returning again to FIG. 17, FIG. 17 shows the configuration of the dynamic vibration damping device disclosed in
特許文献2に開示された従来の動吸振装置は、装置としてユニット化されているのが特徴であるが、反面、動吸振装置7を設置するには、電動機3にフランジ75の取付け面を研削したり、ボルト穴をあけたりするなどのような加工が必要となる。研削、穴あけのような加工や取り付けの作業は設置場所での実施が困難であるため、電動機3を一旦、工場などまで搬送して動吸振装置7を取り付けることになる。この場合、電動機3を立軸ポンプ6から分解しなければならない。このため、従来技術では、施工に当たって動吸振装置7本体の取り付けに加えて、事前の作業として電動機3の分解、搬出、加工、さらに取り付け後は電動機3の再組み立てやカップリングのアライメント調整などによって、動吸振装置7の設置に長期の工期を要する欠点があった。
本発明は、複雑な機構を用いることなく、取り付けが容易でありながら回転機械の振動を効果的に低減することが可能な回転機械の動吸振装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a dynamic vibration damping device for a rotary machine that can reduce vibrations of the rotary machine effectively without using a complicated mechanism while being easy to mount.
上記課題を解決するため、本発明の基本構成としての請求項1に係る回転機械の動吸振装置は、基礎構造物の上端側に設けられて鉛直方向に回転軸を有する回転機械に取り付けられ、前記回転機械の水平方向の振動運動の支点となる前記基礎構造物への前記回転機械の取り付け基部に対して前記回転機械の重心位置を介して反対側となる前記回転機械の先端側に取り付けられると共に、水平方向の曲げ剛性を有する弾性部材と、前記弾性部材を介して前記回転機械のさらに先端側に設けられると共に前記弾性部材の前記曲げ剛性によって水平方向への並進運動のみを許容された重錘と、を備えると共に、前記弾性部材は、前記重錘と前記回転機械の上端面との間隔を一定に保ちつつ、前記重錘の水平方向の並進運動を許容するために設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to
また、請求項2に係る回転機械の動吸振装置は、請求項1に記載のものにおいて、前記弾性部材は中空パイプ状の中空弾性部材よりなり、前記重錘は前記回転機械の先端に固定するための孔を有する取付け台座を備え、前記重錘は前記中空パイプおよび前記取付け台座の前記孔を挿通する通しボルトにより前記回転機械の先端面に取り付けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the dynamic vibration damping device for a rotary machine according to the first aspect, the elastic member is a hollow elastic member having a pipe shape, and the weight is fixed to a tip of the rotary machine. The weight is attached to the front end surface of the rotating machine by a through bolt that passes through the hollow pipe and the hole of the mounting base.
また、請求項3に係る回転機械の動吸振装置は、請求項2に記載のものにおいて、前記中空弾性部材は、中心軸を横断する方向に複数に分割されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the dynamic vibration damping device for a rotary machine according to the second aspect, the hollow elastic member is divided into a plurality of parts in a direction crossing the central axis.
また、請求項4に係る回転機械の動吸振装置は、請求項1に記載のものにおいて、前記弾性部材は、該弾性部材を前記回転機械に取り付けるスタッドボルトを含み、該スタッドボルトは、前記重錘の位置を調節してから該スタッドボルトの先端部とナットとにより固定されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the dynamic vibration damping device for a rotary machine according to the first aspect, the elastic member includes a stud bolt that attaches the elastic member to the rotary machine. After the position of the weight is adjusted, the stud bolt is fixed by the tip and the nut.
また、請求項5に係る回転機械の動吸振装置は、請求項1ないし請求項4の何れかに記載のものにおいて、前記弾性部材は、その断面において、直交する2方向で断面2次モーメントが異なるような断面形状に設定されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the dynamic vibration damping device for a rotary machine according to any one of the first to fourth aspects, the elastic member has a second moment in section in two orthogonal directions in the section. It is characterized by having different cross-sectional shapes.
また、請求項6に係る回転機械の動吸振装置は、請求項1ないし請求項5の何れかに記載のものにおいて、前記重錘は、通風のための開口部を有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the dynamic vibration damping device for a rotary machine according to any one of the first to fifth aspects, the weight has an opening for ventilation.
また、請求項7に係る回転機械の動吸振装置は、請求項6に記載のものにおいて、前記重錘にはファンカバーが取り付けられ、前記重錘の前記開口部には保護カバーが取り付けられていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the dynamic vibration damping device for a rotary machine according to the sixth aspect, a fan cover is attached to the weight, and a protective cover is attached to the opening of the weight. It is characterized by being.
また、請求項8に係る回転機械の動吸振装置は、請求項1ないし請求項7の何れかに記載のものにおいて、前記重錘は、複数の板状重錘を積層して構成されていることを特徴とする。 A dynamic vibration damping device for a rotary machine according to an eighth aspect of the present invention is the dynamic vibration damping device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the weight is formed by laminating a plurality of plate weights. It is characterized by that.
また、請求項9に係る回転機械の動吸振装置は、請求項8に記載のものにおいて、前記複数の板状重錘を保持する台座の間に防振ゴムを挿入したことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the dynamic vibration damping device for a rotary machine according to the eighth aspect, a vibration isolating rubber is inserted between the pedestals holding the plurality of plate weights.
さらに、請求項10に係る回転機械の動吸振装置は、請求項8または請求項9の何れかに記載のものにおいて、前記複数の板状重錘は積層されて重錘を構成すると共に、前記複数の板状重錘のうちの上下の板状重錘の間には防振ゴムが挿入されていることを特徴とする。
Furthermore, the dynamic vibration damping device for a rotary machine according to
また、請求項11に係る回転機械の動吸振装置は、請求項8ないし請求項10の何れかに記載のものにおいて、前記複数の板状重錘を積層して前記重錘を構成する際に、前記板状重錘および該板状重錘を保持する台座を貫通するボルト孔が設けられると共に、該ボルト孔を貫通する取付けボルトにより締結することにより前記板状重錘と台座とを結合することを特徴とする。 A dynamic vibration damping device for a rotary machine according to an eleventh aspect is the one according to any one of the eighth to tenth aspects, wherein the plurality of plate weights are stacked to form the weight. The plate weight and a pedestal that holds the plate weight are provided with a bolt hole, and the plate weight and the pedestal are coupled by fastening with a mounting bolt that passes through the bolt hole. It is characterized by that.
また、請求項12係る回転機械の動吸振装置は、請求項1ないし請求項11の何れかに記載のものにおいて、回転軸を有する前記回転機械は、立軸ポンプと、この立軸ポンプの上端に設置されると共に立軸ポンプを駆動する電動機と、を含むことを特徴とする。 A dynamic vibration damping device for a rotary machine according to a twelfth aspect is the one according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the rotary machine having a rotary shaft is installed at a vertical pump and an upper end of the vertical pump. And an electric motor that drives the vertical shaft pump.
以上のように、本発明は、複雑な機構を用いることなく、取り付けが容易でありながら回転機械の振動を効果的に低減することが可能な回転機械の動吸振装置を提供することができる。 As described above, the present invention can provide a dynamic vibration damping device for a rotary machine that can effectively reduce vibration of the rotary machine while being easy to attach without using a complicated mechanism.
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る回転機械の動吸振装置の実施形態について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態]
第1実施形態は、請求項1に係る回転機械の動吸振装置に対応するものであり、図1ないし図3を用いて第1実施形態の構成について説明する。図1は本発明による回転機械の動吸振装置を立軸ポンプに適用した場合の構成を示す説明図である。第1実施形態による動吸振装置では、電動機3の重心に関して振動の支点である架台フランジ51の反対側の上方であって、かつ最も遠い位置である電動機3の上端部に弾性部材2を設置して、さらに弾性部材2の先端に動吸振装置の重錘1を取り付ける。
[First Embodiment]
1st Embodiment respond | corresponds to the dynamic vibration damper of the rotary machine which concerns on
電動機3は、例えば立軸ポンプ6のような回転機械の上端側に設けられて鉛直方向に回転軸を有しており、この電動機3の重心は、図4を用いて説明したように、図1の重心位置39に位置している。この重心位置39は、電動機3の振動運動の支点としての立軸ポンプ6の架台5のフランジ51よりも上方となっている。重心位置39が支点である架台5のフランジ51よりも上方にあるために、重心位置39よりも上方には電動機3の駆動により、下方に比べて大きな振幅の水平方向の振動運動が発生する。第1実施形態では、この振動運動が発生する電動機3の上端側に制振機構としての弾性部材2と重錘1とを取り付けている。
The
図1において、駆動手段としての電動機3は、回転機械としての立軸ポンプ6の架台5上に載置され固定されており、立軸ポンプ6の架台5はフランジ51により基礎4に据え付けられている。重心位置39を中心にして、基礎4に固定された立軸ポンプ6の架台5のフランジ51(振動の支点)とは反対側となる電動機3の上端には、弾性部材2が取り付けられて、この弾性部材2の先端には重錘1が設けられている。
In FIG. 1, an
このような構成は、換言すると、立軸ポンプ6の上端側に設けられて鉛直方向に回転軸を有する電動機3の振動運動の支点となる電動機3の取り付け基部である立軸ポンプ6の架台5のフランジ51に対して電動機3の重心位置39を介して反対側となる電動機3の先端側に取り付けられた弾性部材2と、この弾性部材2を介して電動機3のさらに先端側に設けられた重錘1と、を備えていることになる。
In other words, such a configuration is the flange of the
図2は、本発明による動吸振装置の詳細構造を示す説明図である。動吸振装置の重錘1は、板状重錘としての錘り板11と、取付けボルト14により固定された質量調整用の錘り19と、から構成され、錘り板11には丸棒28が溶接されている。また、丸棒28の下端には取付け座29が溶接により固定される。動吸振装置として動作させるため、重錘1と弾性部材2から構成される質点系の固有振動数は、質量調整用の錘り19の質量を調節して電動機3の固有振動数に一致させる。
FIG. 2 is an explanatory view showing the detailed structure of the dynamic vibration damping device according to the present invention. The
図3は動吸振装置を取り付ける前の状態における電動機3の構造を示す断面図である。電動機3のフレーム31の上部には上部ベアリングブラケット32を取り付けるためのねじ穴33が設けられており、フレーム31のフランジ面にねじ穴33と同一位置のボルト穴27を穿設しておき、固定ボルト35をボルト穴27に通してねじ穴33に締めこむことによって上部ベアリングブラケット32をフレーム31に取り付けている。図3では、動吸振器が取り付けられていないので取付け座29は表示されていないが、動吸振器を取り付ける場合には、図2のようにフレーム31のフランジ面のボルト穴27を介して固定ボルト35を通してねじ穴33に締め込むことによって、上部ベアリングブラケット32とともにフレーム31に取付け座29を取り付ける。この取付け座29には予め弾性部材2としての丸棒28の下端を合わせて位置決めして丸棒28の外周部分を溶接により取付け座29に固定してある。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the
以上のようにして、錘り板11と弾性部材2としての丸棒28とを電動機3に取り付けることができるが、このようにして構成された動吸振装置の作用について説明する。立軸ポンプ6の上部で発生する振動は、図4に示すように、フランジ51の支点を中心に図面に垂直な軸の回りに回転する運動によって生じるものである。図1に示すように、電動機3に設置された弾性部材2としての丸棒28に支持された重錘1は、丸棒28の曲げ剛性によって水平方向の並進運動を許容される。上述のように重錘1と弾性部材2からなる質点系の固有振動数は電動機3の固有振動数に一致されているので、電動機3の振動に対して動吸振装置として動作する。この場合、電動機3の固有振動数は、図4に示すようにモーメントの効果から振動の支点であるフランジ51から重心39までの距離Hの二乗に反比例する。すなわち、フランジ51から離れた位置に質量を配置すると、同一の質量でも固有振動数に対してより大きな変化を生じさせることができる。
As described above, the
本発明では振動の支点であるフランジ51と重心39を結ぶ直線上で、重心39に関してフランジ51と反対側で最も離れている電動機3の上部に動吸振装置としての弾性部材2および重錘1を取り付けることにより、動吸振装置の質量は重心位置に取り付けた場合に対して(L/H)2 倍と等価することができる。実際の長さLには動吸振装置の重錘1の位置は弾性部材2の長さが加わるのでさらに大きな効果が得られる。
In the present invention, the
上述のように本発明では重心から見て振動の支点と反対方向にあり最も離れた位置である回転機械の上端に動吸振装置を設置するが、回転機械では通常、軸端に軸受を配置するので回転機械の端部には軸受を取り付けるためにベアリングブラケットを設ける必要がある。このため、図2に示すように、回転機械の本体端部にはベアリングブラケット32を回転機械本体に取り付けるボルトを締めるためのネジ穴33が加工されている。電動機3では、フレーム31の端部にベアリングブラケット32を取り付けるためのねじ穴33が設けられている。一方、動吸振装置には丸棒28が溶接された取付け座29にねじ穴33と同一位置に取付け穴が加工されている。本発明の第1実施形態では、動吸振装置を取り付ける当たりねじ穴33を利用しているので、追加の加工を行なうことなく動吸振装置1を取り付けることができる。
As described above, in the present invention, the dynamic vibration absorber is installed at the upper end of the rotating machine that is in the opposite direction to the vibration fulcrum as viewed from the center of gravity and is the farthest position. Therefore, it is necessary to provide a bearing bracket at the end of the rotating machine in order to attach the bearing. For this reason, as shown in FIG. 2, the
上述した構成および作用を有する第1実施形態の効果について説明する。第1実施形態による回転機械の動吸振装置では、動吸振装置の質量は重心位置に取り付けた場合に対して(L/H)2 倍と同等の質量作用を有するので、少ない質量で大きな離調効果を得ることができる。たとえばL/Hが√2(2の平方根)の場合、動吸振装置の質量は理論的な値(重心位置での設計値)の1/2で済ますことができる。換言すれば、基礎4や立軸ポンプ6の架台5の耐加重制限内で、より大きな離調効果を得ることもできる。このように、本発明によれば軽量かつ小型の動吸振装置を提供することが可能である。一方、第1実施形態による動吸振装置においては、回転機械本体に加工を行なうことなく、動吸振装置を容易にかつ短時間で取り付けることができるので、回転機械の振動低減対策を早期に実現することができる。
The effect of 1st Embodiment which has the structure and effect | action mentioned above is demonstrated. In the dynamic vibration absorber is a rotary machine according to the first embodiment, since the mass of the dynamic vibration absorber has a (L / H) equal to mass action and 2 times the case attached to the center-of-gravity position, a large detuning with less mass An effect can be obtained. For example, when L / H is √2 (square root of 2), the mass of the dynamic vibration absorber can be reduced to 1/2 of the theoretical value (design value at the position of the center of gravity). In other words, a greater detuning effect can be obtained within the load resistance limit of the foundation 4 and the
特許文献2に開示された従来技術による動吸振装置では、装置を取り付けるために電動機3あるいは立軸ポンプ6の基礎4など回転機械本体に取り付けのためにボルト穴を追加するなどの加工が必要となる。設置場所においては穴あけ加工や取り付けの作業が困難であるため、回転機械本体を工場などに搬出して加工を行なったうえで動吸振装置を取り付けることになる。この場合、電動機3をポンプ6の基礎4から分解しなければならないので、電動機3の再組み立てに加えてカップリングのアライメント調整などよって長期間の工期を必要とし、短時間で対策を施すことは困難であった。
In the conventional dynamic vibration damping device disclosed in
これに対して、この第1実施形態による動吸振装置1は、フレーム31の既存の上部ベアリングブラケット32の取付けねじ穴33を利用して取り付けているので、電動機3など回転機械やポンプなどの基礎構造物本体に対する追加の加工はまったく不要である。このため、設置場所における動吸振装置の取り付けが容易となると共に短い工期で取り付けを完了することができる。
On the other hand, the dynamic
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る回転機械の動吸振装置について図5を用いて説明する。この第2実施形態は、請求項2の構成に対応している。図5は第2実施形態による回転機械の動吸振装置を立軸ポンプに適用した場合の構成を示す説明図である。図5において、電動機3のフレーム31の上部には上部ベアリングブラケット32を取り付けるためのねじ穴33が設けられている。動吸振装置の重錘1は、板状重錘としての錘り板11とこの錘り板11を支持する台座12から構成され、台座12にパイプ21を組み合わせ、取付けねじ穴33と同一位置に設けられた取付け穴13とパイプ21の内孔を貫通して長尺取付けボルト22を上部ベアリングブラケット32の取付けねじ穴33に締めこんで台座11を電動機3に取り付ける。錘り板11は、台座12に固定ボルト14を用いて固定されている。
[Second Embodiment]
Next, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to a second embodiment will be described with reference to FIG. This second embodiment corresponds to the configuration of
上記構成を有する第2実施形態の作用につき説明する。上部ベアリングブラケット32を取り付けるためのねじ穴33は同一円周上に複数個、通常は3ヶ所以上が等間隔で設けられている。また、上部ベアリングブラケット32とフレーム31の間には、ベアリング33のアライメントを保持できるようにインロー34が設けられる。このため、上部ベアリングブラケット32の複数本ある取付けボルト35の内の何れか1本が締め付けられていれば、上部ベアリングブラケット32のアライメントが変化することはない。
The operation of the second embodiment having the above configuration will be described. A plurality of screw holes 33 for attaching the
第2実施形態による動吸振装置の取付けに当たっては、上部ベアリングブラケット32の取付けボルトの全てを同時に取り外すのではなく、個別に取り外してパイプ21を装着しながら台座12を固定していく。このようにして作業していけば、上部ベアリングブラケット32の取付けボルト35を動吸振装置の長尺取付けボルト22に順次交換して、台座12とパイプ21を電動機3に取り付けることができる。この間に上部ベアリングブラケット32がフレーム31から分解されることはない。
When mounting the dynamic vibration damping device according to the second embodiment, not all of the mounting bolts of the
また、図6のように台座12とパイプ21を両者の接続部23において溶接して一体化した場合は、まず1ヶ所で取付けボルト35を取り外した上で、このねじ穴33に対してのみパイプ21の位置を合わせ、他のボルト穴からは台座12の角度をずらして長尺取付けボルト22を締めこむ。この後、他の取付けボルト35をすべて取り外してから台座12を正規に位置合わせして取付けボルト35を締結する。この場合も上部ベアリングブラケット32をフレーム31から取り外すことなく動吸振装置を設置することができる。
In addition, when the
上記第2実施形態においては、動吸振装置1の取り付けは、フレーム31に既存の上部ベアリングブラケット32の取付けねじ穴33を利用するので、電動機3やポンプ4など回転機械本体に対する追加の加工はまったく不要である。また、複数ある取り付けボルト22を順次交換することにより上部ベアリングブラケット32を分解する必要もない。このため、設置場所における動吸振装置の取り付けがより容易となりかつ短い工期で完了させることができる。
In the second embodiment, since the dynamic
[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係る回転機械の動吸振装置について図7を用いて説明する。この第3実施形態は、請求項3の構成に対応している。図7は、本発明による別の回転機械の動吸振装置を立軸ポンプに適用した場合の構成を示す説明図である。本発明では図5の動吸振装置において一体であったパイプ21を21a、21b、21c…と複数の要素に分割して組み合わせたものである。
[Third Embodiment]
Next, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to a third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment corresponds to the configuration of
上記構成に基づく第3実施形態の作用について説明する。パイプ21を分割することにより、パイプ要素21a、21b、21c…の個数や長さを変更することができるので、弾性部材2としての全長を調整することができる。
The operation of the third embodiment based on the above configuration will be described. By dividing the
第3実施形態の効果を説明する。上述のように、動吸振器では質量要素としての重錘1と弾性部材2からなる質点系の固有振動数を電動機3の固有振動数と一致するよう調整する必要がある。この第3実施形態によれば、パイプ21の全長を変更できるので、動吸振装置の固有振動数を所定の設計値になるように、梁要素としての弾性部材2の剛性を調節することができる。
The effect of the third embodiment will be described. As described above, in the dynamic vibration absorber, it is necessary to adjust the natural frequency of the mass system composed of the
[第4実施形態]
次に、第4実施形態に係る回転機械の動吸振装置について図8を用いて説明する。この第4実施形態は、請求項4の構成に対応している。図8は、本発明による別の回転機械の動吸振装置を立軸ポンプに適用した場合の構成を示す説明図である。電動機3のフレーム31に上部ベアリングブラケット32の取付けボルト35を1本取り外して、ねじ穴33にスタッドボルト24を締め込み、さらに上部ベアリングブラケット32のフランジに対してナット25を締める。同様に順次すべての取付けボルト35をスタッドボルト24に交換した上で、スタッドボルト24にはめ込んだナット26aを用いて台座11の位置合わせを行なった上で、錘り板11の上方からナット26bをスタッドボルト24に締め付けて台座12とともに錘り板12を固定する。
[Fourth Embodiment]
Next, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. The fourth embodiment corresponds to the configuration of claim 4. FIG. 8 is an explanatory view showing a configuration when another dynamic vibration damping device for a rotary machine according to the present invention is applied to a vertical shaft pump. One mounting
第4実施形態の作用としては、スタッドボルト24は取付けボルト35と順次交換することができる。また、図8に示すように、ナット26aで台座12の高さ方向の位置合わせが簡単にできるので、梁要素としての弾性部材2の長さを容易にかつ連続して調整できる。
As an operation of the fourth embodiment, the
第4実施形態の効果としては、上述の第1ないし第3実施形態と同様に電動機3への加工や上部ベアリングブラケット32の分解が不要である。また、弾性部材2の長さ変更が容易なので動吸振装置の固有振動数が精度良く短時間で行なえる利点がある。
As an effect of the fourth embodiment, processing to the
[第5実施形態]
次に、第5実施形態に係る回転機械の動吸振装置について図9を用いて説明する。この第5実施形態は、請求項5の構成に対応している。この第5実施形態は、図5に示す第2実施形態において、パイプ21の断面の形状をポンプ6の吐出方向と吐出直角方向で断面2次モーメントが異なるように設定したものである。図9は、図1のA−A断面を示したものである。パイプ21取付け部分付近を吐出直角方向に沿って切断すると図5のA−A線のようになる。図9に示すように、パイプ21の断面の外形は吐出方向に細長い長方形をなしている。
[Fifth Embodiment]
Next, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. The fifth embodiment corresponds to the configuration of
第5実施形態の作用について説明する。パイプ21の断面2次モーメントが吐出方向と吐出直角方向で異なるので梁(はり)要素としての弾性部材2の曲げ剛性を吐出方向と吐出直角方向で変更することができる。また、第5実施形態の効果としては、電動機3の固有振動数は、基礎4や立軸ポンプ6の架台5の設置状況によって吐出方向と吐出直角方向で異なることがある。特に吸込口や吐出口に接続される配管の影響が大きい。このため、吐出方向と吐出直角方向で個別に動吸振装置の固有振動数を設定する必要が生じる。このような場合に、本第5実施形態によれば、梁要素としての弾性部材2の曲げ剛性を吐出方向と吐出直角方向で異なった値に設定できるので、それぞれの方向に適した値に動吸振装置の固有振動数を調整することが可能となり、また、パイプ21の形状により固有振動数を微細にしかも分散させて調節している。
The operation of the fifth embodiment will be described. Since the secondary moment of the section of the
[第6実施形態]
次に、第6実施形態に係る回転機械の動吸振装置について図10を用いて説明する。この第6実施形態は、請求項6の構成に対応している。この第6実施形態は、図10に示すように、図6に示す第2実施形態において、錘り板11および台座12の両方を貫通する開口部15を設けるものである。
[Sixth Embodiment]
Next, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to a sixth embodiment will be described with reference to FIG. The sixth embodiment corresponds to the configuration of
第6実施形態の作用につき説明する。電動機3においては、上部ベアリングブラケット32を貫通させて、シャフト36を外部に延長し、冷却のために、シャフト36の軸端に冷却ファン37を取り付け、ファンカバー38により冷却空気をフレーム31の外皮に吹き付ける全閉外扇型冷却装置がある。冷却ファン37は遠心ファンで空気を上部より吸い込んで円周の外向きに送風するので、開口部15により吸気の経路が確保される。
The operation of the sixth embodiment will be described. In the
さらに、パイプ21により重錘1としての錘り板11は上部ベアリングブラケット32より高い位置に配置されており、かつパイプ21の表面積は小さいので冷却ファンからの通風を妨げない。この第6実施形態の効果としては、開口部15により冷却ファン37による吸気経路が確保され、冷却性能を損なうことなく動吸振装置を設置することが可能となる。
Further, the
[第7実施形態]
次に、第7実施形態に係る回転機械の動吸振装置について図11を用いて説明する。この第7実施形態は、請求項7の構成に対応している。第7実施形態は、図11に示すように、図10に示す第6実施形態において、ファンカバー38を錘り板11と台座12に固定するとともに、開口部15に保護カバー39を取り付ける。
[Seventh Embodiment]
Next, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to a seventh embodiment will be described with reference to FIG. The seventh embodiment corresponds to the configuration of the seventh aspect. As shown in FIG. 11, the seventh embodiment fixes the
第7実施形態の作用としては、ファンカバー38が動吸振装置に一体化される。また、第7実施形態の効果としては、図10に示す第6実施形態のようにファンカバー38が動吸振装置の外側に設けられた場合は、動吸振装置の設置により回転機械の大型化をきたすことになる。これに対して、第7実施形態では、ファンカバー38が動吸振装置に一体化されて、動吸振装置を小型化することができる。ファンカバー38は重錘1の上側を覆わないが、開口部15に保護カバー39を設けることにより、異物の混入防止や安全上の保護を図ることができる。
As an operation of the seventh embodiment, the
[第8実施形態]
次に、第8実施形態に係る回転機械の動吸振装置について図12を用いて説明する。この第8実施形態は、請求項8の構成に対応している。第8実施形態は、図12に示すように、図10に示す第6実施形態において、錘り板11を複数の薄板11a、11b、…に分割して積層して形成したものである。
[Eighth Embodiment]
Next, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to an eighth embodiment will be described with reference to FIG. The eighth embodiment corresponds to the configuration of claim 8. As shown in FIG. 12, the eighth embodiment is formed by dividing the
第8実施形態の作用としては、図13は、第8実施形態を示す図12の動吸振装置に振動変位が生じたときの変形の状態を示したものであり、錘り板11を複数の薄い板に分割して積層すると、図13の矢印で示す変位方向に対してパイプ21の変形に加えて錘り板11の積層された薄板にせん断変形を生じさせることになる。また、第8実施形態の効果としては、錘り板11を分割して薄板11a、11b、…の積層にすると、振動によって薄板にせん断変形が生じ、隣り合う薄板同士が相互に摩擦することによってエネルギーを消費するので、減衰を増大させて動吸振装置の制振能力を向上することができる。
As an operation of the eighth embodiment, FIG. 13 shows a state of deformation when a vibration displacement occurs in the dynamic vibration damping device of FIG. 12 showing the eighth embodiment. When divided into thin plates and stacked, in addition to the deformation of the
[第9実施形態]
次に、第9実施形態に係る回転機械の動吸振装置について図14を用いて説明する。この第9実施形態は、請求項9の構成に対応している。第9実施形態は、図14に示すように、図12に示す第8実施形態において、最下段にある錘り板11aと台座12の間に防振ゴム16を挿入するものである。
[Ninth Embodiment]
Next, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to a ninth embodiment will be described with reference to FIG. The ninth embodiment corresponds to the configuration of the ninth aspect. As shown in FIG. 14, the ninth embodiment is to insert the
第9実施形態の作用としては、弾性のある防振ゴムを挿入することにより錘り板11aと台座12の間により大きなせん断変形を生じさせ、せん断に対する防振ゴムの減衰を動吸振装置に負荷する。また、第9実施形態の効果としては、錘り板11に防振ゴムの減衰を作用させることができるので、より強い制振能力を得ることができる。
As an action of the ninth embodiment, a large shear deformation is caused between the
[第10実施形態]
次に、第10実施形態に係る回転機械の動吸振装置について図15を用いて説明する。この第10実施形態は、請求項10の構成に対応している。第10実施形態は、図15に示すように、図12に示す第8実施形態において、錘り板11を構成する薄板11a、11b、…の間に防振ゴム16a、16b、…を挿入するものである。
[Tenth embodiment]
Next, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to a tenth embodiment will be described with reference to FIG. The tenth embodiment corresponds to the configuration of the tenth aspect. As shown in FIG. 15, in the tenth embodiment, the
第10実施形態の作用としては、弾性のある防振ゴムを挿入することにより錘り板11を構成する薄板11a、11b、…の間により大きなせん断変形を生じさせ、せん断に対する防振ゴムの減衰を動吸振装置に負荷する。また、第10実施形態の効果としては、錘り板11に防振ゴムの減衰を作用させることができるので、より強い制振能力を得ることができる。
As an action of the tenth embodiment, insertion of elastic vibration-proof rubber causes a greater shear deformation between the
[第11実施形態]
次に、第11実施形態に係る回転機械の動吸振装置について図16を用いて説明する。この第11実施形態は、請求項11の構成に対応している。第11実施形態は、図16に示すように、図12に示す第8実施形態において、錘り板11、台座12に取付けボルト14を通す取付け穴17を開けて、取付けボルト14を上向きに差し込んでナット18で締め付けて、錘り板11を台座12に固定する。
[Eleventh embodiment]
Next, a dynamic vibration damping device for a rotary machine according to an eleventh embodiment will be described with reference to FIG. This eleventh embodiment corresponds to the structure of
第11実施形態の作用としては、第8実施形態においては、台座12に設けられたねじに取付けボルト14を締結されているので、取付けボルト14の下端は強く固定されている。取付けボルト14による錘り板11の拘束が弱まればと錘り板11のせん断変形を増大できる。本発明では、台座12に取付け穴17を設けることにより取付けボルト14の傾きをねじ止めよりも大きく取ることができる。また、第11実施形態の効果としては、錘り板11に対してより大きな剪(せん)断変形が許容されるので、制振能力を向上させることができる。
As an effect | action of 11th Embodiment, in 8th Embodiment, since the
[第12実施形態]
なお、図示説明は控えるが、上述した第1ないし第11実施形態に係る回転機械の動吸振装置において、第12実施形態の動吸振装置における回転機械としては、立軸ポンプ6と、ポンプ架台5の上に設置されて立軸ポンプ6を駆動する電動機3とを用いて実現されている。この第12実施形態は、請求項12の構成に対応している。すなわち、回転軸を有する回転機械は、図4に示すように、架台5の上に設置された立軸ポンプ6を駆動する電動機3であっても良い。第1ないし第11実施形態として説明した回転機械の動吸振装置は、このような第12実施形態のような具体的構成の回転機械に対して適用可能である。なお、回転機械は、立軸ポンプおよび電動機以外でも鉛直方向に回転軸を有して回転運動を行なうものであれば、何れの装置や機械であっても良い。
[Twelfth embodiment]
Although not shown in the drawings, in the above-described dynamic vibration damping device for a rotary machine according to the first to eleventh embodiments, the rotary machine in the dynamic vibration damping device according to the twelfth embodiment includes the
1 重錘
2 弾性部材
3 回転機械(電動機)
39 重心位置
4 基礎
5 架台
51 支点(架台のフランジ)
6 立軸ポンプ
11 板状重錘(錘り板)
21 パイプ
22 長尺取付けボルト
1
39 Center of gravity 4
6
21
Claims (10)
前記回転機械の水平方向の振動の支点となる前記回転機械の取り付け基部に対し前記回転機械の重心位置を介して反対側となる前記回転機械の上端面の、前記回転軸を中心とする同一円周面上に複数立設された、水平方向の曲げ剛性を有する中空弾性部材と、
前記中空弾性部材の上端側に設けられると共に、複数立設された前記中空弾性部材によって支持され、取付け用の孔が形成された取付け台座および通風のための開口部を備える重錘と、
を備え、
複数立設された前記中空弾性部材は、前記重錘と前記回転機械の上端面との間隔を一定に保ちつつ、前記重錘の水平方向の並進運動を許容し、
前記複数の固定ボルトのそれぞれは、前記取付け台座の前記孔、前記中空弾性部材、前記上部ベアリングブラケットに設けられたボルト穴のそれぞれを貫通して、前記回転機械上端面の前記複数のねじ穴のそれぞれに螺合することにより、前記重錘が前記回転機械に取り付けられていることを特徴とする回転機械の動吸振装置。 A rotary machine attached to the upper end side of the substructure and having a rotary shaft in the vertical direction , and a plurality of screw holes for screwing an upper bearing bracket that rotatably supports the rotary shaft with a plurality of fixing bolts. A dynamic vibration damping device for the rotating machine formed on the upper end surface ,
Of the rotation the end faces of the rotating machine on the opposite side through the center of gravity position before Symbol rotary machine against the mounting base of the prior SL rotating machine horizontal vibration of ing the fulcrum of the machine, said rotary shaft A plurality of hollow elastic members that are erected on the same circumferential surface with a horizontal bending rigidity,
Weight with together provided on an end side of the hollow resilient member is thus supported by the hollow elastic member in which a plurality upright, the opening for the mounting base and ventilation with a hole for attachment is formed When,
Equipped with a,
A plurality of the hollow elastic members standing upright allow a horizontal translational movement of the weight while maintaining a constant distance between the weight and the upper end surface of the rotating machine ,
Each of the plurality of fixing bolts passes through each of the holes in the mounting base, the hollow elastic member, and the bolt holes provided in the upper bearing bracket, and the plurality of screw holes on the upper end surface of the rotary machine. A dynamic vibration damping device for a rotary machine , wherein the weight is attached to the rotary machine by being screwed to each other .
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