JPH02266244A - 高速回転装置のアンバランス検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、遠心機などのように回転体を高速回転させる
ａ［における回転体アンバランス検出装置に関するもの
である。

〔発明の背景〕

かかるアンバランス検出装置として例えば本出頴人の実
公昭５９−１８３２３号「回転体のアンバランス検出装
置」がある。これは、第２図に示す如く、ある回転体の
回転数に対する振動振幅特性をＡとすれば、異常アンバ
ランス状態ではＡ′となり、限界値Ｃを越えた時点でア
ンバランスを検出する、すなわち、振動振幅値が一定の
限界値を越えた時検出するものである。回転体の種類が
多く、その回転数に対する振幅値が異なる特性を持つ場
合、その回転体の回転数に対する振幅特性の最も大きく
なる点を検出する方法であると、回転体の種類による振
幅特性のバラツキが精度に影響する。特に、危険速度（
第２図の回転数Ｎ　１）による振幅を検知する場合、そ
の振幅値が大きくなるため、回転体の微小なアンバラン
ス発生による振幅の微小変化を検出する精度を出せない
開運があった、そこで、第３図の様に、回転数に応じて
限界値Ｆを決め、振動振幅がこの限界値Ｆを越えた時ア
ンバランスを検知する方法が考えられた、しかし、精度
を高めるため、ある１つの回転体の特性に合わせて限界
値を決める（第３図の場合特性りに対し限界値Ｆを決め
る）と、他の回転体の場合特性Ｅの様にアンバランスが
少ない状態で検出したり、または、機差等により同じ回
転体でも特性Ｄ′の様になり、検出精度に問題があった
〔発明の目的〕 本発明の目的は従来技術の欠点をなくし、この種の高速
回転装置の回転体のアンバランス運転を避け、その駆動
装置に加わる過度の力を減じて安定化を図るものである
。

〔発明の概要〕

本発明は１回転体の種類及び装置の機差により回転数に
対する振動振幅の特性が異なる点に着目し、通常機械加
工等の公差内で生じる回転体のアンバランス状態で（通
常、アンバランス無しの状態）で運転した時の、各回転
体における回転数に対する振動振幅を基準とし、各回転
体のアンバランスによる振動振幅を測定、検出できる様
、工夫したものである。

〔発明の実施例〕

本発明からなる具体例を第１図に示す。

回転体１は回転軸２に着脱可能に装着され、形状、大き
さ、重量の異なる多種類のものと交換できる６回転体１
は駆動モータ３によって高速回転される。駆動モータ３
は制御器４によって制御され、回転信号発生センサ５か
らの回転数信号を受けて速度制御される。また制御器４
は、振動振幅測定センサ６から振動振幅の信号を受け、
設定器８の装作により、振動振幅の情報（データ）を記
憶装置９に書込み、読出できるようにする。尚、記憶装
置９は、バックアップ電＠１０によりバックアップされ
る。

一般に駆動モータ３部分が単純なスプリング７によって
吊下げられている構造で回転する回転体１の振動振幅特
性は第２図のようしごなる。回転体１の慣性モーメント
の大きいものはＡ、そして小さいものはＢのような振幅
の特性となる。このような振幅特性を持つ回転体１のア
ンバランスによる振幅の変化も、Ａ、Ｈの特性と相似し
たＡ′Ｂ′の特性となる。この場合、最初の危険速度の
Ｎ１領域で一定の振幅限界値Ｃを定めて検知する従来方
法では、Ａ、Ｂの振幅のＮ１領域での振幅差が大きくな
るため、Ａの特性を持つものはわずかなアンバランス量
でも検知できるが、Ｂの特性を持つ回転体に対するアン
バランス量は、より大きな量にならないと振幅が限度に
達しないため検知感度が悪い。

また、第３図のように回転数に応じて振幅限界値をＦの
様に定めた場合、特性りに対しては危険速度のＮ２領域
のみでなくＮ、を越えた高速域でも精度よく検出できる
が装置の機差により特性がＤ′になった場合や、回転体
の慣性モーメント等の異なるものの場合、特性Ｅの様に
なった場合許容アンバランス量であっても検出してしま
う不具合が生じる。

本発明においては、例えば遠心機の回転体に試料を含む
混合溶液等を設置しない状態（分離試料なしの状態）で
その回転体１の最高回転数まで加速し、その振動振幅特
性を回転数をパラメータとして記憶装置９に記憶できる
様にしその記憶した特性を基に、制御器４が、記憶装置
９の内部の別の領域に記憶している許容振幅のためのデ
ータを取込み演算し、その回転体１の許容振幅を定める
こととする。実際に回転体を実使用条件で運転した際、
振動振１１測定センサ６の出力信号を制御器４が受取り
、回転数毎に前記ロータ許容振幅と比較し、越えた場合
アンバランス異常として検出し駆動モータ３を停止させ
る様にする。以上を第４図、第５図で説明する。初めに
分離試料なしの状Ｍ（回転体のみ）で第４図特性Ｘを測
定し、その測定データを記憶装置９内の領域Ｘ（第５図
）に回転数をパラメータとして格納する。また記憶装置
９には第４図Ｘ′特性（許容振幅特性）に適合させるた
め領域Ｘとは別の領域ｘ’　−ｘにあらかじめデータを
入れておく。実際に特性Ｘのロータを使用する場合、回
転数毎に振動振幅測定センサ６の出力信号と、記憶装置
９内のデータＸとｘ’　−ｘの和のデータ（Ｘ）＋　（
Ｘ’　−Ｘ）　　とを比較し、測定した出力信号が（Ｘ
）＋ （ｘ’−ｘ）を越える場合、異常アンバランスとし駆動
モータ３を停止させる。

また別の回転体の場合、同様に試料なしの振幅特性であ
る第４図Ｙを記憶装置９内のＹ領域に格納し該回転体の
許容値を決めるデータをＹ’　−Ｙ領域にあらかじめ格
納しておく、Ｘ特性時と同様に振動振幅測定センサ６の
出力信号と（Ｙ）＋（Ｙ’−Ｙ）とを比較し異常アンバ
ランスを検出する。

尚、記憶装置９へのデータＸ、Ｙ等の入力は設定器８の
装作により行えるものとする。但し。

ｘ’−ｘ、ｙ’　−ｙ等の許容振幅に関するデータの入
力はあらかじめ記憶しておくこととする。

また、データｘ、ｙ、及びＸ’−Ｘ、Ｙ’　−Ｙ等の制
御器４への取込みは設定器８にて行えるものとする。

データＸ、Ｙ等については装置毎に記憶装置９に取込む
ようにし装置の機差分を見込むことができる。

また、装置の機差等により第４図の許容振幅特性Ｘ’　
、Ｙ’がその装置の限界振幅値Ｚを越えない機制御器４
は管理しＺ内で検出処理ができる様にする。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高速回転装置の回転体のアンバランス
を、より精度よく検知できるようになり、また過度のア
ンバランス運転時、それを検知し運転を停止することが
できるので、駆動モータなとの郡動系に過度な力を与え
なくなり、高速回転装置の廓動系の寿命を伸ばすことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明アンバランス検出装置の一実施例を示す
ブロック図を含む断面図、第２図及び第３図は、回転数
と検知する振幅の関係を示すグラフ、第４図はその振動
振幅検知の実例を示すグラフ、第５図は記憶領域を示す
ブロワ・り図である。 図において、１は回転体、２は回転軸、３は駆動モータ
、４は制御器、５は回転信号発生センサ、６は振動振幅
測定センサ、７はスプリング、８は設定器、９は記憶装
置、１ｏはバックアップ電源である。 第１図 特許出願人の名称　日立工機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転体または回転体駆動系に近接して設けられた回転信
   号発生用センサ及び回転体の振動振幅測定用非接触式セ
   ンサを有する高速回転装置において、該振動振幅測定用
   非接触式センサからその振幅を検知する電気回路を持つ
   制御手段と、その振幅データを記憶する記憶装置を備え
   、回転体に対する振動振幅パターンを認識し、該振動振
   幅パターンを記憶装置に格納し、記憶した振動振幅パタ
   ーンを基に、回転体における回転数をパラメータとして
   、許容振幅を定め、前記振動振幅測定用非接触式センサ
   からの出力値が許容振幅値を越えた時、その越えたこと
   を知らせる機能を有することを特徴とする高速回転装置
   のアンバランス検出装置。