JPH0573168B2 - - Google Patents

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JPH0573168B2
JPH0573168B2 JP24384986A JP24384986A JPH0573168B2 JP H0573168 B2 JPH0573168 B2 JP H0573168B2 JP 24384986 A JP24384986 A JP 24384986A JP 24384986 A JP24384986 A JP 24384986A JP H0573168 B2 JPH0573168 B2 JP H0573168B2
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JP
Japan
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amplitude
rotating body
reference position
unbalance
unbalance correction
Prior art date
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JP24384986A
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Japanese (ja)
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JPS6396532A (en
Inventor
Minoru Hatakeyama
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Okamoto Machine Tool Works Ltd
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Okamoto Machine Tool Works Ltd
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  • Testing Of Balance (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、精密平面研削盤の砥石等についての
回転体の精密バランシング方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for precisely balancing a rotating body of a grindstone or the like of a precision surface grinder.

従来の技術 一般に、回転体においてはアンバランスを補正
する作業が必要である。例えば、研削盤の砥石や
車両の車軸のアンバランスは、前者の場合では工
作精度に悪影響を与え、後者の場合では走行性、
特に高速時の走行性に悪影響を及ぼすからであ
る。そこで、従来は回転体バランシング方法とし
て、機械から回転体を取外して重力の釣合を静的
にとる方法や、オートバランサを用いたものなど
がある。しかし、前者は機械を止め、かつ、回転
体を取外して行なわなければならず、面倒であ
り、かつ、粗いバランスとりしかできない。又、
後者は大型で機械コストが高いものとなる。
2. Description of the Related Art In general, it is necessary to correct unbalance in a rotating body. For example, unbalance of the grinding wheel of a grinding machine or the axle of a vehicle will adversely affect machining accuracy in the former case, and will adversely affect running performance in the latter case.
This is because it adversely affects running performance, especially at high speeds. Therefore, conventional methods for balancing the rotating body include a method in which the rotating body is removed from the machine and the gravity is balanced statically, and a method using an auto balancer. However, the former method requires stopping the machine and removing the rotating body, which is troublesome and only allows for rough balancing. or,
The latter is large and requires high machine costs.

しかして、精密なバランシングを安価かつ機械
を停止させることなく行なえるようにしたバラン
シング技術として、例えば特開昭60−186370号公
報や特開昭60−220840号公報に示されるものが本
出願人により提案されている。これらはアンバラ
ンス補正用に試し錘を用いる動バランサ方式であ
るが、ここに、例えば後者の公報の例をとり、そ
のバランシング方法について説明する。まず、こ
の方法を実施するための装置を第3図及び第4図
により説明する。回転体1、例えば研削盤用の砥
石は取付け用フランジ2を介して回転軸3に固定
されている。この取付け用フランジ2には、一定
半径rの環状溝4が形成されており、この溝4に
は質量の等しい2個のアンバランス補正用錘5,
6が移動かつ取外し自在に装着されている。そし
て、例えば回転軸3の軸受部13の振動を検出す
るための振動計(非接触変位計又は加速度ピツク
アツク等)7より発した信号は、増幅器8と、回
転軸3の回転数と一致しない信号をカツトするた
めのフイルタ9を介して、A/D変換器10等を
通してマイクロコンピユータ11に入力し、表示
器12を介して作業者と対話式にバランシング作
業ができるように構成されている。
As a balancing technique that enables precise balancing to be performed at low cost and without stopping the machine, the present applicant has proposed, for example, the techniques disclosed in Japanese Patent Application Laid-open Nos. 186370-1986 and 220840-1984. proposed by. These are dynamic balancer systems that use trial weights for unbalance correction, and here, we will take an example of the latter publication and explain its balancing method. First, an apparatus for carrying out this method will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. A rotating body 1, such as a grindstone for a grinding machine, is fixed to a rotating shaft 3 via a mounting flange 2. This mounting flange 2 is formed with an annular groove 4 having a constant radius r, and two unbalance correction weights 5 having the same mass are mounted in this groove 4.
6 is movably and removably attached. For example, a signal emitted from a vibration meter (such as a non-contact displacement meter or an acceleration pick-up) 7 for detecting the vibration of the bearing part 13 of the rotating shaft 3 is sent to an amplifier 8, and a signal that does not match the rotational speed of the rotating shaft 3 is transmitted. The data is inputted to a microcomputer 11 through a filter 9 and an A/D converter 10, etc., and is configured so that balancing work can be performed interactively with the operator via a display 12.

しかして、以下の手順によつて行なわれる。 Therefore, the following steps are performed.

まず、回転体1にアンバランス補正用錘を取
付けない状態で、回転体1を回転させた時の振
動振幅A1を測定する。
First, the vibration amplitude A1 is measured when the rotating body 1 is rotated without an unbalance correction weight attached to the rotating body 1.

回転体1の中心より一定半径r上の任意の点
にアンバランス補正用錘5又は6を1個取付け
状態で、回転体1を回転させた時の振動振幅
B1を測定する。ここに、このアンバランス補
正用錘5又は6を取付けた位置を基準位置とす
る。
Vibration amplitude when the rotating body 1 is rotated with one unbalance correction weight 5 or 6 attached to an arbitrary point on a fixed radius r from the center of the rotating body 1
Measure B 1 . Here, the position where this unbalance correction weight 5 or 6 is attached is defined as a reference position.

で取付けたアンバランス補正用錘5又は6
を半回転、即ちπだけずらした位置に取付けた
状態で、回転体1を回転させた時の振動振幅
C1を同様に測定する。
Unbalance correction weight 5 or 6 attached with
Vibration amplitude when rotating body 1 is rotated with
Measure C 1 in the same way.

と同様に、アンバランス補正用錘5又は6
を3π/2ずらした位置に取付けた状態での振
動振幅D1を測定する。
Similarly, unbalance correction weight 5 or 6
Measure the vibration amplitude D 1 with the device installed at a position shifted by 3π/2.

そして、アンバランス補正用錘5又は6の遠心
力による振幅をW1とし、振動振幅A1の生ずる位
置の基準位置に対するアンバランス位相角をφ1
とした時、2個のアンバランス補正用錘5,6を
各々次の角度α1,β1の位置 α1=π+φ1+〔cos-1{A1/2√1 2
1 2−21 2)2}〕 β1=π+φ1−〔cos-1{A1/2√(1 2
1 2−21 2)2}〕 に取付けるというものである。
Then, let the amplitude due to the centrifugal force of the unbalance correction weight 5 or 6 be W 1 , and the unbalance phase angle of the position where the vibration amplitude A 1 occurs with respect to the reference position be φ 1
Then, the two unbalance correction weights 5 and 6 are positioned at the following angles α 1 and β 1 , respectively α 1 =π+φ 1 + [cos -1 {A 1 /2√ 1 2 +
1 2 −2 1 2 ) 2}] β 1 = π + φ 1 − [cos -1 {A 1 /2√( 1 2
+ 1 2 −2 1 2 )2}].

ここに、これらの角度α1,β1を算出するにはア
ンバランスの位相φ1を求める必要があるが、こ
の位相φ1は第5図に基づき次のように求められ
る。即ち、第5図によれば、 A1 2=B1 2+W1 2−2B1・W1・cosγ1 C1 2=B1 2+4W1 2−4B1・W1・cosγ1 これにより、振幅W1はW1≧0であるので W1=√(1 21 2−21 2)2 …… (1) となる。よつて、アンバランスの位相φ1は C1 2=A1 2+W1 2−2A1・W1・cosφ1 から、 φ1=cos-1{(A1 2+W1 2−C1 2)/2A1・W1
……(2) として求められる。
Here, in order to calculate these angles α 1 and β 1 , it is necessary to find the unbalanced phase φ 1 , and this phase φ 1 is found as follows based on FIG. That is, according to FIG. 5, A 1 2 = B 1 2 + W 1 2 −2B 1・W 1・cosγ 1 C 1 2 =B 1 2 +4W 1 2 −4B 1・W 1・cosγ 1Thus , Since the amplitude W 1 satisfies W 1 ≧0, W 1 =√( 1 2 + 1 2 −2 1 2 )2 (1). Therefore, the unbalanced phase φ 1 is obtained from C 1 2 = A 1 2 + W 1 2 −2A 1・W 1・cosφ 1 , φ 1 = cos −1 {(A 1 2 + W 1 2 −C 1 2 ) /2A 1・W 1 }
...(2) is obtained as follows.

但し、D1 2≦A1 2+W1 2の時にはφ1=|φ1|、
D1 2>A1 2+W1 2の時にはφ1=−|φ1|である。
However, when D 1 2 ≦A 1 2 + W 1 2 , φ 1 = |φ 1 |,
When D 1 2 >A 1 2 +W 1 2 , φ 1 =−|φ 1 |.

このようにして、アンバランスの位相φ1は計
算により求めることができる。
In this way, the unbalanced phase φ 1 can be calculated.

発明が解決しようとする問題点 ところが、実際の振動振幅の測定において、そ
れらを誤差なく測定することは困難である。そし
て、このような即位誤差は、場合によつては数式
上、種々の不合理な条件を与えることとなるが、
これはアンバランスの位相φ1が基準位置あるい
は180度異なる位置(π)の近傍にて、不感帯と
なるため生じやすい。この点について、以下に説
明する。
Problems to be Solved by the Invention However, in actual measurements of vibration amplitudes, it is difficult to measure them without errors. In some cases, such coronation errors may impose various mathematically unreasonable conditions, but
This tends to occur because the unbalanced phase φ 1 becomes a dead zone near the reference position or a position (π) that differs by 180 degrees. This point will be explained below.

今、例えばアンバランス位相が基準位置やπか
ら離れた位置、例えばφ1=45゜の場合を考える。
ここに、振幅A1=3μm、W1=5μmであるとする
と、 B1=√1 21 2−211(180゜−45゜)≒
7.431μm C1=√1 21 2−21145゜≒3.576μm となる。これらの振幅A1,B1,C1の値を前述の
(1)(2)式に代入することにより、振幅W1及びアン
バランス位相φ1を求めることができる。しかし、
振幅A1,B1,C1の値は測定値であるので、常に
誤差を伴う。そこで、例えば振幅A1の値が1%
だけ小さくなつた場合を考え、その計算を行な
う。つまり、 A1=2.97μm B1=7.431μm C1=3.576μm の場合である。これらを(1)(2)式に各々代入して振
幅W1、アンバランス位相φ1を求めると、 W1=√(1 21 2−21 2)2≒5.018μm φ1=cos-1{(A1 2+W1 2−C1 2)/2A1・W1}=44.6゜ となる。つまり、振幅A1の測定値が1%小さく
なつたとしても、0.4%程度の誤差にて、位相φ1
を求めることができる。
Now, let us consider, for example, a case where the unbalanced phase is at a position far from the reference position or π, for example, φ 1 =45°.
Here, assuming that the amplitude A 1 = 3 μm and W 1 = 5 μm, B 1 = √ 1 2 + 1 2 −2 11 (180° − 45°) ≒
7.431μm C 1 = √ 1 2 + 1 2 −2 11 45°≒3.576μm. The values of these amplitudes A 1 , B 1 , and C 1 are
By substituting into equations (1) and (2), the amplitude W 1 and the unbalanced phase φ 1 can be determined. but,
Since the values of amplitudes A 1 , B 1 , and C 1 are measured values, they always include errors. So, for example, if the value of amplitude A 1 is 1%
Consider the case where the value becomes smaller by That is, this is the case where A 1 =2.97 μm B 1 =7.431 μm C 1 =3.576 μm. Substituting these into equations (1) and (2) to find the amplitude W 1 and unbalanced phase φ 1 , W 1 =√( 1 2 + 1 2 −2 1 2 )2≒5.018 μm φ 1 = cos -1 {(A 1 2 + W 1 2 − C 1 2 )/2A 1・W 1 }=44.6°. In other words, even if the measured value of amplitude A 1 decreases by 1%, the phase φ 1 will change with an error of about 0.4%.
can be found.

しかるに、アンバランス位相φ1が基準位置又
はπに近い位置、例えばφ1=5゜の場合を考える。
ここに、振幅A1=3μm、W1=5μmであるとする
と、 B1=√1 21 2−211(180゜−5゜)
≒7.993μm C1=√1 21 2−2115゜≒2.028μm となる。これらの振幅A1,B1,C1の値を前述の
(1)(2)式に代入することにより、振幅W1及びアン
バランス位相φ1を求めることができる。しかし、
振幅A1,B1,C1の値は測定値であるので、常に
誤差を伴う。そこで、この場合も前述の場合と同
様に、例えば振幅A1の値が1%だけ小さくなつ
た場合を考え、その計算を行なう。つまり、 A1=2.97μm B1=7.993μm C1=2.028μm の場合である。こられを(1)(2)式に各々代入して振
幅W1、アンバランス位相φ1を求めると、 W1=√(1 21 2−21 2)2≒5.018μm この振幅W1の値を含めて(2)式の計算を行なう
と、(A1 2+W1 2−C1 2)/2A1・W1)≒1.003>1
となり、cos×≦1であることを考るえと、(2)式
は計算不能となり、アンバランス位相φ1を求め
ることができなくなる。
However, consider a case where the unbalanced phase φ 1 is at a reference position or a position close to π, for example, φ 1 =5°.
Here, assuming that the amplitude A 1 = 3 μm and W 1 = 5 μm, B 1 = √ 1 2 + 1 2 −2 11 (180° − 5°)
≒7.993μm C 1 =√ 1 2 + 1 2 −2 11 5゜≒2.028μm. The values of these amplitudes A 1 , B 1 , and C 1 are
By substituting into equations (1) and (2), the amplitude W 1 and the unbalanced phase φ 1 can be determined. but,
Since the values of amplitudes A 1 , B 1 , and C 1 are measured values, they always include errors. Therefore, in this case as well, as in the case described above, a case is considered in which the value of the amplitude A 1 is reduced by 1%, for example, and the calculation is performed. In other words, A 1 =2.97 μm B 1 =7.993 μm C 1 =2.028 μm. Substituting these into equations (1) and (2) to find the amplitude W 1 and unbalanced phase φ 1 , W 1 =√( 1 2 + 1 2 −2 1 2 )2≒5.018μm This amplitude W When calculating formula (2) including the value of 1 , (A 1 2 + W 1 2 − C 1 2 )/2A 1・W 1 )≒1.003>1
Considering that cos×≦1, equation (2) becomes impossible to calculate, and the unbalanced phase φ 1 cannot be determined.

このように、アンバランス位相が基準位置やπ
位置に近い時には、計算不能となりやすく、計算
できたとしてもその誤差が大きくなる。例えば、
前例において振幅A1の値がが1%大きくなつた
場合を考えると、前者のように基準位置から離れ
たアンバランス位相の場合には位相φ1の誤差が
0.02゜しかなかつたのに対し、後者のように基準
位置近傍の場合にはアンバランス位相φ1の誤差
が3.14゜と大きくなつたものである。
In this way, the unbalanced phase changes to the reference position or π
When it is close to the position, calculation is likely to be impossible, and even if calculation is possible, the error will be large. for example,
Considering the case where the value of the amplitude A 1 increases by 1% in the previous example, in the case of an unbalanced phase far from the reference position as in the former case, the error in the phase φ 1 becomes
While the error in the unbalanced phase φ 1 was only 0.02°, in the latter case near the reference position, the error in the unbalanced phase φ 1 was as large as 3.14°.

このようなことから、公報に示されるような従
来方式では、このような計算不能となるような位
置を不感帯と称し、アンバランスの位相φ1がこ
のような不感帯にある時には、基準とすべき位置
を90゜ずらし、再度測定し直さなければならない。
つまり、1回だけでは不十分で試行錯誤を要する
ものとなる。
For this reason, in the conventional method as shown in the publication, such a position where calculation is impossible is called a dead zone, and when the unbalanced phase φ 1 is in such a dead zone, it should be used as a reference. The position must be shifted 90 degrees and the measurement taken again.
In other words, it is not enough to do it once and requires trial and error.

問題点を解決するための手段 回転体の一定回転半径上の任意の位置に質量の
等しい2個のアンバランス補正用錘を装着自在に
設け、かつ、前記回転体の回転軸の振動を検出す
る振動計を備え、 A=アンバランス補正用錘を取付けない状態での
回転軸のアンバランス量による振動振幅、 φ=振動振幅Aを生ずる位置の基準位置からの位
相、 B=アンバランス補正用錘を任意の基準位置に1
個取付けた状態での回転体の遠心力による回転
軸の振動振幅、 C=アンバランス補正用錘を基準位置から2π/
3だけ移動させて取付けた状態での回転体の遠
心力による回転軸の振動振幅、 D=アンバランス補正用錘を基準位置から4π/
3だけ移動させて取付けた状態での回転体の遠
心力による回転軸の振動振幅、 W=アンバランス補正用錘の遠心力による振幅、 2S=A+B+W、 としたとき、 前記位相角φをC≧Dの時には φ=π−2tan-1√(−)(−)(−
) により算出し、C<Dの時には φ=−{π−2tan-1√(−)(−)(
−)} により算出し、前記2個のアンバランス補正用錘
を各々基準位置に対して下記の角度α,βの位
置、 α=π+φ+〔cos-1{A/2√(22−22
2}〕 β=π+φ−〔cos-1{A/2√(22−22
2}〕 に取付ける。
Means for solving the problem: Two unbalance correction weights having the same mass are freely installed at arbitrary positions on a constant rotation radius of a rotating body, and vibrations of the rotation axis of the rotating body are detected. Equipped with a vibration meter, A = vibration amplitude due to the unbalance amount of the rotating shaft without the unbalance correction weight attached, φ = phase from the reference position of the position that produces vibration amplitude A, B = unbalance correction weight 1 to any reference position
Vibration amplitude of the rotating shaft due to the centrifugal force of the rotating body when the unit is attached, C = 2π/
The vibration amplitude of the rotating shaft due to the centrifugal force of the rotating body when the weight is moved by 3 and installed, D = 4π/
The vibration amplitude of the rotating shaft due to the centrifugal force of the rotating body when it is mounted after being moved by 3, W = the amplitude due to the centrifugal force of the weight for unbalance correction, 2S = A + B + W, When the above phase angle φ is C≧ When D, φ=π−2tan -1 √(−)(−)(−
), and when C<D, φ=-{π-2tan -1 √(-)(-)(
-)}, and the two unbalance correction weights are positioned at the following angles α and β with respect to the reference position, α=π+φ+[cos -1 {A/2√( 2 + 2 −2 2 )
2}] β=π+φ− [cos -1 {A/2√( 2 + 2 −2 2 )
2}].

作 用 アンバランスの位相が最初に任意に設定した基
準位置の近傍にあつた場合、不感帯であるので、
そのままでは位相を算出することができない。し
かるに、アンバランス補正用錘を試し錘とする各
種振幅測定が基準位置、2π/3の位置、4π/3
の位置と円周を3等分してなる位置で行なつてお
り、各々の測定データは等価的に取扱いし得る。
これにより、例えば不感帯にアンバランス位相が
あつても、最初の基準位置ではない測定位置を基
準値とした計算をし直すことにより、アンバラン
ス位相は誤差の少ない状態で算出される。これに
基づき、2つのアンバランス補正用錘を取付ける
べき角度α,βが各々求まる。
Effect When the unbalanced phase is near the initially arbitrarily set reference position, it is a dead zone, so
The phase cannot be calculated as is. However, various amplitude measurements using the unbalance correction weight as a test weight are performed at the reference position, the 2π/3 position, and the 4π/3 position.
The measurements are performed at positions formed by dividing the circumference into three equal parts, and each measurement data can be treated equivalently.
As a result, even if there is an unbalanced phase in the dead zone, for example, the unbalanced phase can be calculated with less error by recalculating using the measurement position that is not the initial reference position as the reference value. Based on this, the angles α and β at which the two unbalance correction weights should be attached are determined.

実施例 本発明の一実施例を第1図及び第2図に基づい
て説明する。本実施例も基本的には第3図及び第
4図に示したような測定装置等を用い、試し錘を
用いてバランシングを行なう動バランサ方式のも
のであるが、特開昭60−220840号公報と大きく異
なる点は、アンバランス補正用錘5又は6を任意
の基準位置へ取付けて振幅測定した後の、このア
ンバランス補正用錘5又は6の取付け位置を工夫
したものである。即ち、順に説明すると、 まず、回転体1にアンバランス補正用錘を取
付けない状態で、回転体1を回転させた時の振
動振幅Aを測定する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 and 2. This example is basically a dynamic balancer method in which a measuring device as shown in Figs. 3 and 4 is used and a test weight is used for balancing. The major difference from the publication is that the mounting position of the unbalance correcting weight 5 or 6 is devised after the unbalance correcting weight 5 or 6 is attached to an arbitrary reference position and the amplitude is measured. That is, to explain in order: First, the vibration amplitude A when the rotating body 1 is rotated without the unbalance correction weight attached to the rotating body 1 is measured.

回転体1の中心より一定半径r上の任意の点
にアンバランス補正用錘5又は6を1個取付け
状態で、回転体1を回転させた時の振動振幅B
を測定する。ここに、このアンバランス補正用
錘5又は6を取付けた位置を基準位置とする。
Vibration amplitude B when the rotating body 1 is rotated with one unbalance correction weight 5 or 6 attached to an arbitrary point on a fixed radius r from the center of the rotating body 1
Measure. Here, the position where this unbalance correction weight 5 or 6 is attached is defined as a reference position.

で取付けたアンバランス補正用錘5又は6
を2π/3、即ち基準位置から120゜だけずらした
位置に取付けた状態で、回転体1を回転させた
時の振動振幅Cを同様に測定する。
Unbalance correction weight 5 or 6 attached with
The vibration amplitude C when the rotating body 1 is rotated is similarly measured with the rotating body 1 mounted at a position shifted by 2π/3, that is, 120° from the reference position.

と同様に、アンバランス補正用錘5又は6
をさらに2π/3、即ち基準位置から240゜ずらし
た位置に取付けた状態での振動振幅Dを測定す
る。
Similarly, unbalance correction weight 5 or 6
Further, the vibration amplitude D is measured with the sensor mounted at a position shifted by 2π/3, that is, 240° from the reference position.

そして、アンバランス補正用錘5又は6の遠心
力による振幅をWとし、振動振幅Aの生ずる位置
の基準位置に対するアンバランス位相角をφとし
た時、2個のアンバランス補正用錘5,6を各々
次の角度α,βの位置 α=π+φ+〔cos-1{A/2√(22−22
2}〕 β=π+φ−〔cos-1{A/2√(22+22
2}〕 に取付けるというものである。
Then, when the amplitude due to the centrifugal force of the unbalance correction weights 5 or 6 is W, and the unbalance phase angle of the position where the vibration amplitude A occurs with respect to the reference position is φ, the two unbalance correction weights 5 and 6 The positions of the following angles α and β, respectively α=π+φ+[cos -1 {A/2√( 2 + 2 −2 2 )
2}] β=π+φ− [cos -1 {A/2√( 2 + 2 + 2 2 )
2}].

ここに、基準位置に対するアンバランスの位相
φは第1図に基づき次のように求められる。な
お、ここでは位相φが0≦φ≦πであるとする。
まず、第1図によれば次の各式が導かれる。
Here, the unbalanced phase φ with respect to the reference position is determined as follows based on FIG. Note that it is assumed here that the phase φ satisfies 0≦φ≦π.
First, according to FIG. 1, the following equations are derived.

B2=A2+W2−2A・W・cosγ ……(3) C2=A2+W2−2A・W・cosη ……(4) D2=A2+W2−2A・W・cosλ ……(5) φ+γ=π ……(6) (2π/3)−φ+η=π ……(7) φ+λ+(2π/3)=π ……(8) 従つて、各角度は φ=π−γ ……(9) η=(4π/3)−γ ……(10) λ=γ−(2π/3) ……(11) そこで、(10)式を(4)式へ、(11)式を(5)式へ各々代
入すると、 C2=A2+W2−2A・W・cos(−1/2cosγ−√3/2
sinγ)……(12) D2=A2+W2−2A・W・cos(−1/2cosγ+√3/2
sinγ)……(13) となる。そこで、(12)式+(13)式なる計算を行な
うと、 cosγ=(C2−D2−2A2−2W2)/2A・W ……(14) となる。この(14)式を(3)式に代入すると、 W=√(222−32)3 ……(15) となる。又、A+B+W=2Sとすると、 tan(γ/2)=√(−)(−)(−
) により、 γ=2tan-1√(−)(−)(−) となる。よつて、アンバランスの位相φは φ=π−2tan-1√(−)(−)(−
)……(16) となる。又、−π<φ<0の場合であれば、アン
バランスの位相φは φ=−{π−2tan-1√(−)(−)(
−)}……(16)′ となる。
B 2 =A 2 +W 2 −2A・W・cosγ ...(3) C 2 =A 2 +W 2 −2A・W・cosη ...(4) D 2 =A 2 +W 2 −2A・W・cosλ ... …(5) φ+γ=π …(6) (2π/3)−φ+η=π …(7) φ+λ+(2π/3)=π …(8) Therefore, each angle is φ=π−γ ...(9) η=(4π/3)−γ ...(10) λ=γ−(2π/3) ...(11) Therefore, equation (10) is changed to equation (4), and equation (11) Substituting each into equation (5), C 2 = A 2 + W 2 −2A・W・cos(−1/2cosγ−√3/2
sinγ)……(12) D 2 =A 2 +W 2 −2A・W・cos(−1/2cosγ+√3/2
sinγ)...(13). Therefore, by performing the calculation of equation (12) + equation (13), cosγ=(C 2 −D 2 −2A 2 −2W 2 )/2A·W (14). Substituting this equation (14) into equation (3), W=√( 2 + 22 −3 2 )3 ……(15). Also, if A+B+W=2S, tan(γ/2)=√(-)(-)(-
), γ=2tan -1 √(-)(-)(-). Therefore, the unbalanced phase φ is φ=π−2tan −1 √(−)(−)(−
)...(16) becomes. In addition, if −π<φ<0, the unbalanced phase φ is φ=−{π−2tan -1 √(−)(−)(
−)}……(16)′.

このようにして、本実施例によれば、(15)式に
より振幅W、(16)式又は(16)′式によりアンバラン
スの位相φを計算で求めることができる。しかる
に、本実施例でもこのままでは、やはり任意に定
められた基準位置近傍では不感帯を持つことにな
る。ところが、ここに本実施例においては、アン
バランス補正用錘5又は6が基準位置(0゜)、
120゜、240゜と、回転体1を円周方向に丁度3等分
してなる位置に順次取付けて測定しているもので
あり、例えば120゜の位置あるいは240゜の位置を基
準位置に変更して計算し直すことは容易であり、
再測定を行なうことなく対処し得る。この点につ
いて、従来例で説明した場合と同様の具体例を挙
げて説明する。
In this manner, according to this embodiment, the amplitude W can be calculated using equation (15), and the unbalanced phase φ can be calculated using equation (16) or (16)'. However, if left as is, this embodiment will still have a dead zone in the vicinity of the arbitrarily determined reference position. However, in this embodiment, the unbalance correction weight 5 or 6 is at the reference position (0°),
Measurement is carried out by sequentially installing the rotating body 1 in three equal parts in the circumferential direction at 120° and 240°.For example, the 120° position or the 240° position is changed to the reference position. It is easy to recalculate by
This can be dealt with without re-measurement. This point will be explained using a specific example similar to that described in the conventional example.

今、例えばアンバランス位相が基準位置に近い
位置、例えばφ=5゜の場合を考える。ここに、振
幅A=3μm、W=5μmであるとすると、 B=√22−2・(180゜−5゜)≒7.9
93μm C=√22−2・{180゜−(120゜−5
゜)}≒4.618μm D=√22−2・(60゜−5゜)≒4.09
8μm となる。この場合も、振幅Aの値が測定誤差によ
り1%だけ小さくなつた場合を考えて、振幅W及
び位相φの計算を行なうものとする。即ち、 A=2.97μm B=7.993μm C=4.618μm D=4.098μm の場合である。これらを(15)式に各々代入して振
幅Wを求めると、 W=√(222−32)3≒5.018μ この結果に基づき、(16)式の平方根の内部項を
計算すると、 (S−A)(S−W)/S(S−B)≒−749.472
<0 となり、(16)式の平方根は開けないこととなる。
Now, let us consider, for example, a case where the unbalanced phase is close to the reference position, for example, φ=5°. Here, assuming that the amplitude A = 3 μm and W = 5 μm, B = √ 2 + 2 −2・(180° − 5°) ≒ 7.9
93μm C=√ 2 + 2 −2・{180゜−(120゜−5
゜)}≒4.618μm D=√ 2 + 2 −2・(60゜−5゜)≒4.09
It becomes 8μm. In this case as well, the amplitude W and the phase φ are calculated assuming that the value of the amplitude A is reduced by 1% due to a measurement error. That is, A=2.97 μm, B=7.993 μm, C=4.618 μm, and D=4.098 μm. Substituting these into equation (15) to find the amplitude W, W = √ ( 2 + 2 + 2 − 3 2 ) 3≒5.018μ Based on this result, calculate the internal term of the square root of equation (16). Then, (S-A)(S-W)/S(S-B)≒-749.472
<0, and the square root of equation (16) cannot be opened.

しかるに、この場合には120゜の位置を基準位置
として考えて計算し直すと、A,B,C,Dの値
は各々次のような値として考えることができる。
即ち、 A=2.97μm B=4.618μm C=4.098μm D=7.993μm となる。そして、これらの値を(15)式に代入して
Wを求めると、 W=√(222−32)3≒5.018μm 又、C<Dであるので、第1図よりアンバラン
ス位相φは−π<φ<0である。よつて、(16)′
式より位相φを求めると、 φ=−{π−2tan-1√(−)(−)(
−)}≒−115.17゜ として求められる。ここに、基準位置を120゜ずら
しての計算であるので、最初に設定した基準位置
に対する本来のアンバランスの位相φとしては φ=120゜−115.17゜=4.83゜ となる。
However, in this case, if the 120° position is considered as the reference position and the calculation is recalculated, the values of A, B, C, and D can be considered as the following values.
That is, A=2.97μm B=4.618μm C=4.098μm D=7.993μm. Then, by substituting these values into equation (15) and finding W, we get: W=√( 2 + 2 + 2 −3 2 )3≒5.018μm Also, since C<D, from Figure 1, The balance phase φ is −π<φ<0. Therefore, (16)′
Determining the phase φ from the formula, φ=−{π−2tan -1 √(−)(−)(
−)}≒−115.17°. Here, since the calculation is performed with the reference position shifted by 120°, the original unbalanced phase φ with respect to the initially set reference position is φ=120°−115.17°=4.83°.

よつて、測定振幅Aの値が1%少さくなつたと
しても、再測定することなく、不感帯にあるアン
バランス位相φを0.17゜の誤差にて求めることが
できるものである。又、従来方式による場合には
基準位置から3π/2の位置にアンバランス補正
用錘を取付けて振幅D1を測定するのは、アンバ
ランス位相φ1が0≦φ1<πであるか、−π<φ1
0であるかの判別を行なうためのものであり、本
実施例においても4回目の振幅Dの測定はアンバ
ランスφ1が0≦φ<πであるか、−π<φ1<0で
あるかの判別を行なうためのものである。しか
し、このような判別用のみならず、本実施ではこ
の振幅Dも他の振幅B,Cと同様に全て等価に扱
われるデータであり、データの有効利用の点から
も信頼性の高いものとなる。更には、本実施例に
よれば、アンバランス位相が基準位置近傍にない
時(即ち、従来方式でも検知し得るような時)で
あつても、0゜の基準位置だけでなく、120゜や240゜
を基準とした計算を行ない、その結果を比較に供
することにより、より信頼性を高めることができ
る。
Therefore, even if the value of the measured amplitude A decreases by 1%, the unbalanced phase φ in the dead zone can be determined with an error of 0.17° without remeasuring. In addition, in the case of the conventional method, the unbalance correction weight is attached at a position 3π/2 from the reference position and the amplitude D 1 is measured because the unbalance phase φ 1 is 0≦φ 1 <π or not. −π< φ1
This is to determine whether the amplitude D is 0 or not, and in this embodiment as well, the fourth measurement of the amplitude D determines whether the unbalance φ 1 is 0≦φ<π or −π<φ 1 <0. This is for the purpose of making this determination. However, in this implementation, this amplitude D is data that is treated equally like the other amplitudes B and C, and is highly reliable from the point of view of effective use of data. Become. Furthermore, according to this embodiment, even when the unbalanced phase is not near the reference position (that is, when it can be detected even with the conventional method), it can be detected not only at the reference position of 0° but also at 120° and Reliability can be further improved by performing calculations based on 240° and comparing the results.

なお、このようなアンバランスの位相φを含め
て規制される2個のアンバランス補正用錘5,6
の最終取付け位置の角度α,βの算出について
は、特開昭60−220840号公報の場合と同様に処理
すればよいものである。即ち、アンバランス補正
用錘5及び6がない場合の振幅Aは、遠心力アン
バランス量に比例するので、この遠心力アンバラ
ンス量をFとすると、 A=K・F(但し、Kは比例定数) である。同様に、アンバランス補正用錘5又は6
の1個の遠心力アンバランス量Wは、アンバラン
ス補正用錘5,6各々の質量をm、回転体1の角
速度をωとすると、 W=K・m・r・ω2 により表わされる。これらの両式によれば、 F=(A/W)・m・r・ω2 となる。このようなアンバランスを補正するため
には、2個のアンバランス補正用錘5,6をその
合力F0が、Fと同じ大きさで、方向が反対とな
るように、取付け角度を決めればよい。アンバラ
ンス補正用錘5,6の遠心力は各々m・r・ω2
であるので、第2図より cosθ=A/2W を得る。故に、θ=cos-1(A/2W)であり、こ
の角度θはアンバランス方向に対して、アンバラ
ンス補正用錘5,6を振り分けた時の、2個の錘
5,6のなす角度を示す。
In addition, the two unbalance correction weights 5 and 6 which are regulated including the phase φ of such unbalance.
The calculation of the angles α and β of the final mounting position can be performed in the same manner as in the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-220840. That is, the amplitude A without the unbalance correction weights 5 and 6 is proportional to the centrifugal force unbalance amount, so if this centrifugal force unbalance amount is F, then A=K・F (however, K is proportional to constant). Similarly, unbalance correction weight 5 or 6
One centrifugal force unbalance amount W is expressed by W=K·m·r·ω 2 where m is the mass of each of the unbalance correction weights 5 and 6 and ω is the angular velocity of the rotating body 1. According to both of these formulas, F=(A/W)・m・r・ω 2 . In order to correct such an unbalance, the mounting angle of the two unbalance correcting weights 5 and 6 should be determined so that the resultant force F0 is the same magnitude as F and opposite in direction. good. The centrifugal force of unbalance correction weights 5 and 6 is m・r・ω 2 respectively.
Therefore, from Fig. 2, we obtain cosθ=A/2W. Therefore, θ=cos -1 (A/2W), and this angle θ is the angle formed by the two weights 5 and 6 when the unbalance correction weights 5 and 6 are distributed with respect to the unbalance direction. shows.

よつて、取付けるべきアンバランス補正用錘
5,6は、基準位置に対して α=π+φ+cos-1(A/2W) β=π+φ−cos-1(A/2W) である。表示器12に表示された角度α及びβに
基づいてアンバランス補正用錘5,6を取付ける
ことにより、バランシング作業は終了する。
Therefore, the unbalance correction weights 5 and 6 to be attached are α=π+φ+cos −1 (A/2W) and β=π+φ−cos −1 (A/2W) with respect to the reference position. The balancing work is completed by attaching the unbalance correction weights 5 and 6 based on the angles α and β displayed on the display 12.

発明の効果 本発明は、上述したようにアンバランス補正用
錘を任意の基準位置、2π/3の位置、4π/3の
位置に順に取付け、各々の振幅を測定し、アンバ
ランスの位相を算出して取付け角度の算出に供す
るようにしたので、アンバランスの位相が任意に
定めた基準位置の近傍の不感帯に存在したとして
も、他の測定位置を基準位置として計算し直すだ
けで誤差の少ない状態で、このアンバランス位相
を算出でき、よつて、試行錯誤を繰返すことなく
バランシング作業を行なうことができるものであ
る。
Effects of the Invention As described above, the present invention sequentially attaches the unbalance correction weights to an arbitrary reference position, the 2π/3 position, and the 4π/3 position, measures the amplitude of each, and calculates the phase of the unbalance. Since the mounting angle is calculated based on the measurement position, even if an unbalanced phase exists in the dead zone near the arbitrarily determined reference position, the error can be reduced by simply recalculating using another measurement position as the reference position. This unbalanced phase can be calculated in the current state, and therefore, the balancing work can be performed without repeating trial and error.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すベクトル線
図、第2図はベクトル線図、第3図は本出願人に
よる既提案内容を説明するための正面図、第4図
は側面図、第5図はベクトル線図である。 1…回転体、3…回転軸、5,6…アンバラン
ス補正用錘、7…振動計。
FIG. 1 is a vector diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vector diagram, FIG. 3 is a front view for explaining the content already proposed by the applicant, and FIG. 4 is a side view. FIG. 5 is a vector diagram. 1... Rotating body, 3... Rotating shaft, 5, 6... Unbalance correction weight, 7... Vibration meter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 回転体の一定回転半径上の任意の位置に質量
の等しい2個のアンバランス補正用錘を装着自在
に設け、かつ、前記回転体の回転軸の振動を検出
する振動計を備え、 A=アンバランス補正用錘を取付けない状態での
回転軸のアンバランス量による振動振幅、 φ=振動振幅Aを生ずる位置の基準位置からの位
相、 B=アンバランス補正用錘を任意の基準位置に1
個取付けた状状態での回転体の遠心力による
回転軸の振動振幅、 C=アンバランス補正用錘を基準位置から2π/
3だけ移動させて取付けた状態での回転体の
遠心力による回転軸の振動振幅、 D=アンバランス補正用錘を基準位置から4π/
3だけ移動させて取付けた状態での回転体の
遠心力による回転軸の振動振幅、 W=アンバランス補正用錘の遠心力による振幅、 2S= A+B+W、 としたとき、 前記位相角φをC≧Dの時には φ=π−2tan-1√(−)(−)
(−) により算出し、C<Dの時には φ=−{π−2tan-1√(−)(−
)(−)} により算出し、前記2個のアンバランス補正用錘
を各々基準位置に対して下記の角度α,βの位
置、 α=π+φ+〔cos-1{A/2√(2
2−22)2}〕 β=π+φ−〔cos-1{A/2√(2
2−22)2}〕 に取付けることを特徴とする回転体の精密バラン
シング方法。
[Scope of Claims] 1. Two unbalance correction weights having the same mass are freely installed at any position on a constant radius of rotation of a rotating body, and a vibration detecting vibration of the rotation axis of the rotating body is provided. A = vibration amplitude due to the unbalance amount of the rotating shaft with no unbalance correction weight attached, φ = phase from the reference position of the position that produces vibration amplitude A, B = unbalance correction weight 1 at any reference position
Vibration amplitude of the rotating shaft due to the centrifugal force of the rotating body when the unit is attached, C = 2π/
The vibration amplitude of the rotating shaft due to the centrifugal force of the rotating body when the weight is moved by 3 and installed, D = 4π/
The vibration amplitude of the rotating shaft due to the centrifugal force of the rotating body when it is mounted after being moved by 3, W = amplitude due to the centrifugal force of the weight for unbalance correction, 2S = A + B + W, When the above phase angle φ is C≧ When D, φ=π−2tan -1 √(−)(−)
(-), and when C<D, φ=-{π-2tan -1 √(-)(-
)(-)}, and the two unbalance correction weights are positioned at the following angles α and β with respect to the reference position, α=π+φ+[cos -1 {A/2√( 2 +
2 −2 2 ) 2}] β=π+φ− [cos -1 {A/2√( 2 +
2-2 2 )2}] Precision balancing method for a rotating body.
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