JPH07318456A - 高速スピンテスト装置 - Google Patents

高速スピンテスト装置

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JPH07318456A
JPH07318456A JP13636194A JP13636194A JPH07318456A JP H07318456 A JPH07318456 A JP H07318456A JP 13636194 A JP13636194 A JP 13636194A JP 13636194 A JP13636194 A JP 13636194A JP H07318456 A JPH07318456 A JP H07318456A
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JP
Japan
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test body
test
mandrel
mounting
test object
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JP13636194A
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English (en)
Inventor
Makoto Teramoto
信 寺本
Keisuke Tsukamoto
恵介 塚本
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RIYOOSEN ENGINEERS KK
Original Assignee
RIYOOSEN ENGINEERS KK
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 バランス調整が容易で、1次または高次の危
険速度を通過させる際も、振動を起こさない高速スピン
テスト装置を提供する。 【構成】 上蓋91上に設置し、ハウジング90内に伸
びる回転軸11を結合した駆動装置10、回転軸11に
同軸に結合した連結軸15、同心円形の取付用孔51を
開けると共に、その外側、下面に同心の環状溝52を形
成した水平円板状試験体50、連結軸15と同軸に取付
けた試験体取付心棒60、心棒60の外側に上下2箇所
のインロー部に嵌着した、中間部にフランジ71を一体
に結合し周縁に試験体50の環状溝52に嵌込む環状突
起72を突設した試験体50を取付ける試験体取付治具
70、心棒60の先端部分を支承し、ダンピング機能を
有する軸受装置80及び試験体取付治具70の上下2箇
所の周囲に配設した危急軸受85,86を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は試験体を高速で回転さ
せ、高遠心力場における強度確認を行う高速スピンテス
ト装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1を参考にして説明する。従来、試験
体を高速で回転させ、高遠心力場における強度確認を行
う高速スピンテスト装置として、次の構造のものが使用
されている。
【0003】すなわち、10はハウジング90上に設置
した駆動装置であって、下方ハウジング90内に伸びる
回転軸11を下面に鉛直に結合してある。
【0004】20はその回転軸11の下部に、同軸に取
付け、懸吊したところの、下端に円形フランジ21を一
体に結合したアーバー、30はそのアーバー20の下部
に取付け、懸吊したアーバーシャフト組立品であって、
アーバー20の下部に同軸に取付けたアーバーシャフト
40、及びそのアーバーシャフト40に通し、アーバー
シャフト40の中間部に設けた止めフランジ41とスペ
ーサー42とで挟み、ロックナット45で締め付けた試
験体50よりなる。
【0005】なお、25は回転軸11にアーバー20を
取付けるために締め付け、固定する落下防止用ネジであ
る。
【0006】試験体50を高速で回転させ、高遠心力場
における強度確認を行うに当たっては、アーバーシャフ
ト組立品30をハウジング90内に下ろしたうえ、その
ハウジング90内を真空にして、駆動装置10により高
速に回転させる。
【0007】しかしながら、上記従来の高速スピンテス
ト装置は次に示す問題点がある。 (ア)試験体50はアーバーシャフト40に、試験体5
0の内径とアーバーシャフト40の外径のインローによ
り、取付けてあり、試験体50の内径に対する外径の比
が大きい場合、高速回転になると遠心力により試験体5
0の内径が膨らみ、試験体50の軸心とアーバーシャフ
ト40の軸心がずれることにより、アンバランス力が発
生し、このアンバランス力により大きな振動が生ずる。
【0008】(イ)上記従来の高速スピンテスト装置
は、小径の試験体50を高速回転下で試験することを主
な目的としているため、ハウジング90の防護壁の厚さ
が比較的薄く、強度上の問題から重量の大きい試験体5
0を用いたスピンテストを実施することが出来ない。ま
た、上記と同じ理由により、従来の高速スピンテスト装
置の駆動装置10の駆動力が小さく、回転慣性の大きい
試験体50を用いたスピンテストが行うことが出来な
い。
【0009】(ウ)上記従来の高速スピンテスト装置
は、試験体50単体について静バランスを修正した後、
アーバー20にアーバーシャフト40を取付けて動バラ
ンスを修正し、アーバーシャフト40に試験体50をス
ペーサー42及びロックナット45により取付け完了
後、動バランスの修正を行い、駆動装置10に取付け
後、スピンテストを実施している。しかしながら、この
方法では静バランス修正1回、動バランス修正2回の合
計3回のバランス修正を行う必要がある。また、このバ
ランス修正方法では、最終動バランス修正においてスペ
ーサー42及びロックナット45のアンバランスの影響
があるため、試験体50単体の動バランスの最終確認を
することが出来ない。そのため、動バランスを修正した
製品として出荷することが出来ない。
【0010】(エ)上記従来の高速スピンテスト装置
は、昇速中又は降速中に1次または高次の危険速度を通
過させるのに必要なダンパー軸受を設けていないか、あ
るいは設けていても、アーバシャフト40の先端をほぼ
0に近い間際に軸受または軸受スリーブに挿入してい
る。この方法では動バランス修正が不完全であった場
合、ダンパー軸受を設けていても、残留アンバランスに
より、ダンパー軸受に過大なアンバランス力が加わるこ
と、又、最悪の場合、ダンパ軸受の焼付きにより、回転
体が瞬時停止する恐れがある。また、前記のように、ア
ーバーシャフト40の先端と軸受又は軸受けスリーブの
間際がほぼ0であるため、アーバーシャフト40を確実
にほぼ0の間際に挿入する設備を設ける必要がある。ま
た、前記ダンパー軸受を設けていない場合には動バラン
ス修正がほぼ完全でないと円錐振子状の振動が発生し、
振動が発散するおそれがある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、上記従来の高速スピンテスト装置は、アンバラン
ス力が発生し、このアンバランス力により大きな振動が
生ずる、重量の大きい試験体50を用いたスピンテスト
が実施することが出来ない、静動のバランス調整が繁鎖
である。昇速中又は降速中に1次または高次の危険速度
を通過させる際、振動が発生し易いことである。
【0012】
【課題を解決するための手段】図2を参考にして説明す
る。排気口を有するハウジング90の上蓋91上に設置
し、下方ハウジング90内に伸びる回転軸11を結合し
た駆動装置10、その駆動装置10の回転軸11に同軸
に結合した、必要最小限の径で自由にたわませることが
可能な連結軸15、同心円形の取付用孔51を開けると
共に、その孔51の外側且つ、下面に同心の環状溝52
を形成した水平円板状試験体50、前記連結軸15に同
軸に取付けた試験体取付心棒60、その試験体取付心棒
60の外側に上下2箇所のインロー部に嵌着したところ
の、中間部にフランジ71を一体に結合すると共に、そ
のフランジ71の周縁に試験体50の環状溝52に嵌込
む環状突起72を突設した、前記試験体50を取付ける
試験体取付治具70、前記試験体取付心棒60の先端部
分を支承する、ダンピング機能を有する軸受装置80及
び試験体取付治具70の上下2箇所の周囲に配設した危
急軸受85,86を備えている。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を説明する。10はハウジン
グ90の上蓋91上に設置し、下方ハウジング90内に
伸びる回転軸11を下面鉛直に結合した駆動装置、15
はその駆動装置10の回転軸11に同軸に結合した、必
要最小限の径で自由にたわませることが可能な連結軸、
50は水平円板状試験体であって、同心円形の取付用孔
51を開けると共に、その孔51の外側、下面に同心の
環状溝52を形成してある。
【0014】60は前記連結軸15に同軸に、締結した
試験体取付け心棒、70はその試験体取付心棒60の外
側に上下2箇所のインロー部に嵌着した、前記試験体5
0を取付ける試験体取付治具であって、その中間部に外
下がりの段状のフランジ71を一体に結合すると共に、
そのフランジ71の周縁に試験体50の環状溝52に嵌
込む環状突起72を突設してある。
【0015】75は前記試験体50を試験体取付治具7
0に固定する試験体取付け用ナットであって、試験体5
0の取付用孔51に試験体取付治具70を通し、フラン
ジ71の上面に載せ、環状溝52に環状突起72を嵌込
んだ状態で、試験体50の上面から締め付けるものであ
る。
【0016】76は試験体取付心棒60に試験体取付治
具70を通し、下方から締付ける取付治具取付用ナット
である。
【0017】80は前記試験体取付心棒60の先端部分
を支承するところのダンピング機能を有する軸受装置で
あって、ダンパー軸受81内面に玉軸受82を装着し、
その玉軸受82内面にテフロンスリーブ83を取付けた
ものであって、ダンパー軸受81外面に取付けたO−リ
ング84で芯出し、真空油96中に浸してあり、しか
も、試験体取付心棒60のダンパー軸受用シャフトとし
て機能する先端部分とそれを差し込む前記テフロンスリ
ーブ83との隙間を従来の装置の相当部分よりも著しく
大きくし、その隙間内で、駆動装置10によって駆動さ
れる前記全組立品(試験体50,試験体取付心棒60,
試験体取付治具70)の重心位置が変化しても、支障な
く回転可能にしてあるだけでなく、回転中に上記両者が
接触しても、焼付きを起こさないようにしてある。
【0018】その他、61は試験体取付け心棒60の先
端部分に一体に結合した、真空油の飛散を防止する油切
りフィン、85,86はそれぞれ振動増加時に試験体取
付治具70の上下部周囲を支承する危急軸受であって、
ダンピング効果を有するナイロンよりなり、1次または
高次の危険速度を通過する時の過大な振動を防止するの
みならず、試験体50が破壊した時にも、組立品を支持
することにより、装置内部の被害を最小限に低減するこ
とが出来るようにしたものである。
【0019】バランス修正は次のようにして行う。すな
わち、試験体取付治具70に試験体50を上記のように
取付け、組立てた状態で、バランスマシンに載せて、低
速で動バランス修正を行う。
【0020】次に上蓋91を取外し、図示されない上蓋
用治具に預け、前記試験体取付治具70と試験体50と
の組立品を試験体取付心棒60の下側から挿入、嵌合さ
せ、取付治具取付用ナット76で固定する。
【0021】この状態で上蓋91をハウジング90の上
方へ移動し、試験体取付心棒60の先端をダンパー軸受
81のテフロンスリーブ83へ挿入するように上下危急
軸受85,86をガイドとして、中心を一致させ、徐々
に上蓋91を降ろす。上蓋91をハウジング90に載
せ、固定し、真空引きを行った後、高速スピンテストを
開始する。
【0022】作用について説明すると、試験体取付治具
70の環状突起72の内外径差は小さく、高速回転中で
も、遠心力による環状突起72の半径方向の膨らみは小
さいのに対して、試験体50は内外径差は大きく、高速
回転中の前記環状溝52は前記試験体取付治具70の環
状突起72よりも大きく膨らむ。
【0023】その結果、環状溝52の嵌合内面が試験体
取付治具70の環状突起72に完全に接触し、環状突起
72を押圧、変形させるため、試験体50と試験体取付
心棒60との回転軸11のずれを防止し、アンバランス
力による振動発生を未然に防止する。
【0024】次に駆動力が大きい駆動装置10を採用し
た場合でも、高速回転試験中、かなりの重さの試験体5
0の破片が音速以上の速度で衝突しても破壊しない強度
を有するケーシングを設ければ、重量・外径の大きい試
験体50についても試験可能である。
【0025】3番目に、試験体取付け心棒60に上下2
箇所にインロー部を設け、そのインロー部で試験体取付
け治具70と密着させて試験体取付心棒60の下部のね
じ部及び試験体取付用ナット75により試験体取付治具
70を固定する構造としたため、試験体取付治具70単
体での動バランス修正後、取付治具取付用ナット76を
締め込んだ状態での試験体取付心棒60・試験体取付治
具70の組立品の動バランス修正を行い、それによっ
て、残留アンバランスがほぼゼロとなれば、さらにその
組立品に試験体50を取付け、試験体取付用ナット75
を締め込み、固定した後、動バランス修正を行えば、試
験体50の単体の動バランス修正を行ったことになる。
【0026】4番目に、駆動装置10と試験体取付心棒
60との間に介在させ且つ10kgf/mm以下のばね定数を
有する連結軸15を自由にたわませ、駆動装置10の回
転軸11と試験体取付心棒60、試験体取付治具70、
試験体取付用ナット75、試験体50及び取付治具取付
用ナット76の組立品の間の力の伝達をトルクのみとし
て、各々独立の系とすることにより、前記組立品に多少
の残留アンバランスがあっても、組立品は自ら重心を求
め、前記ダンピング機能を有する軸受装置80に支承さ
れて、前記重心で安定的に回転するだけでなく、回転中
に接触することがあっても、焼付きを起こすことはな
い。
【0027】また、試験体取付心棒60の上下部分の周
囲にそれぞれ設けた危急軸受85,86は、1次または
高次の危険速度を通過する時の過大な振動を防止するの
みならず、試験体50が破壊した時にも、組立品を支持
することにより、装置内部の被害を最小限に低減するこ
とが出来る。
【0028】以上に示したように、試験体50を取付け
た試験体取付け治具70をバランスマシンに載せて一度
だけ動バランス修正を行った後、試験体取付け心棒60
に取付け、ハウジング90内を真空にした後、試験体5
0の回転軸11に垂直方向に形成した環状溝52と試験
体取付け治具70の環状突起72とを嵌合させることに
より、内外径差の大なる円板でも円板と前記治具の回転
軸11のずれを生じることなく、高速で安定的に回転さ
せることが出来る。
【0029】また、本装置はスピンテスト以外の高速回
転を目的とする使用にも適用できる。
【0030】この場合、試験体取付け心棒60と試験体
取付治具70とは、もちろん一体構造とすることが出来
る。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高速スピ
ンテスト装置は、試験体50の試験体取付け治具70へ
の取付け構造を高速回転時においても芯ずれを起こし得
ない構造とすることにより、振動も少なく、安定して高
速スピンテストを実施できるようになった。
【0032】さらに、試験体取付心棒60への試験体取
付け治具70の取付け方法を工夫することにより、試験
体50の取付け・取り外し作業が簡単になるなどの効果
がある。
【0033】また、細くした連結軸15、ダンパー軸受
81及び危急軸受85,86をそれぞれ設けたことによ
り、危険速度通過時を含む運転時に極めて安定した挙動
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
10 駆動装置 11 回転軸 15 連結軸 20 アーバー 21 フランジ 25 落下防止用ネジ 30 アーバーシャフト組立品 40 アーバーシャフト 41 止めフランジ 42 スペーサー 45 ロックナット 50 試験体 51 取付用孔 52 環状溝 60 試験体取付心棒 61 油切りフィン 70 試験体取付治具 71 フランジ 72 環状突起 75 試験体取付け用ナット 76 取付治具取付用ナット 80 軸受装置 81 ダンパー軸受 82 玉軸受 83 テフロンスリーブ 84 O−リング 85,86 危急軸受 90 ハウジング 91 上蓋 96 真空油

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気口を有するハウジング(90)の上
    蓋(91)上に設置し、下方ハウジング(90)内に伸
    びる回転軸(11)を結合した駆動装置(10)、その
    駆動装置(10)の回転軸(11)に同軸に結合した、
    必要最小限の径で自由にたわませることが可能な連結軸
    (15)、同心円形の取付用孔(51)を開けると共
    に、その孔(51)の外側、下面に同心の環状溝(5
    2)を形成した水平円板状試験体(50)、前記連結軸
    (15)に同軸に、取付けた試験体取付け心棒(6
    0)、その試験体取付け心棒(60)の外側に上下2箇
    所のインロー部に嵌着したところの、中間部にフランジ
    (71)を一体に結合すると共に、そのフランジ(7
    1)の周縁に試験体(50)の環状溝(52)に嵌込む
    環状突起(72)を突設した、前記試験体(50)を取
    付ける試験体取付治具(70)、前記試験体取付け心棒
    (60)の先端部分を支承する、ダンピング機能を有す
    る軸受装置(80)及び試験体取付治具(70)の上下
    2箇所の周囲に配設した危急軸受(85,86)を備え
    てなることを特徴とする高速スピンテスト装置。
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