JPS60242322A

JPS60242322A - 軸振動検出器

Info

Publication number: JPS60242322A
Application number: JP59271531A
Authority: JP
Inventors: Mataichiro Kiso; 木曾　又一郎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1985-12-02
Also published as: JPS6240647B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、回転軸の振動を検出するために、回転軸に
ライダを押しつけ、このライダと連結棒を介して軸の振
動を検出する場合における自励振動の防止を行なうよう
にした軸振動検出器に関する。

〔従来の技術〕

第２図は従来の軸振動検出器の構成を示す断面図であシ
、この第１図において、１は固定部のフレームであシ、
このフレーム１上にはベース２が固定されている。また
、このベース２の上面に杖カバー３が取シ付けられてお
り、ベース２の中央部には上面よシ下面に向って次第に
軽小となる３段階の穴２ｍが設けられ、この穴２１Ｌは
ベース２の上下両面間を貫通している。ベース２の下面
において、穴２ｍの周縁近傍より、このベース２にパイ
プ４が取シ付けられておシ、このパイプ４内には上下方
向に動く連結棒５が挿入されている。

また、連結棒５の上端近傍の適宜個所には止め具６が取
シ付けられておシ、この止め具６とベース２の下面間に
おいて、連結棒５．の外周面にはコイルばね７が巻装さ
れている。したがって、コイルはね７の弾力により、常
時連結棒５を下方に押し下げる力が働いている。

゛バイブ４の下端面には板ばね８の一端が取り付けられ
ておシ、この板ばね８に上記連結棒５が貫通している。

そして、この板ばね８の他端は板ばね支え９に固定され
ておシ、板ばね支え９はｒＬＪ字形に形成され、その水
平部分の上面に連結棒５の下端面が当接されている。板
ばね８は連結棒５の上下の動きを拘束せづに左右の動き
を拘束するものである。上記板ばね支え９の下面には絶
縁板１０が取り付けられ、この絶縁板１０の下面に接続
管１１が取シ付けられ、接続管１１の下面にはシュー１
２が取り付けられている。シュー１２は回転軸１３とＰ
点の部分で接触し、回転軸１３の振動を連結棒５の上方
に伝えるようになっている。

一方、上記ベース２の穴２ａにおいて、連結棒５の上端
近傍の外周面は保持具２ｂによシ上下動可能に保持され
ており、この連結棒５の上端面には補助棒１４の下端面
が当接するようになっている。また、補助棒１４の上端
は変換器１５に連結されている。この変換器１５は接続
管１１、連結棹５および補助棒１４を介して伝達される
回転軸１３の振動を電気信号に変換するためのもので、
上記カバー３内に設けられており、このカバー３の外側
より電気信号を取シ出すことができるようにカバー３の
外側にコネクタ１６が取シ付けられ、このコネクタ１６
と変換器１５の出力側とは電気的に接続されている。ま
た、上記カバー３内において、ベース２の上面には逆ｒ
ＬＪ字形に形成されたばね押え１７が取シ付けられてい
る。とのばね押え１７に補助棒１４が貫通しておシ、ば
ね押え１７とベース２の上面間において、補助棒１４の
外周面には小ばね１８が設けられ、これによシ、ばね押
え１７および小ばね１８とによシ補助棒１４が連結棒５
から離れないようになっている。

さて、このように構成された従来の軸振動検出器におい
て、たとえば、回転軸１３が反時計方向に回転し、回転
軸１３が振動する場合、コイルばね７の弾力によυ、連
結棒５、板はね支え９、絶縁板１０、接続管１１を介し
てシュー１２を回転軸１３に接続させると、回転軸１３
の振動はクユー１２、接続管１１．絶縁板１０、板ばね
支え９、連結棒５、補助棒１４を通じて変換器１５に伝
達される。

これによシ、変換器１５は回転軸１３の振動の大きさに
比例した電気信号を発生させ、この電気信号はコネクタ
１６を通じて取シ出される。

ところで、このような軸振動検出器において、コイルば
ね７の一端がベース２の下面に接し、他端は止め具６に
接し、ベース２を基準にして、連結棒５を下方に押し下
げるものであり、コイルばね７のばね力がシュー１２と
回転軸１３とが接触するＰ点の部分で回転軸１３に加わ
シ、回転軸１３の上下振動と連結棒５の振動が同一にな
るような役目をする。

また、小ばね１８は補助棒１４が飛び跳ねずに連結棒５
に接し、回転軸１３の振動がそのまま変換器１５に伝わ
るような役目を々しておシ、さらに板ばね８は連結棒５
が水平に振動するのを板ばね支え９を介して拘束してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の軸振動検出器では板ば
ね８で水平方向の振動を拘束できず、Ｐ点での接触部分
のみの条件、たとえば、回転軸１３の回転速度、シュー
１２の材料の種類、シュー１２の仕上精度、垂直方向の
押しっけ力、シュー１２の水平方向のはね剛性の組合わ
せによっては主として、シュー１２、接続管１１、絶縁
板１０、板ばね支え９、連結棒５の連続体が自励振動を
起こす場合がある。

との自励振動の詳細について第３図にょシ説明すると、
この第３図は回転軸１３の近傍の部分を拡大して示した
ものであシ、この第３図において実線で示す部分は回転
軸１３が反時計方向に回転中において、軸振動検出器の
可動部、すなわち、接続管１１、シュー１２が回転軸１
３に押しつけられ、接触面の摩擦力を左方向に受けて左
方向に少し変位している状態を示す。

この場合、軸振動検出器の垂直方向のばね定数をに、垂
直方向のばねの圧縮量をｙ、接触面の摩擦係数をμとす
ると、接触面の摩擦力は次の（＆）式％式％（１）また、この値はシュー１２の水平方向の変位量をＸとし
、その変位に対応するばね定数をｋとした場合の復元力
を示す次の（ｂ）式に等しい。

ｆｏ　＝ｋｘ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（ｂ）次に、回転軸１３が回転中
、シュー１２が何らかの外乱を受け、第３図の破線で示
す位置へ微少移動したため、水平にＸＩ変位し垂直にｙ
ｌ浮き上がってＱの部分で接触すると、この場合の摩擦
力は次の（Ｃ）式となシ、復元力は次の（ｄ）式で示さ
れる。

Ｆｌ−μＫ（ｙ＋ｙ＋）・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（Ｃ）ｆｌ　＝
ｋ　（ｘ＋ｘｌ）　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・　（ｄ）ここで、（
Ｃ）　−（−）　、　＠）−（ｂ）をめると、ＦＩ　Ｆ
Ｏ−μＫｙＩ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・　（＝）ｆ、−ｆｏ＝
ｋｘｌ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・　（ｆ）が得られ、との０式
および（ｆ）式の大小関係は条件によってμＫｙ＋　＞
　ｋｘ、ｌ　ｌまたはμＫ　ｙ　１〈ｋＸ　。

のどちらにもなる可能性がある。

μＫｙ１＞ｋｘ＋の場合には（Ｃ）＞（ゆとなシ、摩擦
力が大きいことを意味し、シュー１２は左方に移動して
不安定状態と−ａｂ、自励振動を発生する。

逆に、ＩｔＫｙｌ〈ｋｘｌの場合は（Ｃ）　＜　（ｄ）
となり、復元力が大きいことを意味し、シュー１２は第
３図の実線の位置に近づいて安定状態に入る。

次に、シュー１２が何らかの外乱を受け、第３図の実線
で示す位置より右方に微少移動した場合を考えると、こ
の状態の摩擦力および復元力の方向は双方とも左方向に
なシ、常にシュー１２は第３図の実線で示す位置に戻シ
、安定状態になる。

以上、第３図によシ、条件によっては自励振動を起こす
場合があることを述べたが、実際に自励振動が生じた場
合、上述した接触部分の条件の組合わせを変えて、これ
を防止するようにしているが、それには多くの時間を要
することもあシ、また、自励振動の防止が不可能である
と云う欠点があった。

この発明は、上記の点にかんがみなされたもので、その
目的とするところは、軸振動検出器を回転軸と接触させ
、回転軸の振動を検出する場合、軸振動検出器の先端が
自励振動を起こさない軸振動検出器を提供するものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕との発明はこのような目的を達成するために、フレーム
に所定傾斜角度で固定されたベースに垂下させたパイプ
内に移動自在にライダを設け、このライダを中心線が回
転軸の中心を通る垂直線に対して回転軸の回転方向と反
対側に所定角度傾斜させるとともに、その先端が回転軸
表面にばねの力で接触するようになし、ライダに設けた
加速度変換器で回転軸の振動を検出するように構成した
ものである。

〔作用〕

ライダが回転軸の表面に傾斜して接触しているため変位
しても直ちに平衡位置に戻る。

〔実施例〕

第１図はこの発明に係る軸振動検出器の一実施例の構成
を示す断面図である。第１図において、第２図と同一部
分には同一符号を付しである。

水平なフレーム１上にテーバペース１９を設け、このテ
ーパベース１９の下面よシ垂下させたパイプ４を回転軸
１３の中心に対して傾斜させる。パイプ４内にはロッド
２２が固定され、このロッド２２内にはライダ２３が軸
方向に移動自在に設けられている。このライダ２３の先
端は丸くなっておシ、回転軸１３０表面の一点Ｐに接触
するようになっている。また、ロッド２２の内面の所定
個所にはストッパ２４が設けられており、このストッパ
２４とライダ２３の間にはコイルばね２５が挿入されて
いて、その弾力によってライダ２４が回転軸１３の振動
に応じて上下動が可能となるようになっている。

したがって、ライダ２３の中心を通る直線ｌ（中心線）
は点Ｐを通るが回転軸１３の中心Ｏは通らず、中心Ｏと
点Ｐを通る直線ｍ（垂直線）に対して直線ｔは平行とな
らず所定角度θだけ傾斜する。

一方、ライダ２３内には、加速度変換器２６が埋設され
ておシ、この加速度変換器２６はライダ２３によって伝
達される回転軸１３の振動を電気信号に変換するもので
ある。加速度変換器２６の出力側に得られる電気信号は
リード線２８を通してプリアンプ２７に送出されるよう
になっている。

このプリアンプ２７はテーバベース１９に載置され、か
つカバー３内に収納されておシ、その出力信号はコネク
タ１６からカバー３の外部に取シ出せるようになってい
る。

このような構成によって、ライダ２３は回転軸１３に対
して回転軸１３の回転方向と反対方向に傾いた状態で接
触するためライダ２３に振動上の逃げができて自励振動
が生じない。

すなわち、回転軸１３の回転中にライダ２３が何らかの
外乱を受けて第１図で左方に変位したとすると、ライダ
２３はやや浮き上るがコイルばね２５の影響で回転軸１
３上に押しつけられる。この状態ではライダ２３と回転
軸１３の摩擦力よシライダ２３の回転軸１３に接触しよ
うとする力の方が大きく加わり、ライダ２３は平衡状態
の位置（図の位置）に戻る。

また、回転中にライダ２３が右方に変位したとすると、
ライダ２３の回転軸１３に接触しようとする力よシ摩擦
力の方が大きく加わり、ライダ２３は平衡状態の位置に
戻る。したがって、ライダの自励振動を防止できる。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明に係る軸振動検出器によれば
、ライダの中心線を回転軸の垂直線に対して回転軸の回
転方向と反対側に傾斜させて弾接するようにしたので、
ライダが回転方向の前後に変位しても直ちに平衡位置に
戻るため簡単な構成で自励振動を防止でき、回転軸の振
動を極めて正確に検出することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る軸振動検出器の一実施例の構成
を示す断面図、第２図は従来の軸振動検出器の構成を示
す断面図、第３図は従来の軸振動検出器における可動部
と回転軸とで生じる自励振動発生を説明するだめの図で
ある。１１１Ｉ１１１・フレーム、４・・・・パイプ、１３・
−・・回転軸、１９・・・・テーパペース、２２−・・
・ロッド、２３・・ａｓライダ、２５・・・・コイルば
ね、２６・・・・加速度変換器、２７・・・・プリアン
プ。なお、図中同一符号は同一部分または相当部分を示す。代理人　大岩増雄第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

フレームに所定の傾斜角度で固定されたベースと、との
ベースに垂下させたパイプと、このパイプ内に移動自在
に設けられその先端が回転軸の表面にばねの力で接触す
るライダと、とのライダに設けられ回転軸の振動を電気
信号に変換する加速度変換器とを備え、ライダの中心線
を回転軸の中心を通る垂直線に対して回転軸の回転方向
と反対側に所定角度傾斜させるようにしたことを特徴と
する軸振動検出器。