JPS6217687B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、それぞれつりあわせるべき回転体
の軸受を支持する振動ブリツジとベースとからな
る回転体を支持するための軸受スタンドを機械の
ベツドに設けたつりあい試験機に関するものであ
る。

周知の回転体をつりあわせるためのつりあい試
験機では、回転体の軸受を、ベースにばねを介し
て支持した振動ブリツジ上に設置した軸受スタン
ドを用いている。

例えばつりあい試験をする回転体の長さが長く
回転数が高くなると曲げ変形を生ずる製紙用ロー
ルまたは縅緞の毛剪り用ロールのような回転体と
か、あるいは自動車の自在軸のようにつりあい試
験をする回転体自体が自在継手部をもつていて、
被試験体自体が屈曲し易い構造を有しているよう
な場合には、回転体の変形を拘束せず、また、自
在接手部で屈曲することなく回転でき、不つりあ
いによる振動ができるように軸受スタンドを構成
しなければならない。このために振動ブリツジに
回転軸受を備え、その軸端部にロールのジヤーナ
ル部あるいは自在軸のフランジまたはスプライン
軸が取り付けられるような支持手段が設けられ、
かつ、回転体の変形を拘束しないように軸中心線
から周方向に対して一様な自由度すなわち一様な
曲げ変形固有振動数をもつよう軸受スタンドを構
成することが必要である。

この目的を達成するため、従来は二対四枚の板
ばねを用いて、回転軸受を含む振動ブリツジをそ
の軸中心線が一対二枚の板ばねの中心になるよう
該板ばねで支承し、該板ばねの他端を中間支持体
で支承し、さらにこの中間支持体を前記板ばねと
直交する別の一対二枚の板ばねを介してベースに
結合支承されている構造とし、それぞれの対の板
ばねの方向に自由度をもたせるよう構成していた
（例えばコロナ社刊「回転機械のつりあわせ」第
173頁図４，２０ａ，ｂ記載のつりあい試験機参
照）。

上記のように従来のこの種のつりあい試験機は
水平方向と垂直方向とにそれぞれ一対二枚の板ば
ねを用いていたので、構造が複雑になり、より構
造の簡単な軸受スタンドを開発することが望まれ
ていた。

本発明は、回転体の軸受を支持する振動ブリツ
ジと、該振動ブリツジを支承するように立設され
て互いに平行な一対の板ばねと、該板ばねを立設
したベースとを備えて軸受スタンドを設け、前記
板ばねの板面と直交する測定方向の曲げ変形固有
振動数と、上記測定方向と直交して板ばねの板面
に沿う垂直方向における前記測定方向と同じ曲げ
モードの曲げ変形固有振動数とを近似させるよう
に、前記振動ブリツジの質量を選定して前記軸受
スタンドを構成したことを特徴とするつりあい試
験機を提供しようとするものである。

上記のように本発明は、一対二枚の板ばねを互
いに平行に立設して振動ブリツジを支承し、該振
動ブリツジの質量を大きくすることにより、この
目的を達成するものである。すなわち、一対の板
ばねの面に直交する方向すなわち測定方向（以下
測定方向という）の曲げ変形の固有振動数と、前
記測定方向と直交し、かつ、軸中心線とも直交す
る方向（以下垂直方向という）における前記測定
方向と同じ曲げモードの曲げ変形の固有振動数と
を近似させるように振動ブリツジの質量を選定す
ることにより達成される。

測定方向の曲げ変形の固有振動数は、上記一対
の板ばねの測定方向のばね定数と振動ブリツジを
含めたばねにかかる質量とで決定され、垂直方向
のそれは、該板ばねの垂直方向のばね定数と前記
質量とで決定される。このような条件で板ばねと
振動ブリツジの質量とを選定することによつて両
方向の同じ曲げモードでの近似した曲げ変形を得
ることができる。

また、板ばねと振動ブリツジの質量とを勘案す
れば、軸中心線が板ばねの中心上あるいは中心か
ら外れたどの位置にあろうとも本発明の目的は達
成される。

この発明に付随する他の一つの目的とするとこ
ろは、つりあい試験機の操作を簡単に、しかも安
全に行うことができるようにすることにある。こ
の発明によれば、この目的は、回転体を支持する
軸受の軸中心線を、板ばねの板面と平行に、か
つ、互に平行な該板ばねの中心から作業者からみ
て手前側になるように一方へずらすことによつて
達成される。軸受の軸中心線を板ばねの中心から
ずらすと、特につりあわせる回転体を作業者の直
前でつりあい試験機に装着することができるとと
もに、特に軽量の自在軸の場合には、作業者は操
作を身体のすぐ傍で行うことができ、身体から離
れた位置で操作する必要がないという利点があ
る。

この発明の他の敷衍構成においては、回転体の
軸受の軸中心線を、板ばねの垂直な端面あるいは
その前方に設置することもできる。この構成は特
に、上述した操作の容易性の利点をそこなわずに
低速度の回転のつりあわせをする場合に用いると
好適である。特に自在軸のつりあわせを行うこの
発明のつりあい試験機においては、回転体の軸受
の軸中心線を板ばねに対して平行にするとともに
該板ばねの中心からずらし、また振動ブリツジの
質量を回転体の質量よりも大きくし、さらに、振
動ブリツジを平行にのびる板ばねを介して支持す
る。このような結合構成にすると、軸受が作業者
に近接した位置にくるため、回転体の装着および
取外しが容易にできる。一方振動ブリツジの質量
が大きいため、板ばねの異なつた方向即ち測定方
向と垂直方向とにおけるそれぞれの異なつた剛性
によつて生ずる回転体の異なつた方向におけるお
のおのの曲げ変形の固有振動数の差が小さくな
り、もともと比較的高い回転数で生じる曲げ変形
がまだ共振回転数に達せず、しかもその曲げ変形
が最大値に達しない低い回転数で生ずる。

特に軸の長さの変動が大きい回転体のつりあわ
せに用いる場合の試験機においては、修正ユニツ
ト用のブラケツトを軸受スタンドの軸中心線に対
して垂直な方向において平行に移動できるように
する。この構成によると、修正ユニツトを簡単に
軸受スタンドの間の加工部に移動させることがで
きるとともに、必要があれば軸受スタンドの外側
にも移動させることができ、さらにつりあい試験
機にリフター（昇降装置）を用いて回転体を装着
するための自由な空間を設けることができるとい
う利点が得られる。

次にこの発明のつりあい試験機を、図面に基づ
いて詳細に説明する。

第１図において、機械のベツド２の上に設置し
たベース１には一対二枚の板ばね３，４を互いに
平行に立設し、この一対二枚の板ばね３，４の上
端に、試験すべき回転体の質量よりも十分に大き
い質量の振動ブリツジ７が支持されている。上記
板ばね３，４の上下はベース１と振動ブリツジ７
に固定されている。振動ブリツジ７にはつりあい
試験を行う回転体の軸受８が設置してあり、この
軸受８の軸中心線９はベースの中心正しくは板ば
ねの中心１０からずれた位置でベースおよび板ば
ねに平行にのびている。試験を行うロータ（回転
体）を軸受８の軸中心線９の周りに回転させる
と、ロータの振動は振動検出器１１で電圧に変換
された後、不つりあいを決定するためにさらに処
理される。この振動検出器は、軸受の回転中心線
に直角でベースの垂直な端面１５に直角な水平方
向のみの振動を検出し、この方向を横切る方向の
振動は全く受信しない形になつている。

第２図に示したこの発明に係るつりあい試験機
の軸受スタンドは、試験を行うロータの軸受がベ
ース１の垂直な端面１５から外方にずれた形にな
つている。ロータ１６によつて振動ブリツジ７に
伝えられる振動は、第１図に示した絶対振動検出
器１１と異なり、相対振動検出器として構成した
振動検出器１８に受信された後、さらに処理され
る。第１図と第２図から明らかなように、それぞ
れの振動検出器は機械的な振動を電気的な振動に
変換するのに用いることができるので、図示した
ような振動検出機に限定されるものではない。

第２図の場合には、特に適当なジヤーナルピン
を備えたロータ１６のつりあいをとるのに適し
た、ロータ１６を支持する支持ローラ２０が設け
てある。またここでは支持ローラ２０の軸中心線
９は、ばね３，４の中心１０からずれた位置でベ
ースおよびばねに平行にのびている。

第１図に示した軸受８も、第３図に明示したよ
うに、支持軸を備えていないロータのつりあいを
とるのに利用する。

第３図を参照すると、この発明に係る２つの軸
受スタンドのベース１は機械のベツド２上に移動
可能に設置してあり、ベース１には板ばね３，４
を介して振動ブリツジ７が振動可能に取付けてあ
る。軸受８にはスピンドル３０が設置されてお
り、このスピンドル３０の一方は図示しないつり
あい試験機のモーターによつて駆動されるように
なつている。また２つの軸受８には、ここでは自
在軸３２の試験を行うロータと連結するホルダー
３１が支持されている。

機械のベツド２の上方には、自在軸３２の軸中
心線９に垂直なガイド４１に沿つて移動するブラ
ケツト４０が支持してある。このガイド４１は、
第３図の機械のベツド２に、ホルダー４２，４３
を介して、ホルダー４３が右側のベース１の外側
に位置するように設置されている。この構成によ
ると、短い自在軸のつりあい試験も行うことがで
きる。きわめて長いロータのつりあい試験を行う
必要がある場合には、ホルダー４３を右側のベー
ス１の左側にも設置するとともに、ブラケツト４
０を自由に伸長可能な張り出しブラケツトの形に
することができる。

第４図と第５図に示したように、ブラケツト４
０上には修正ユニツトが設置されている。第４図
は溶接装置４５を示したもので、この溶接装置
は、軸受４６上をブラケツト４０に沿つて移動で
きるようになつているとともに、ブラケツト４０
が矢印４７で示した方向に移動する場合に、軸中
心線９によつて規定される作動位置に移動できる
ようになつている。第５図に示した修正ユニツト
はボール盤４８で、これも矢印４７の方向への運
動によつて軸９で示した修正位置に移動できるよ
うになつている。

上述したように、軸受スタンドでは、振動検出
器１１または１８により、不つりあいによつて生
じる回転体３２の振動が検出される。

第１図および第２図に示したごとく、互いに平
行に設置した板ばねは振動検出器の方向には柔軟
であるため、つりあい試験を行うロータの振動は
受容することができるが、垂直方向には比較的に
剛である。この構成によると、特に図示した自在
軸３２のごとく回転体が長い場合には水平方向と
垂直方向の二つの曲げ変形の固有振動数が生じ、
この場合水平方向の曲げ変形の固有振動数は、振
動検出器の方向に、他方の曲げ変形の固有振動数
は垂直な方向に生じる。しかしこの振動検出器は
水平方向に振動する曲げ変形だけを受信して、指
示をしたりさらに処理をしたりするようにするこ
とができる。又一般に、垂直方向に比較的剛であ
る場合の曲げ変形の共振は、回転数が低い段階で
生じ、垂直方向には振動検出器がついてないので
これを指示に用いることは不可能である。回転数
がこのような共振の場合には、作業者による調整
が不可能なため、つりあわせをするロータに損傷
が生じるおそれがある。ところが、二つの振動ブ
リツジ７のそれぞれの質量をロータの重量よりも
相当大きくすると、測定方向の曲げ変形の固有振
動数を低回転数まで減少させ、しかも、この測定
方向に垂直な方向における前記測定方向と同じ曲
げモードの低い曲げ変形の固有振動数に近似させ
るように、振動ブリツジの質量を選定できる。こ
のため、回転数を上げていく途中で、即ち上記の
測定方向、垂直方向の差の小さくなつた低い曲げ
変形の固有振動数に達して共振が生じる以前に、
たとえば測定方向に大きな共振が生じた場合は、
不つりあいの指示がその直前の位置から急激に変
化することによりこの共振を顕著に認識できる。
したがつて、つりあわせの回転数を適時ロータに
損傷の生じない状態に限定することができる。

特にフラツト形のつりあい試験機の場合には、
振動ブリツジ７は、ベース１自体がＵ状になると
ともに軸受の軸中心線がこのＵ状の内側でばねの
中心１０に対してずれるように、ベース１と一体
化することができる。

以上のように本発明は、回転体の軸受を支持す
る振動ブリツジの質量を大にして、この振動ブリ
ツジを垂直で平行な一対二枚の板ばねを介してベ
ース上に支持するようにしたので、水平方向と垂
直方向との二方向にそれぞれ一対二枚の板ばねを
使用して振動ブリツジを支持するようにしていた
従来装置に比べて機構が簡単になり、かつ、板ば
ねと振動ブリツジの質量とを選定することによつ
て測定方向と垂直方向の両方向の近似した曲げ変
形を得ることができる。このように構成すること
により、例えば自在軸の不つりあい測定の必須条
件である回転軸線の周方向に近似した曲げ変形を
生ずる軸受スタンドが得られ、不つりあい測定が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図、
第２図は、それぞれつりあい試験機の軸受スタン
ドの一例を示す図であり、第３図は、自在軸のつ
りあわせ用の、２つの軸受スタンドと、修正ユニ
ツト付きのブラケツトを備えたつりあい試験機を
示す図であり、第４図と第５図とは、それぞれ別
の修正ユニツトを備えたつりあい試験機の図であ
る。 １……ベース、２……ベツド、３……板ばね、
４……板ばね、７……振動ブリツジ、８……軸
受、９……軸中心線、１０……中心、１１……振
動検出器（絶対振動検出器）、１５……端面、１
６……ロータ、１８……振動検出器、２０……支
持ローラー、３０……スピンドル、３１……ホル
ダー（把持装置）、３２……自在軸、４０……ブ
ラケツト、４１……ガイド、４２……ホルダー、
４３……ホルダー、４５……溶接装置、４６……
軸受、４７……矢印、４８……ボール盤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転体の軸受を支持する振動ブリツジと、該
   振動ブリツジを支承するように立設されて互いに
   平行な一対の板ばねと、該板ばねを立設したベー
   スとを備えて軸受スタンドを設け、前記板ばねの
   板面と直交する測定方向の曲げ変形固有振動数
   と、上記測定方向と直交して板ばねの板面に沿う
   垂直方向における前記測定方向と同じ曲げモード
   の曲げ変形固有振動数とを近似させるように、前
   記振動ブリツジの質量を選定して前記軸受スタン
   ドを構成したことを特徴とするつりあい試験機。 ２ 回転体の軸受を支持する振動ブリツジと、該
   振動ブリツジを支承するように立設されて互いに
   平行な一対の板ばねと、該板ばねを立設したベー
   スとを備えた軸受スタンドを設け、前記板ばねの
   板面と直交する測定方向の曲げ変形固有振動数
   と、上記測定方向と直交して板ばねの板面に沿う
   垂直方向における前記測定方向と同じ曲げモード
   の曲げ変形固有振動数とを近似させるように、前
   記振動ブリツジの質量を選定して前記軸受スタン
   ドを構成したつりあい試験機において、前記回転
   体を支持する軸受の軸中心線を、前記板ばねの板
   面と平行に、かつ、互いに平行な該板ばねの間の
   中心から作業者から見て手前側になるように一方
   へずらせたことを特徴とするつりあい試験機。