JPS632050B2 - - Google Patents
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- JPS632050B2 JPS632050B2 JP55040931A JP4093180A JPS632050B2 JP S632050 B2 JPS632050 B2 JP S632050B2 JP 55040931 A JP55040931 A JP 55040931A JP 4093180 A JP4093180 A JP 4093180A JP S632050 B2 JPS632050 B2 JP S632050B2
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- JP
- Japan
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- bearing
- rotating shaft
- vibration
- test
- parallel
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Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 27
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 12
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 229910000897 Babbitt (metal) Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/04—Bearings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転軸を支えるすべり軸受の油膜特性
に係る動特性を実験的に求める試験装置に関す
る。
に係る動特性を実験的に求める試験装置に関す
る。
軸受油膜の動特性に関しては、従来から並行挙
動に対する動特性（以下直線成分と記す）のみを
対象にした試験装置が文献、例えば、中西雄、千
木良暁司、下田洋敏著：高速軸受の動特性の研究
―真円軸受膜の弾性係数及び減衰係数の決定―、
日立造船技報、第37巻、第１号、P49（昭51.3）等
で見受けられる。
動に対する動特性（以下直線成分と記す）のみを
対象にした試験装置が文献、例えば、中西雄、千
木良暁司、下田洋敏著：高速軸受の動特性の研究
―真円軸受膜の弾性係数及び減衰係数の決定―、
日立造船技報、第37巻、第１号、P49（昭51.3）等
で見受けられる。
上記文献ならびに同文献でさらに引用されてい
る参考文献に見られる軸受動特性の試験装置は、
試験軸受は回転軸に対して相対的に並行状態に配
置され、かつ回転軸に対する並行状態を維持しな
がら回転軸と直角な方向に並行加振されるもので
あり、片当り状態（ミスアライメント）のない場
合を対象としており、装置上片当り状態を具現で
きるものではなかつた。
る参考文献に見られる軸受動特性の試験装置は、
試験軸受は回転軸に対して相対的に並行状態に配
置され、かつ回転軸に対する並行状態を維持しな
がら回転軸と直角な方向に並行加振されるもので
あり、片当り状態（ミスアライメント）のない場
合を対象としており、装置上片当り状態を具現で
きるものではなかつた。
タービンやターボコンプレツサなど回転機械に
おいて、その回転軸と軸受の位置関係は、軸受は
ある幅（一般には軸直径と同程度）を有している
ため、その中では軸の自重によるたわみや軸受の
取付精度によつて片当り（傾き）状態にある。一
方、回転軸の振動特性はそれを支持する軸受の動
特性（バネ作用とダンピング作用）によつて大き
く左右されるため、高精度な振動予測のために
は、的確な軸受動特性を知る必要がある。この軸
受動特性は軸受の作動状態すなわち回転数や軸受
荷重、片当り状態などによつて変化する。もちろ
ん軸受の種類、形状によつても異なる。
おいて、その回転軸と軸受の位置関係は、軸受は
ある幅（一般には軸直径と同程度）を有している
ため、その中では軸の自重によるたわみや軸受の
取付精度によつて片当り（傾き）状態にある。一
方、回転軸の振動特性はそれを支持する軸受の動
特性（バネ作用とダンピング作用）によつて大き
く左右されるため、高精度な振動予測のために
は、的確な軸受動特性を知る必要がある。この軸
受動特性は軸受の作動状態すなわち回転数や軸受
荷重、片当り状態などによつて変化する。もちろ
ん軸受の種類、形状によつても異なる。
一般には、片当りのない状態でかつ軸受内で軸
が並行に振動する場合を想定して、それに対する
軸受動特性を評価すればよい場合が多いが、厳密
な意味では上記のように片当り状態にありかつ傾
き振動する場合も含めて軸受動特性を評価し振動
予測する上で考慮することが望ましい。しかし、
従来の試験装置では片当り状態でかつ傾き振動を
与えることができず、したがつて理論的には求め
られても実験的に検証することができなかつた。
が並行に振動する場合を想定して、それに対する
軸受動特性を評価すればよい場合が多いが、厳密
な意味では上記のように片当り状態にありかつ傾
き振動する場合も含めて軸受動特性を評価し振動
予測する上で考慮することが望ましい。しかし、
従来の試験装置では片当り状態でかつ傾き振動を
与えることができず、したがつて理論的には求め
られても実験的に検証することができなかつた。
本発明は軸と軸受の相対位置を傾き（片当り）
状態にすることも可能でかつ傾き方向加振も可能
とした動特性試験装置を提供するものである。
状態にすることも可能でかつ傾き方向加振も可能
とした動特性試験装置を提供するものである。
前記問題点を解決するために本発明は、試験軸
受の鉛直下方に軸受荷重の負荷装置を２個配置
し、かつ斜め下方方向に加振装置を２個配置し
て、計４個の組合せで任意の片当り状状態を具現
可能とするとともに、２個の加振装置の出力の組
合せで並行加振、傾き加振を可能なように構成し
たものである。
受の鉛直下方に軸受荷重の負荷装置を２個配置
し、かつ斜め下方方向に加振装置を２個配置し
て、計４個の組合せで任意の片当り状状態を具現
可能とするとともに、２個の加振装置の出力の組
合せで並行加振、傾き加振を可能なように構成し
たものである。
この構成により、実機では軸受は固定され、そ
の軸受内で回転軸がある状態で振動するが、試験
装置では逆に回転軸はその両端を支持軸受で支持
され、試験軸受は軸のほぼ中央に懸垂された格好
で配置されて、軸受は加振されるが、軸受動特性
に関しては相対的なものなのでどちらでも同じで
ある。したがつて、上記本発明構成によつて生じ
る振動挙動から軸と軸受の相対振動及び軸受の絶
対振動、加振力、加振周波数を検出することによ
り、軸受油膜の動特性すなわちバネ作用、ダンピ
ング作用が求められる。
の軸受内で回転軸がある状態で振動するが、試験
装置では逆に回転軸はその両端を支持軸受で支持
され、試験軸受は軸のほぼ中央に懸垂された格好
で配置されて、軸受は加振されるが、軸受動特性
に関しては相対的なものなのでどちらでも同じで
ある。したがつて、上記本発明構成によつて生じ
る振動挙動から軸と軸受の相対振動及び軸受の絶
対振動、加振力、加振周波数を検出することによ
り、軸受油膜の動特性すなわちバネ作用、ダンピ
ング作用が求められる。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図において、１は回転軸で、その両端は
支持軸受２，３によつて支持され、試験軸受４は
その中央に配置されており、該回転軸１は適当な
動力源によつて駆動されている。２つの支持軸受
２，３は支持台５，６に取付けられて台盤７に固
定されるとともに、上部に掛け渡された支持台補
強板８によつて剛性を高めるように補強されてい
る。中央に配置された試験軸受４はケーシング９
の中に試験軸受メタル１０が収められて構成さ
れ、軸受としては回転軸１との隙間において自由
に浮動し得る。前記試験軸受４のケーシング９の
下端には連結座１１を介して２つの負荷装置１
２，１３が鉛直下方にかつ回転軸１の軸心方向に
並列されて取付けられている。２つの負荷装置１
２，１３は、連結座１１に取付けられ静荷重を計
測するロードセル１４，１５と、荷重をかけるた
めのベローズ１６，１７と、それらを支持するベ
ローズ取付台１８，１９からなつている。前記２
つのベローズ１６，１７に入力する圧油の圧力調
整により、試験軸受４に荷重をかけると同時にモ
ーメントを与えることができ、任意の片当り状態
を設定できる。
る。第１図において、１は回転軸で、その両端は
支持軸受２，３によつて支持され、試験軸受４は
その中央に配置されており、該回転軸１は適当な
動力源によつて駆動されている。２つの支持軸受
２，３は支持台５，６に取付けられて台盤７に固
定されるとともに、上部に掛け渡された支持台補
強板８によつて剛性を高めるように補強されてい
る。中央に配置された試験軸受４はケーシング９
の中に試験軸受メタル１０が収められて構成さ
れ、軸受としては回転軸１との隙間において自由
に浮動し得る。前記試験軸受４のケーシング９の
下端には連結座１１を介して２つの負荷装置１
２，１３が鉛直下方にかつ回転軸１の軸心方向に
並列されて取付けられている。２つの負荷装置１
２，１３は、連結座１１に取付けられ静荷重を計
測するロードセル１４，１５と、荷重をかけるた
めのベローズ１６，１７と、それらを支持するベ
ローズ取付台１８，１９からなつている。前記２
つのベローズ１６，１７に入力する圧油の圧力調
整により、試験軸受４に荷重をかけると同時にモ
ーメントを与えることができ、任意の片当り状態
を設定できる。
第２図および第３図において、試験軸受４のケ
ーシング９の斜め下方45゜の位置には連結座２０
を介して２つの加振装置２１，２２が斜め下方
45゜方向にかつ回転軸１の軸心方向に並列されて
取付けられている。２つの加振装置２１，２２は
連結座２０に取付けられる連結部材２３，２４
と、該連結部材２３、２４に取付けられ加振力お
よび加振点における加速度を同時に検出できる荷
重計２５，２６と、該荷重計２５，２６に取付け
られる連結部材２７，２８と、該連結部材２７，
２８に引張片２９，３０を介して結合される連結
部材３１，３２と、前記引張片２９，３０に外嵌
し前記連結部材２７，２８および３１，３２に介
装される圧縮コイルばね３３，３４と、前記連結
部材３１，３２に連結される電気―油圧加振器３
５，３６とからなつている。この２つの加振装置
２１，２２を用いて同位相で加振すれば、試験軸
受４に並行加振を与えることができ、逆位相で加
振すれば、傾き加振を与えることができる。これ
ら加振装置２１，２２は台盤７に固定された側板
３７に45゜向きにボルト固定されており、該側板
３７は上部枠体３８によつて前記支持台補強板８
に固定され、剛性の高い構造となるよう補強され
ている。また前記加振装置２１，２２は上部の連
結部材２３，２４を連結座２０から外し、下部を
側板から外すことによつて対称位置の下方45゜方
向にも取付けられるようになつている。
ーシング９の斜め下方45゜の位置には連結座２０
を介して２つの加振装置２１，２２が斜め下方
45゜方向にかつ回転軸１の軸心方向に並列されて
取付けられている。２つの加振装置２１，２２は
連結座２０に取付けられる連結部材２３，２４
と、該連結部材２３、２４に取付けられ加振力お
よび加振点における加速度を同時に検出できる荷
重計２５，２６と、該荷重計２５，２６に取付け
られる連結部材２７，２８と、該連結部材２７，
２８に引張片２９，３０を介して結合される連結
部材３１，３２と、前記引張片２９，３０に外嵌
し前記連結部材２７，２８および３１，３２に介
装される圧縮コイルばね３３，３４と、前記連結
部材３１，３２に連結される電気―油圧加振器３
５，３６とからなつている。この２つの加振装置
２１，２２を用いて同位相で加振すれば、試験軸
受４に並行加振を与えることができ、逆位相で加
振すれば、傾き加振を与えることができる。これ
ら加振装置２１，２２は台盤７に固定された側板
３７に45゜向きにボルト固定されており、該側板
３７は上部枠体３８によつて前記支持台補強板８
に固定され、剛性の高い構造となるよう補強され
ている。また前記加振装置２１，２２は上部の連
結部材２３，２４を連結座２０から外し、下部を
側板から外すことによつて対称位置の下方45゜方
向にも取付けられるようになつている。
試験軸受４の給油は上部に設けた給油口３９か
ら行なわれ、軸受隙間を通つて変位計４０の取付
けを兼用した油切り４１でさえぎられ、下方の油
溜め４２に自然排油され、溜つた油は自然に油タ
ンクに戻る。一方支持軸受２，３の給排油は試験
軸受４とは別系統で行なわれ、上部に設けた給油
口４３，４４から給油され、支持台５，６に設け
た排油口４５，４６から油タンクに戻るようにな
つている。
ら行なわれ、軸受隙間を通つて変位計４０の取付
けを兼用した油切り４１でさえぎられ、下方の油
溜め４２に自然排油され、溜つた油は自然に油タ
ンクに戻る。一方支持軸受２，３の給排油は試験
軸受４とは別系統で行なわれ、上部に設けた給油
口４３，４４から給油され、支持台５，６に設け
た排油口４５，４６から油タンクに戻るようにな
つている。
加振によつて生じる振動応答は、回転軸１と試
験軸受４との相対振動として前記変位計４０によ
つて検出される。そして加振力と振動変位のデー
タから簡単な計算式を用いて、線形近似した軸受
油膜の動特性、すなわち第４図のモデル図に示す
各弾性係数と減衰係数が求められる。第４図にお
いて、 K〓，K〓は回転方向の弾性係数、 C〓，C〓は回転方向の減衰係数、 Kx，Kyは直線方向の弾性係数、 Cx，Cyは直線方向の減衰係数、 であり、Ｒは油膜半径隙間を示す。
験軸受４との相対振動として前記変位計４０によ
つて検出される。そして加振力と振動変位のデー
タから簡単な計算式を用いて、線形近似した軸受
油膜の動特性、すなわち第４図のモデル図に示す
各弾性係数と減衰係数が求められる。第４図にお
いて、 K〓，K〓は回転方向の弾性係数、 C〓，C〓は回転方向の減衰係数、 Kx，Kyは直線方向の弾性係数、 Cx，Cyは直線方向の減衰係数、 であり、Ｒは油膜半径隙間を示す。
一般に軸受油膜は連成作用を有しており、すな
わちバネでいえば力をかけた方向と直角方向に変
位を生ずるバヌ係数、並行挙動のみなのに傾き方
向のバネ作用もあるなど特異な特性を有してお
り、力学的にはバネ係数と減衰係数が各々16個計
32個の係数で軸受動特性が表わされる。すなわち
次式のようになる。
わちバネでいえば力をかけた方向と直角方向に変
位を生ずるバヌ係数、並行挙動のみなのに傾き方
向のバネ作用もあるなど特異な特性を有してお
り、力学的にはバネ係数と減衰係数が各々16個計
32個の係数で軸受動特性が表わされる。すなわち
次式のようになる。
ここでFx，Fy：各々ｘ，ｙ方向の油膜反力
Mx，My：各々ｘ，ｙ方向の油膜反モーメン
ト Kij（ｉ，ｊ＝ｘ，ｙ，θ，φ）：油膜弾性係
数 Cij（ｉ，ｊ＝ｘ，ｙ，θ.φ）：油膜減衰係数 添字ｘ，ｙ：直線方向（並行成分）を示す。
ト Kij（ｉ，ｊ＝ｘ，ｙ，θ，φ）：油膜弾性係
数 Cij（ｉ，ｊ＝ｘ，ｙ，θ.φ）：油膜減衰係数 添字ｘ，ｙ：直線方向（並行成分）を示す。
添字θ，φ：回転方向（傾き成分）を示す。
以上本発明によれば、２つの負荷装置により試
験軸受に荷重をかけると同時にモーメントを与え
ることができ、任意の片当り状態の設定が可能で
あり、しかも２つの加振装置により試験軸受に並
行加振や傾き加振を与えることができ、従つて従
来に比べて広範囲の種々の軸受状態を設定可能で
あり、それぞれの動特性を求め得る利点を有す
る。
験軸受に荷重をかけると同時にモーメントを与え
ることができ、任意の片当り状態の設定が可能で
あり、しかも２つの加振装置により試験軸受に並
行加振や傾き加振を与えることができ、従つて従
来に比べて広範囲の種々の軸受状態を設定可能で
あり、それぞれの動特性を求め得る利点を有す
る。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体
の一部断面正面図、第２図は一部切欠き部分側面
図、第３図は加振装置の一部省略平面図、第４図
は軸受油膜の動特性モデル図である。 １……回転軸、２，３……支持軸受、４……試
験軸受、１２，１３……負荷装置、２１，２２…
…加振装置、４０……変位計。
の一部断面正面図、第２図は一部切欠き部分側面
図、第３図は加振装置の一部省略平面図、第４図
は軸受油膜の動特性モデル図である。 １……回転軸、２，３……支持軸受、４……試
験軸受、１２，１３……負荷装置、２１，２２…
…加振装置、４０……変位計。
Claims (1)
- １ 回転軸を支えるすべり軸受の油膜特性に係る
動特性を実験的に求める試験装置であつて、両端
を支持軸受で支持され適当な動力源により回転駆
動される回転軸と、この回転軸のほぼ中央位置に
回転軸に対して適当な隙間をもつて配置される試
験軸受と、この試験軸受のケーシングの下端に２
つの負荷装置を鉛直下方方向にかつ回転軸の軸心
方向に並列させて設け、さらに前記ケーシングの
斜め下方位置に２つの加振装置を斜め下方方向に
かつ回転軸の軸心方向に並列させて設けたことを
特徴とする軸受の動特性試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4093180A JPS56137127A (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Testing device for dynamic characteristic of bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4093180A JPS56137127A (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Testing device for dynamic characteristic of bearing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56137127A JPS56137127A (en) | 1981-10-26 |
| JPS632050B2 true JPS632050B2 (ja) | 1988-01-16 |
Family
ID=12594239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4093180A Granted JPS56137127A (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Testing device for dynamic characteristic of bearing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56137127A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4841327A (en) * | 1987-01-12 | 1989-06-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Camera system |
| US4862738A (en) * | 1987-08-20 | 1989-09-05 | Allied-Signal, Inc. | Test system for wheel bearings |
| CN102103035B (zh) * | 2010-12-07 | 2013-06-12 | 瓦房店轴承集团有限责任公司 | 风力发电机主轴轴承试验方法 |
| CN103323248B (zh) * | 2013-07-04 | 2015-07-08 | 南京理工大学 | 角接触球轴承动、静态特性参数测试装置 |
| CN109520733B (zh) * | 2019-01-05 | 2023-12-05 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种永磁联轴器的加载试验装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5246117A (en) * | 1975-09-12 | 1977-04-12 | Anic Spa | Micro fiber structured body and its manufacture |
-
1980
- 1980-03-28 JP JP4093180A patent/JPS56137127A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5246117A (en) * | 1975-09-12 | 1977-04-12 | Anic Spa | Micro fiber structured body and its manufacture |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56137127A (en) | 1981-10-26 |
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