JPH0552449B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は動つりあい試験機に関し、更に詳しく
は、固定的に設けられた軸受上に供試体を支持し
て回転させ、その回転により軸受に作用する遠心
力を不つりあい信号として検出する、いわゆるハ
ードタイプの動つりあい試験機に関する。[Detailed Description of the Invention] (a) Industrial Application Field The present invention relates to a dynamic balance testing machine, and more specifically, a specimen is supported and rotated on a fixedly provided bearing, and as a result of the rotation, the bearing This invention relates to a so-called hard type dynamic balance tester that detects the centrifugal force acting on the machine as an unbalance signal.

(ロ) 従来技術 一般に、上述の如きハードタイプの動つりあい
試験機においては、次のような原理に基づいて、
軸受上に作用する遠心力から供試体の軸受上での
不つりあい量が算出される。(b) Prior art In general, in the hard type dynamic balance tester as described above, based on the following principle,
The amount of unbalance on the bearing of the specimen is calculated from the centrifugal force acting on the bearing.

すなわち、供試体の不つりあい量の為に、供試
体の回転中心と慣性主軸との間に、 e₀＝ｗ・ｒ／Ｗ ……(1) で表わされるずれが生ずる。ここではｗは不つり
あい量、ｒは不つりあい半径、Ｗは供試体重量で
ある。このずれe₀の発生により軸受には Ｆ＝ｗ・ｒ／ｇω² ……(2) なる遠心力Ｆが作用し、このＦを検出することに
より供試体の不つりあい量ｗが求められる。な
お、不つりあい量は速度には無関係であるから、
実際には遠心力Ｆをを時間ｔで２重積分して、 wα∬Fdtdt ……(3) により算出される。 That is, due to the amount of unbalance of the specimen, a deviation expressed as e ₀ =w·r/W (1) occurs between the rotation center of the specimen and the principal axis of inertia. Here, w is the unbalanced amount, r is the unbalanced radius, and W is the sample weight. Due to the occurrence of this deviation e ₀ , a centrifugal force F of F=w·r/gω ² (2) acts on the bearing, and by detecting this F, the amount of unbalance w of the specimen can be determined. Furthermore, since the amount of unbalance is unrelated to the speed,
In reality, centrifugal force F is double integrated over time t, and calculated as wα∬Fdtdt...(3).

以上の原理は、供試体をその供振点に比べて充
分に低い回転数で回転させたときに成り立ち、共
振点近傍で回転させたときには、供試体はいわゆ
る弾性ロータとしての挙動を示し、動的たわみの
発生により上述の原理は成立しなくなり、従つて
得られた不つりあい量ｗは、実際に供試体をつり
あわせる為に付加すべき錐りの重量と異なる値と
なつてしまい、故に従来の動つりあい試験機で
は、固有振動数の低い供試体は測定不可能とされ
ていた。 The above principle holds true when the specimen is rotated at a sufficiently low rotational speed compared to its resonance point, and when rotated near the resonance point, the specimen behaves like a so-called elastic rotor and moves. Due to the occurrence of target deflection, the above-mentioned principle no longer holds true, and the obtained unbalance w becomes a value different from the weight of the drill bit that should be added to actually balance the specimen. It was considered impossible to measure specimens with low natural frequencies using the dynamic balance tester.

(ハ) 目的 本発明の目的は、供試体に動的たわみの発生す
るような回転数を与えて試験しても、常に不つり
あい量の指示値が供試体をつりあわせるべき修正
重量と一致するような動つりあい試験機を提供す
ることにある。(c) Purpose The purpose of the present invention is to ensure that even if the specimen is tested at a rotational speed that causes dynamic deflection, the indicated value of the unbalance amount always matches the corrected weight to which the specimen should be balanced. Our objective is to provide such a dynamic balance testing machine.

(ニ) 発明の原理並びに構成 動的たわみの発生時においては、軸受には上述
した(2)式で表わされる遠心力Ｆに比べてはるかに
大きな遠心力が作用する。その大きさをＰとする
と、 で表わされる。ここでＣは減衰定数、Ccは臨界
減衰定数、Ｎは試験回転数、Ncは共振回転数で
ある。従つて、動的にたわみ発生時において検出
された遠心力Ｐから、上述の(3)式をそのまま適用
して不つりあい量ｗを求めると、その値は真の不
つりあい量よりも大きな値となつてしまう。(d) Principle and structure of the invention When dynamic deflection occurs, a much larger centrifugal force acts on the bearing than the centrifugal force F expressed by equation (2) above. If its size is P, It is expressed as Here, C is a damping constant, Cc is a critical damping constant, N is the test rotational speed, and Nc is the resonance rotational speed. Therefore, if we calculate the unbalance amount w from the centrifugal force P detected when dynamic deflection occurs and apply the above equation (3) as is, the value will be larger than the true unbalance amount. I get used to it.

本発明の特徴とするところは、不つりあい量を
表示する表示器の前段に、動的たわみ発生時にお
ける上述の(4)式で示される遠心力増大分を補正す
る演算回路を設け、試験回転数を供試体の共振回
転数近傍等の任意の回転数に設定しても、常に正
しい不つりあい量を表示し得るよう構成したこと
にある。 A feature of the present invention is that an arithmetic circuit is provided in front of the display that displays the amount of unbalance to correct the increase in centrifugal force shown by the above equation (4) when dynamic deflection occurs, and Even if the number of revolutions is set to an arbitrary number of revolutions, such as near the resonant revolution number of the specimen, the present invention is configured so that the correct amount of unbalance can always be displayed.

(ホ) 実施例 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明
する。(e) Examples Examples of the present invention will be described below based on the drawings.

第１図は本発明実施例の構成図である。 FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

供試体Ｗは固定された左右の軸受１Ｌおよび１
Ｒによつて支持され、図示しない回転駆動装置に
より回転が与えられる。その回転により軸受１
Ｌ，１Ｒに作用する遠心力は、それぞれ遠心力検
出器２Ｌ，２Ｒによつて検出される。また、回転
駆動装置の回転軸等のマーク等をフオトセル３で
検出することにより、供試体Ｗの回転に同期した
基準位相信号が得られる。 The specimen W consists of fixed left and right bearings 1L and 1.
It is supported by R and is rotated by a rotational drive device (not shown). Due to its rotation, bearing 1
The centrifugal forces acting on L and 1R are detected by centrifugal force detectors 2L and 2R, respectively. Further, by detecting marks such as the rotation axis of the rotary drive device with the photocell 3, a reference phase signal synchronized with the rotation of the specimen W can be obtained.

左右の遠心力検出器１Ｌ，１Ｒとフオトセル３
の出力は、左右それぞれの演算回路４Ｌ，４Ｒ、
周波数変換回路５Ｌ，５Ｒおよび位相測定回路６
Ｌ，６Ｒにより、上述した(3)式の演算や面分離等
の公知の計算が施され、左右両修正面上での不つ
りあい量w_L，w_Rおよび不つりあい角度θ_L，θ_Rに
変換される。不つりあい角度θ_L，θ_Rは、それぞれ
の左右の不つりあい角度指示計７Ｌ，７Ｒによつ
て指示される。不つりあり量w_L，w_Rはそれぞれ
補正演算回路８Ｌ，８Ｒに導入され、後述するよ
うな補正演算を施したうえで、真の不つりあい量
w_L′，w_R′として左右の不つりあい量指示計９Ｌ，
９Ｒに指示されるよう構成されている。 Left and right centrifugal force detectors 1L, 1R and photocell 3
The outputs of the left and right arithmetic circuits 4L, 4R,
Frequency conversion circuits 5L, 5R and phase measurement circuit 6
Using L and 6R, known calculations such as the above-mentioned equation (3) and surface separation are performed, and the unbalance amounts w _L , w _R and unbalance angles θ _L , θ _R on both the left and right correction surfaces are calculated. converted. The unbalance angles θ _L and θ _R are indicated by the left and right unbalance angle indicators 7L and 7R, respectively. The unbalance amounts w _L and w _R are introduced into correction calculation circuits 8L and 8R, respectively, and after performing correction calculations as described later, the true unbalance amount is determined.
w _L ′, w _R ′ are left and right unbalance amount indicators 9L,
It is configured to be instructed by 9R.

補正演算回路８Ｌ，８Ｒでは、上述した(4)式に
基づいて、見かけの不つりあい量w_L，w_Rを補正
するわけであるが、実質的には(4)式におけるＣ、
CcおよびNcの値は完全には把握できない。 The correction calculation circuits 8L and 8R correct the apparent unbalance amounts w _L and w _R based on the above-mentioned equation (4), but in reality, C in equation (4),
The values of Cc and Nc cannot be completely determined.

そこで本発明実施例においては、次のような手
順によつて補正演算を可能としている。すなわ
ち、試験に先立ち、試験すべきロータ等と同種の
もので、かつ、低速回転域（上述の(3)式成立域）
にて完全にバランスのとれたものを用意し、その
中央面（あるいは左右両測定面の同位相位置）に
既知の不つりあい量ｗを付加する。そしてこれ
を、補正演算回路８Ｌ，８Ｒを通さず直接みかけ
の不つりあい量w_L，w_Rを指示するようにした当
該試験機に取り付け、低速から共振回転数にまで
順次回転数を上げてそれぞれの回転数で試験し、
指示された不つりあい量wa（w_L又はw_R）を記録
してゆく。これに基づき、第２図のグラフに示す
如き、真の不つりあい量ｗとみかけの不つりあい
量wa、および試験回転数Ｎの関係が得られる。
この関係は、 ｗ＝wa・ｆ（Ｎ／Nc） ……(5) で表わすことができ、上述の記録に基づいて(5)式
を具体化し、補正演算回路８Ｌ，８Ｒを設定す
る。これにより、試験時において周波数演算回路
５Ｌ，５Ｒから出力されたみかけの不つりあい量
w_L，w_Rは、それぞれ真の不つりあい量w_L′，
w_R′に補正され、不つりあい量指示計９Ｌ，９Ｒ
には、供試体Ｗの共振回転数近傍等の任意の試験
回転数において、常に真の不つりあい量が指示さ
れることになる。 Therefore, in the embodiment of the present invention, the correction calculation is made possible by the following procedure. In other words, before the test, make sure that the rotor, etc. is the same type as the one to be tested, and that it is in the low speed rotation range (the range where formula (3) is satisfied above).
A perfectly balanced one is prepared, and a known unbalance amount w is added to the center plane (or the same phase position of both left and right measurement planes). Then, this was installed in the test machine that directly indicates the apparent unbalance amounts w _L and w _R without going through the correction calculation circuits 8L and 8R, and the rotation speed was increased sequentially from low speed to the resonance rotation speed. Tested at a rotation speed of
Record the specified unbalance amount wa (w _L or w _R ). Based on this, the relationship between the true unbalance amount w, the apparent unbalance amount wa, and the test rotational speed N can be obtained as shown in the graph of FIG.
This relationship can be expressed as w=wa·f(N/Nc) (5). Based on the above record, formula (5) is implemented and the correction calculation circuits 8L and 8R are set. As a result, the apparent unbalance amount output from the frequency calculation circuits 5L and 5R during the test
w _L and w _R are the true unbalance amount w _L ′, respectively
w Corrected to _R ', unbalance amount indicators 9L, 9R
In this case, the true amount of unbalance is always indicated at an arbitrary test rotation speed, such as near the resonant rotation speed of the specimen W.

なお、供試体のＣ、Cc、Ccが前もつて完全に
既知な場合には、(4)式に基づく補正演算を行つて
もよいことは云うまでもない。 It goes without saying that if C, Cc, and Cc of the specimen are completely known in advance, a correction calculation based on equation (4) may be performed.

(ヘ) 効果 以上説明したように、本発明によれば供試体の
動的たわみ発生に基づく遠心力の増大分を補正し
て、常に真の不つりあい量を指示するよう構成し
たから、従来の試験機によつては実質的に不可能
であつた弾性ロータ（共振回転数の低いロータ）
でも、正確な不つりあい測定を行うことができる
ようになり、ハードタイプ動つりあい試験機の使
用範囲を拡大することができる。(f) Effects As explained above, according to the present invention, the increase in centrifugal force due to the occurrence of dynamic deflection of the specimen is corrected, and the true unbalance amount is always indicated. Elastic rotor (rotor with low resonance rotation speed), which was virtually impossible with some test machines.
However, it is now possible to perform accurate unbalance measurements, and the range of use of hard type dynamic balance testers can be expanded.

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

第１図は本発明実施例の構成図、第２図は試験
回転数に対するみかけの不つりあい量と真の不つ
りあい量の比の関係の一例をあらわすグラフであ
る。 １Ｌ，１Ｒ……軸受、２Ｌ，２Ｒ……遠心力検
出器、３……フオトセル、４Ｌ，４Ｒ……演算回
路、５Ｌ，５Ｒ……周波数変換回路、６Ｌ，６Ｒ
……位相測定回路、７Ｌ，７Ｒ……不つりあい角
度指示計、８Ｌ，８Ｒ……補正演算回路、９Ｌ，
９Ｒ……不つりあい量指示計。 FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the ratio of the apparent unbalance amount to the true unbalance amount with respect to the test rotation speed. 1L, 1R... Bearing, 2L, 2R... Centrifugal force detector, 3... Photo cell, 4L, 4R... Arithmetic circuit, 5L, 5R... Frequency conversion circuit, 6L, 6R
...Phase measurement circuit, 7L, 7R...Unbalance angle indicator, 8L, 8R...Correction calculation circuit, 9L,
9R...Unbalance amount indicator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 固定された軸受上に支持された供試体に回転
を与え、その回転により上記軸受に作用する遠心
力と、供試体の回転位相を検出することにより、
供試体に存在する不つりあい量とその角度を所定
の演算により求め、それぞれを表示器に表示する
装置において、上記不つりあい量の表示器の前段
に、供試体の動的たわみの発生に起因する上記遠
心力検出値の増大分を補正する演算回路を設けた
ことを特徴とする動つりあい試験機。1. By applying rotation to a specimen supported on a fixed bearing and detecting the centrifugal force acting on the bearing due to the rotation and the rotational phase of the specimen,
In a device that calculates the amount of unbalance existing in the specimen and its angle by a predetermined calculation and displays each on a display, a display indicating the unbalance amount due to the occurrence of dynamic deflection of the specimen is displayed before the unbalance amount display. A motion balance testing machine characterized by being provided with an arithmetic circuit for correcting the increase in the detected centrifugal force value.