JPH11142275A - 釣合い試験機 - Google Patents

釣合い試験機

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JPH11142275A
JPH11142275A JP32032797A JP32032797A JPH11142275A JP H11142275 A JPH11142275 A JP H11142275A JP 32032797 A JP32032797 A JP 32032797A JP 32032797 A JP32032797 A JP 32032797A JP H11142275 A JPH11142275 A JP H11142275A
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JP
Japan
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rotating body
rotary body
mass
center
balancing
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Application number
JP32032797A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kanamori
宏 金森
Takashi Kawaguchi
隆 川口
Yuichi Minami
裕一 巳波
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Akashi Corp
Original Assignee
Akashi Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 釣合い試験機において、回転体の質量中心の
軸方向の位置を求めるに当たって、釣合い試験機とは別
途に重量計を用意しなくとも済むようにし、また任意の
回転体に対して、釣合い試験機により支持した状態で簡
便に回転体の両端における静荷重を計測することができ
るようにし、計測された静荷重に基づいて迅速に、しか
も正確かつ確実に回転体の質量中心の軸方向の位置を求
めることができるようにする。 【解決手段】 釣合い試験機は、回転体6を、同回転体
6の回転軸線方向に相互に間隔を置いた位置において回
転自在に支持する複数の回転体支持部2、3と、回転体
支持部2、3により回転体6を支持した状態で各回転体
支持部2、3毎に各回転体支持部2、3に加わる回転体
6の静荷重の大きさを検出する荷重検出手段4a、4
b、4c、4d、5a、5bとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転体に対する釣
合い試験を適正かつ迅速に行なうことができる釣合い試
験機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、回転体を被試験体として釣合い試
験を行なう際には、回転体を回転軸線周りに回転自在に
支持して回転させ、そのとき回転体にはたらく遠心力に
より回転体の不釣合い検出部において検出される振動的
な力あるいは運動により、回転体の不釣合いの大きさを
調べて、回転体の質量の分布状態を把握することが行な
われている。そして、通常、回転体の不釣合いの大きさ
に応じて、回転体の不釣合いの大きさが、許容できる最
大の残留不釣合いの大きさ以内となるように、回転体に
質量を付加したり、回転体の一部から質量を取り除いた
りすることによって、回転体の質量分布を調整し、回転
体に対する釣合わせが行なわれる。
【0003】回転体すなわちロータについて、剛性ロー
タとして釣合わせを行なう場合に、上記のような許容で
きる最大の残留不釣合いの大きさ、すなわち許容残留不
釣合いあるいは許容不釣合いは、日本工業規格JIS−
B0905に規定された規格に従って求めることができ
る。
【0004】回転体の許容残留不釣合いを求めるに当た
っては、回転体の回転機械としての用途や要求される精
度に応じて、上記日本工業規格JIS−B0905にお
いて例示された釣合い良さの等級表に従って釣合い良さ
の等級が決定され、決定された釣合い良さの等級に応じ
た釣合い良さの上限値が設定される。釣合い良さの等級
は、G0.4、G1、G2.5、・・・、G4000 のように定めら
れており、例えば釣合い良さの等級をG6.3 と決定した
場合、釣合い良さの上限値は6.3 mm/sとなる。
【0005】許容残留比不釣合いとは、許容残留不釣合
いの大きさを回転体の質量で割った量のことをいうが、
回転体の釣合い良さの等級と実用回転速度n(min-1
とが与えられた場合には、既知のグラフ、すなわち実用
回転速度n(min-1)の値を横軸にとり、許容残留比不
釣合いeper(μm)の値を縦軸にとり、各釣合い良さの
等級をパラメータとしたときの実用回転速度n(mi
n-1)に対する最適な許容残留比不釣合いeper(μm)
の値を示すグラフに従い、直ちに許容残留比不釣合いを
求めることができる。
【0006】上述のようにして許容残留比不釣合いepe
r(μm)が求まると、この許容残留比不釣合いeper
(μm)の値に回転体の質量m(kg)を乗じることによ
って、同回転体の許容残留不釣合いUper=eper・m
(g・mm)を求めることができる。
【0007】ところで、回転体において不釣合いの修正
が行なわれる同回転体の回転軸線に垂直な面を修正面と
定義したとき、1つの修正面を持つ回転体の場合には、
その修正面の許容残留不釣合いは、その回転体の許容残
留不釣合いUper に等しいが、2つの修正面を持つ回転
体の場合には、許容残留不釣合いUper を、第1の修正
面の許容残留不釣合いUper1 と第2の修正面の許容残
留不釣合いUper2 とに配分する必要がある。
【0008】2つの修正面を持つ回転体の場合であっ
て、許容残留不釣合いUper を、第1の修正面の許容残
留不釣合いUper1 と第2の修正面の許容残留不釣合い
Uper2とに配分する際には、上記日本工業規格JIS
−B0905の規定に従って以下のようにして配分され
る。
【0009】まず第1に、図3に示すように、例えば回
転体7が次の ないし の条件を満足するとき、す
なわち 回転体7の質量中心Sが軸受R1 および軸受
2間の距離を3等分したときの中央の部分にあり、
2つの修正面Aおよび修正面Bが共に両軸受R1 およ
び軸受R2 の間にあって、修正面A,B間 の距離bが
軸受R1 、R2 間の距離Lの1/3と1倍との間にあり
(L/3≦b≦L)、 回転体7の質量中心Sから修
正面Aまでの距離h1 と質量中心Sから修正面Bまでの
距離h2 との比が3/7以上、7/3以下である(3/
7≦h1/h2≦7/3)場合には、第1の修正面Aの許
容残留不釣合いUper1 が[数1]式により配分され、
第2の修正面Bの許容残留不釣合いUper2 が[数2]
式により配分される。
【数1】Uper1=(h2/b)・Uper
【数2】 Uper2=(h1/b)・Uper=(h1/h2)・Uper1
【0010】第2に、回転体の質量中心Sが軸受R1
2 間の距離Lを3等分したときの中央の部分にあり、
かつ両修正面A、Bが両軸受R1 、R2 を挟んで外側に
ある場合には、回転体の質量中心Sから修正面Aまでの
距離をh1 とし、回転体の質量中心Sから修正面Bまで
の距離をh2 とすると、第1の修正面Aの許容残留不釣
合いUper1 が[数3]式により配分され、第2の修正
面Bの許容残留不釣合いUper2 が[数4]式により配
分される。
【数3】Uper1=(h2/b)・(L/b)・Uper
【数4】Uper2=(h1/b)・(L/b)・Uper=(h1
/h2)・Uper1
【0011】第3に、回転体の修正面Aから修正面Bま
での距離bが軸受R1 、R2 間の距離Lの1/3より小
さいとき(b<L/3)、許容残留不釣合いを静あるい
は準静不釣合いと偶不釣合いとに分け、静あるいは準静
不釣合いの場合には、修正面を修正面A、Bの中間で軸
受けR2 からの距離がcの位置の第3の修正面Cとする
か、修正面を修正面A,Bの一方または両方とし、偶不
釣合いの場合には修正面Aおよび修正面Bに配分する。
ただしその場合、第1の修正面Aの許容残留不釣合いU
per1 および第2の修正面Bの許容残留不釣合いUper
2 が[数5]式により配分され、第3の修正面Cの許
容残留不釣合いUper3 が[数6]式により配分され
る。
【数5】Uper1=Uper2=(Uper/2)・{(3L)
/(4b)}
【数6】Uper3=(Uper/2)・{L/(2c)}
【0012】第4に、図4に示すように、例えば回転体
8が上記第1の場合ないし第3の場合のいずれにも属さ
ない場合には、1つの軸受R1 を基準軸受とし、すべて
の寸法をその基準軸受から他の軸受R2 に向かう方向を
正として表し、2つの修正面をその方向に順次修正面
A、修正面Bとする。また、基準軸受R1 から軸受R2
までの距離をL、準軸受R1 から修正面Aまでの距離を
a、修正面Aから修正面Bまでの距離をb、基準軸受R
1 から質量中心Sまでの距離をs、修正面Aから質量中
心Sまでの距離をh1、質量中心Sから修正面Bまでの
距離をh2 とする。この場合、修正面Aの許容残留不釣
合いUper1は、[数7]式ないし[数10]により計
算される値U′per1 のうち絶対値の最小の値とし、第
2の修正面Bの許容残留不釣合いUper2 を[数11]
により配分する。
【数7】U′per1=Uper・[(kL)/{(L−a)+R
(L−a−b)}]
【数8】U′per1=Uper・[(kL)/{(L−a)−R
(L−a−b)}]
【数9】U′per1=Uper・[(L−k)L/{a+R(a
+b)}]
【数10】U′per1=Uper・[(L−k)L/{a−R
(a+b)}]
【数11】Uper2=R・Uper1 ここで、kは両軸受R1 、R2 に加わる動荷重のうち基
準軸受R1 が分担できる割合を示し、回転体の質量中心
Sの軸方向の位置が分かれば[数12]式に従い、Rは
修正面Bの許容残留不釣合いと修正面Aの許容残留不釣
合いとの比で、回転体の質量中心Sの軸方向の位置が分
かれば[数13]式に従う。
【数12】 k=(L−s)/L ただし、0.3≦k≦0.7
【数13】 R=h1/h2 ただし、0.5≦R≦2
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、回転体
について釣合い試験を行なうに当たり、回転体が2つの
修正面を持つような回転体の場合には、同回転体の許容
残留不釣合いUper を、第1の修正面に対する許容残留
不釣合いUper1 と第2の修正面に対する許容残留不釣
合いUper2 とに配分しなければならないが、その際に
は、回転体の質量中心Sの軸方向の位置を知る必要があ
った。従来、回転体の質量中心Sの軸方向の位置を知る
ため、計算が可能な場合には、回転体の質量中心Sの軸
方向の位置を計算のみにより算出したり、回転体の構造
が複雑である場合には、釣合い試験機とは別途に用意し
た重量計を用いて計測した回転体の両端における重量荷
重に基づいて、回転体の質量中心Sの軸方向の位置を算
出したり、あるいは、近似値の使用が可能である場合に
は、回転体の質量中心Sの軸方向の位置を示す数値とし
て近似値を用いたりしていた。
【0014】しかしながら、回転体の質量中心Sの軸方
向の位置を計算のみにより算出することができるのは、
回転体の形状や構造がごく簡単な場合に限られ、回転体
の形状や構造が複雑になると計算のみにより回転体の質
量中心Sの軸方向の位置を求めることが困難となる。ま
た、釣合い試験機とは別途に用意した重量計を用いて計
測した回転体の両端における重量荷重に基づいて、回転
体の質量中心Sの軸方向の位置を算出する場合には、釣
合い試験機とは別途に重量計を用意しなければならず、
回転体が大型となり重量も大きくなると、重量計を用い
て回転体の両端における重量荷重を計測する作業にも多
大な時間と労力とが費やされる。さらに、回転体の質量
中心Sの軸方向の位置を示す数値として近似値を用いる
ことができるのは、回転体の形状や構造が比較的に簡単
な場合に限られ、回転体の形状や構造が複雑になると近
似値の設定が困難となるばかりでなく、各修正面の許容
残留不釣合いの計算値が、回転体の質量中心の軸方向の
位置を示す数値として近似値を用いた分、信頼度におい
て必ずしも十分なものとはいえない場合も生じる。
【0015】そこで本発明は、回転体の形状や構造が複
雑であっても正確かつ確実に回転体の質量中心の軸方向
の位置を求めることができるようにし、また釣合い試験
機とは別途に重量計を用意しなくとも済むようにし、さ
らに回転体が大型で大きな重量を有していたとしても、
回転体を釣合い試験機により支持した状態で簡便に回転
体の両端における静荷重を計測することができるように
し、しかも計測された回転体の両端における静荷重に基
づいて、迅速に、正確かつ確実に回転体の質量中心の軸
方向の位置を求めることができるような、釣合い試験機
を提供しようとするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の釣合い試験機は、回転体に対する釣合い試
験を行なうための釣合い試験機であって、同釣合い試験
機が、上記回転体を同回転体の回転軸線方向に相互に間
隔を置いた位置において回転自在に支持する複数の回転
体支持部と、同回転体支持部により上記回転体を支持し
た状態で同各回転体支持部毎に同各回転体支持部に加わ
る上記回転体の静荷重の大きさを検出する荷重検出手段
とを備えている。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。図1は本発明の1実施の形態に
係る釣合い試験機の概念的な側面図、図2は図1の実施
の形態に係る釣合い試験機により支持された状態の回転
体の側面図である。
【0018】まず図1において、釣合い試験機は、被試
験体としての回転体6を、回転体6の回転軸線方向に相
互に間隔を置いた位置において回転自在に支持する複数
の回転体支持部としての振動架台2および振動架台3を
有する。振動架台2の側面部には荷重検出手段としての
歪ゲージ4a、4bが配設され、振動架台2の基端部
は、荷重検出手段としての荷重計5aを介して基台すな
わちベッド1上に支持されている。また振動架台2の先
端部には軸受R1 が配設されている。他方、振動架台3
の側面部には荷重検出手段としての歪ゲージ4c、4d
が配設され、振動架台3の基端部は、荷重検出手段とし
ての荷重計5bを介して基台すなわちベッド1上に支持
されている。そして振動架台3の先端部には軸受R2
配設されている。
【0019】図1の釣合い試験機において、荷重検出手
段として歪ゲージ4a、4b、4c、4dおよび荷重計
5a、5bを使用しているが、荷重検出手段として歪ゲ
ージ4a、4b、4c、4dのみを使用しても良いし、
荷重計5a、5bのみを使用しても良く、また荷重検出
手段として各振動架台2、3に加わる荷重を検出できる
ものであれば歪ゲージ4a、4b、4c、4dや荷重計
5a、5bに代えて他の任意の荷重検出手段を使用する
ことができる。
【0020】図1の釣合い試験機により、回転体6を被
試験体として釣合い試験を行なう際には、まず回転体6
の両端部の回転軸をそれぞれ軸受R1 、R2 により軸支
する。このとき、図2に示すように、回転体6から軸受
1 に加わる静荷重P1 は振動架台2を介して荷重検出
手段としての歪ゲージ4a、4bおよび荷重計5aによ
り検出される。他方、回転体6から軸受R2 に加わる静
荷重P2 は振動架台3を介して荷重検出手段としての歪
ゲージ4c、4dおよび荷重計5bにより検出される。
【0021】図2において、回転体6の2つの修正面を
修正面Aおよび修正面Bとし、回転体6の質量中心Sを
通り回転体6の回転軸線に垂直な面を面Cとし、さら
に、一方の軸受R1 から他方の軸受R2 までの距離を
L、軸受R1 から面Cまでの距離をs、軸受R1 から修
正面Aまでの距離をa、修正面Aから修正面Bまでの距
離をb、修正面Bから軸受R2までの距離をcとする
と、[数14]式が成り立つ。
【数14】s・P1 −(L−s)・P2 =0 ただし、L=a+b+c [数14]式より、軸受R1 から面Cまでの距離、すな
わち軸受R1 から回転体6の質量中心Sまでの距離sを
[数15]式のように求めることができる。
【数15】s={P2/(P1+P2)}・L ただし、L=a+b+c
【0022】図1に示した釣合い試験機において、歪ゲ
ージ4a、4b、4c、4dや、荷重計5a、5b等の
荷重検出手段による静荷重P1 、 P2 の検出に伴う演
算、および検出された静荷重P1 、 P2 に基づく軸受R
1 から回転体6の質量中心Sまでの距離sの算出、算出
された軸受R1 から回転体6の質量中心Sまでの距離s
の値を用いて、第1の修正面Aの許容残留不釣合いUpe
r1 および第2の修正面Bの許容残留不釣合いUper2
の値を算出する作業を、一連の作業としてコンピュータ
の演算装置に行なわせることができる。
【0023】図1に示した釣合い試験機において、回転
体に対し釣合い試験を行なう際には、軸受R1 、R2
より回転軸線周りに回転自在に支持された状態の回転体
6を回転軸線周りに回転させ、そのとき回転体6にはた
らく遠心力により回転体6の修正面A,Bの位置に作用
する振動的な力あるいは運動を図示されていない不釣合
い検出手段により検出することにより、回転体6の不釣
合いの大きさを検出し、回転体6の質量の分布状態を把
握する。そして、回転体6の各修正面A、Bにおける不
釣合いの大きさに応じて、各修正面A、Bの位置におけ
る不釣合いの大きさが、許容できる最大の残留不釣合い
の大きさ、すなわち第1の修正面Aの位置においては許
容残留不釣合いUper1 の値以内となるように、また第
2の修正面Bの位置においては許容残留不釣合いUper
2 の値以内となるように、回転体6に質量を付加した
り、回転体の一部から質量を取り除いたりすることによ
って、回転体の質量分布を調整し、回転体に対する釣合
わせが行なわれる。
【0024】
【発明の効果】本発明の釣合い試験機によれば、回転体
に対する釣合い試験を行なうための釣合い試験機であっ
て、同釣合い試験機が、上記回転体を同回転体の回転軸
線方向に相互に間隔を置いた位置において回転自在に支
持する複数の回転体支持部と、同回転体支持部により上
記回転体を支持した状態で同各回転体支持部毎に同各回
転体支持部に加わる上記回転体の静荷重の大きさを検出
する荷重検出手段とを備えているので、釣合い試験機と
は別途に重量計を用意しなくとも済み、また回転体の形
状や構造が複雑であっても正確かつ確実に回転体の質量
中心の軸方向の位置を求めることができ、さらに回転体
が大型で大きな重量を有していても、任意の回転体に対
して、釣合い試験機により支持した状態で簡便に回転体
の両端における静荷重を計測することができ、しかも計
測された回転体の両端における静荷重に基づいて、迅速
に、正確かつ確実に回転体の質量中心の軸方向の位置を
求めることができ、正確かつ確実に求めた回転体の質量
中心の軸方向の位置に対応して直ちに各修正面の位置に
おける最大許容残留不釣合いの大きさを求めることがで
き、その結果迅速かつ適正に回転体の質量分布を調整
し、回転体に対する釣合わせを行なうことが可能となる
(請求項1)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施の形態に係る釣合い試験機の概
念的な側面図である。
【図2】図1の実施の形態に係る釣合い試験機により支
持された状態の回転体の側面図である。
【図3】従来の釣合い試験機により支持された状態の回
転体の側面図である。
【図4】従来の釣合い試験機により支持された状態の図
3とは異なった回転体の側面図である。
【符号の説明】
1 基台すなわちベッド 2,3 振動架台 4a,4b,4c,4d 荷重検出手段としての歪ゲ
ージ 5a,5b 荷重検出手段としての荷重計 6,7,8 回転体 A,B 修正面 C 回転体の質量中心を通り回転軸線に垂直な平面 P1,P2 荷重 R1,R2 軸受 S 回転体の質量中心

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転体に対する釣合い試験を行なうため
    の釣合い試験機であって、同釣合い試験機が、上記回転
    体の回転軸線方向に相互に間隔を置いた位置において回
    転自在に支持する複数の回転体支持部と、同回転体支持
    部により上記回転体を支持した状態で同各回転体支持部
    毎に同各回転体支持部に加わる上記回転体の静荷重の大
    きさを検出する荷重検出手段とを備えていることを特徴
    とする、釣合い試験機。
JP32032797A 1997-11-06 1997-11-06 釣合い試験機 Pending JPH11142275A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32032797A JPH11142275A (ja) 1997-11-06 1997-11-06 釣合い試験機

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000321162A (ja) * 1999-03-10 2000-11-24 Denso Corp 回転体のバランス修正方法及びバランス修正装置
JP2011007579A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Automax Kk エンジンバランス測定装置

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