機械の低振動化をめざす回転軸のねじり振動モード計測法の開発

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650129
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 北條 春夫 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (40108238)
• Keywords: 回転軸 / ねじり振動 / 光計測 / 軸直角振動 / 振動速度 / 振動モード

Research Abstract

機械の動力伝達に用いられる回転軸は,単にたわみ振動をするばかりでなくねじり振動も発生してこれが各部位へ伝播する.この振動は歯車などの回転方向振動と連成して系全体の振動に寄与する.軸のねじり振動を軸方向の任意の点で計測するには非接触によらなければならず、レーザードップラ法がこの要求を満足する.しかし,この方法は常に安定した信号を得ることが難しく,経済的にも非常に高価である.そこでこの様な軸のねじり振動の分布を非接触かつ簡便で,的確に計測できる手法を開発することを目的とする.
このために,軸の表面に目盛り縞を貼り付け,これを光学的に読み取り,軸のねじり振動モードを推定し,この計測方法を確立する.そこで本年度は現実の歯車装置の歯車軸について,その振動を計測することを試みた.
1.まず,軸の回転方向と軸直角方向の振動を同時に計側できるように測定系を構築した.
2.つぎに,歯車軸を運転しながら軸の回転方向の振動を本手法によって計測して,歯車に取り付けた加速度ピックアップから得られる振号と比較検討した結果,よく一致することが分かった.
3.これと同時に軸直角方向振動についても計測を試み,レーザドップラー振動計で測った軸表面の振動とは主要な周波数でよく一致することが分かった.
4.軸の表面に貼り付けた目盛縞のつなぎ目は,軸一周にわたる振動の計測をする際には波形にスパイク状のノイズを発生し,周波数分析を困難にするのでこれを改善する方法を検討した.
5.しかし一方で,運動している物体の振動挙動を計測するのにどの手法による計測が,信頼できるかについて課題が残った.