軸の危険速度について

質問

実際の計算で危険速度１０００ｒｐｍと計算できたのですが、実試験では
１０００ｒｐｍ付近で共振するという理解でしょうか？
１０００ｒｐｍを超えて回転数を上げても大丈夫でしょうか？
最大回転数はどのように検討すればいいのでしょうか？
ご教授よろしくお願いします。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

危険速度とは、軸の共振と考えていいと思います。

製品によっては、１次の危険速度を超えた常用回転数で運転するものが
存在します。例えば、蒸気タービンで駆動される大容量の交流発電機など
がその例です。

１次の危険速度を超えた常用回転数で運転する場合の留意点は、教科書的
に言うと以下の通りです。
・常用回転数は１次と２次の危険速度の間に設計し、どちらの危険速度から
　も２０％以上離した回転数とする
・加速時に１次の危険速度は速やかに通過させる

最初の参考資料の19ページをご覧下さい。

支持－支持の場合、１次の危険速度が1000rpm.ならば２次の危険速度は
4000rpm.・・・6000rpmが常用速度とは２次の危険速度以上に設計しようと
なさっているのですね。教科書には、２次の危険速度以上の常用速度を
使うことは記載されていません。これは安全だからではありません。
２次－３次、３次－４次と次数が上がるほど、共振速度間の幅が狭くなる
ので、実用的な設計が困難になるからです。

危険速度は軸受の固定度で変化しますから、狭い安定領域で常用しようと
するならば、実験をおこなって危険速度の値をきちんと確認するか、もっと
精密な条件を加味したモデルで計算する必要があると思います。

参考URL：

http://www.rs.noda.tus.ac.jp/nog/sekkei1/s1-6.pdf http://www.cim.m.dendai.ac.jp/internet/jikukei/jikukiken/index.html ht

お礼

回答ありがとうございます。
常用回転数は６０００ｒｐｍ程度を考えてますので大丈夫かなと思います。

勘違いしてました。危険速度を見直したほうがよさそうです。
ありがとうございます。

回答No.4

noname#230359

他の回答者の方も述べられているように、１０００ｒｐｍが常用回転数で
あれば固有振動数を、その回転数に設定する設計は望ましくありません。
調整可能であれば予め、常用回転数で共振しないように設定すべきです。

回答No.3

noname#230359

危険速度は、軸に取り付けた物（歯車やプーリ等）の重量で軸が撓み、
それが回転によって遠心力で触れ回り、共振を起こして破断に至るものです。
（学生時代に習わなかったのですか？）
（もし、工学部の機械系学科で教えないなら、完全に三流大学です。）

> 実際の計算で
実測なのですか？　計算なのですか？
仮想の計算なんて言葉も無いし、
実際もなにも、電卓やパソコンで計算するするのは当たり前です。

> 実試験では１０００ｒｐｍ付近で共振するという理解でしょうか？
貴方が、どう理解したかを当てろとでも？

> １０００ｒｐｍを超えて回転数を上げても大丈夫でしょうか？
普通は１０００r.p.m.を、さっと通過させ、それより高い回転数で保持。
軸に取り付けた物体に振れ止めを設けたり、軽量化したり、
軸受けの間隔を変えたり、軸径を変えたり、軸長を短くしたり、
幾らでも対策方法があります。設計をした事無いのですか？

> 最大回転数はどのように検討すればいいのでしょうか？
そのシステムで必要な最高回転数を使える様に設計するものです。
危険速度とは、別次元の話。

「機械力学」と書いてある本を、何か一つくらい勉強してから考えましょう。
１０００r.p.m.で危険速度に達するなんて、どんな設計ですか？

＃　ところで、貴方の過去の幾多の質問をいつまでも締め切らずに、
＃　返事は書いても、御礼さえつけないのは、どういった了見でしょう？

お礼

素人の質問ですみません。
教科書でしか勉強したことがありませんので、実際の実験で共振というのはどういうものか、危険速度の計算値と実験値がどう違うか見ていこうと思います。

回答No.2

noname#230359

どんな計算をしたかわかりませんが
共振なら　その周波数を超えると
共振しなくなってしまうので　

最大回転数の
検討としてはよくない

クランクシャフトやグラインダー　など　遠心力で　
それ自身が自己崩壊するもの意外は
モーターやブレーキの機能で　理論値は決まり

組み付け精度でブレによる振動
冷却機能で発熱が決まるので
最終的には　実機をまわしてみないとわからない

ちなみに
１０００RPMの　イメージがつかないので
こんな質問になったと思うのだが
（1000RPMはけして高回転ではない）

ボール盤でφ10　ドリルぐらいが　８００RPMぐらい

CDは500RPMから200RPM（周速一定制御）
http://www.infonet.co.jp/ueyama/ip/multimedia/cdcnt.html

遠心力による崩壊の例
http://gigazine.net/index.php?/news/comments/20070323_spin_cd/

48倍速のCD　機能を持つドライブなら　マージンがあるが

52倍速のCD　機能を持つドライブで　外国産のメディアを使うと
中心部から割れてくる

500*48=24000rpm

CD exploding 23.000 RPM
http://www.youtube.com/watch?v=ktSDj7V8ZLE&NR=1

48倍でも　吹っ飛ぶんだ

お礼

回答ありがとうございます。
共振しているシャフトを見たことがないので、いざ共振すると停止させてしまうことを考えてしまいます。
共振しない回転数まで上げていけばいいのですね。