振動の問題｜株式会社マシンサービス

ドライブシャフトの振動

ドライブシャフトの設置パラメータに関連するドライブシャフト誘導振動は5つのタイプがあります。 問題が発生する前に「回避」できることを願い、これらすべてを説明します。 それらは、

• 横振動
• ねじり振動
• 慣性加振振動
• 二次カップル振動、そして…
• 臨界速度振動

横振動

アンバランスにより発生するもの。

すべてのドライブシャフトは、そのアプリケーション速度でバランスをとる必要があります。

• これについて考えてみましょう…あなたのタイヤのバランスをとっていない最後の時はいつでしたか？
• ドライブシャフトは重い…タイヤよりもずっと重いのです
• ドライブシャフトはタイヤよりもずっと速く回転します。

常識的には、タイヤよりも重くて速く回転するオブジェクトのバランスをとることに躊躇すべきではありません… 特に、それが重大な障害につながる可能性がある場合は、そうするべきです。

すべてのドライブシャフトは、サービス間隔ごとにバランスウエイトがなくなっていないか検査する必要があります。

横振動は常にドライブシャフト速度で発生し、1回転に1度発生します。 もし、速度に依存する振動が発生した場合は、最寄りのマシンサービス社でドライブシャフトのバランスチェックを受けてください。

トーション振動

2つの原因：

1. ドライブシャフトの「ドライブ」端のUジョイント動作角度と、…
2. ドライブシャフトの両端のヨークの向き（位相）

トーション振動は、2回転する振動である

。

ねじり振動は、フロントUジョイントの「下流」にあるドライブシャフトが、1回転あたり2回「速くなる」「遅くなる」ことになります。

つまり、毎分6000回速度変化する駆動軸に、毎分3000回転の定速を出す電源が実際に取り付けられるということです。

その速度変化の量、つまり変化の大きさは、ドライブシャフトの駆動側の角度の大きさ、またはドライブシャフトの駆動側と従動側のヨークの間のずれの量に比例します。

Torsional vibrations are SERIOUS vibrations

Why? なぜなら、ドライブシャフトの速度を変化させると、そのコンポーネントのすべてのトルクが変化するだけでなく、ドライブシャフトに接続されているコンポーネントのすべてのトルクが変化するからです。 トルクは負荷です。

負荷を変化させると、1回転あたり2回、コンポーネントが曲がり始めます。

ここで別の説明をしておきましょう

一定の速度で走行し、トラックや工場の大型ローラーを駆動するドライブシャフトを思い浮かべてみてください。
ドライブシャフトの前端は動力源に接続されており、動力源から出るトルクはかなり一定しています。

ドライブシャフトの後端はトラックの車軸またはローラーに接続されており、地形や作業量に応じてさまざまな負荷がかかっていることがわかります。

前端が負荷を生成すると、後端はそれを車両または静止したアプリケーションに渡し、すべてがうまくいけば、その負荷は比較的一定で、ドライブ シャフトのトルク伝達能力の範囲内にあります。

ドライブシャフトの前部は一定に進み続けますが、ドライブシャフトの後部は回転数あたりの2倍の速度変化を認識し始め、常に前部に「追いつく」ようになります。

これにより、ドライブシャフトに回転数あたりの2倍の「ねじれ」が生じ、ドライブシャフト溶接、滑りスプライン、Uジョイント、アプリケーション内のすべての接続部品に回転数あたりの2倍の「曲がり」モーメントがもたらされます。

事実上、ドライブシャフトと、それをアプリケーションに取り付けるために使用するすべてのものに対してねじり疲労試験を実施することになります。 彼らはドライブシャフトの一端を静止させ、もう一端を回転アクチュエータに引っ掛けます。

ねじり振動の問題がある場合、ドライブシャフトのチューブ溶接が壊れ、スプラインが早期に摩耗し、ナットやボルトが緩み始めるという振動が発生するようになります。

このような故障が見られたら、ねじり振動の問題を疑うべきです。

ドライブシャフトが組み立てられるとき、その内部の部品は通常、一端にスリップヨーク、他端にチューブヨークからなり、これらは通常互いに関連して組み立てられているのです。

ほとんどのドライブシャフトは、ヨークが一列に並ぶように、つまり「同位相」で組み立てられています。

位相はねじり振動に影響する

シャフトの駆動端で「同位相」で正しい動作角度を持つドライブシャフトは、ねじり振動を発生させないことができます。

位相が合っていないドライブシャフトは、動作角度が正しくないドライブシャフトと同じ1回転2回の振動を発生させます。

ドライブシャフトが正しい位相であることを確認する最も簡単な方法は、分解するたびにチューブとスリップヨークに印を付け、再組み立て時に元の向きに戻すことです。

How do you make sure your drive shaft application will not be torsion vibration?

1. Make sure the operating angle at your drive shaft front and the operating angle at your drive shaft rear are less than three degrees and be equal within one degree. これらの角度が正しいことを確認してください。 車両に問題がある場合、ピニオンを回転させてください。 アプリケーションが静止している場合は、駆動側または従動側をシムします。 ねじり振動の問題を修正することは、ロケット科学ではありません。
   1. ねじり振動が駆動システムに入らないようにするには、ドライブシャフトの両端の角度を互いに等しくして、ねじり振動を打ち消すようにします。 しかし、角度が大きすぎると振動が残ってしまうので、どんなことをしてでも動作角度を小さくします。
2. ドライブシャフトの位相は、製造時の位相と同じであることを確認します。
3. マルチピースドライブシャフトを使用している場合、各カップリングシャフト(ベアリングまたはピローブロックの付いたシャフト)の前部の動作角度が1.5度未満であることを確認します。 また、リアドライブシャフト（通常、スリップの入ったドライブシャフト）の作動角が3度以下で、1度以内で等しいことを確認してください。

慣性加振振動

• 慣性振動は、あなたのドライブシャフトのドライブ端の動作角によっても引き起こされます。
• 慣性振動は、あなたがHEAVYドライブシャフトの速度を変え始めるときに作成されています。
• 慣性振動はまた、ドライブシャフトを取り付けるコンポーネントに曲げを作成します。
• 慣性振動を制御する唯一の方法があります… 常にあなたのドライブシャフトのドライブ端で動作角度が3度未満であることを確認してください。
• 大きな角度は、それが「平等」であっても慣性問題を引き起こすことになる。

Secondary couple vibrations

Secondary couple vibrationsもドライブシャフトのドライブエンドの動作角度によって引き起こされます。

斜めに動作するすべてのUジョイントは、ドライブシャフトの中心線を横切る二次カップル荷重を作成します。

Critical speed vibrations

Critical speed occurs when a drive shaft rotates too fast for its length.
It is a function of its rotating speed and mass and it is the RPM where a drive shaft starts to bend off of its normal rotating centerline.
As a drive shaft bends, it does two things:

1. It gets short.It is a driver driver.
2. 縄跳びのように上下または前後に「鞭打つ」ようになり、十分に短くなると、スリップから引き出されて床または地面に落ちることがあります。

注意：曲がり、破断したチューブのあるドライブシャフトを見た場合、同じ構造の新しいドライブシャフトで交換しないでください。 再び故障する可能性があります。

• どのドライブシャフトにも、その長さや質量に関係なく、臨界速度があります。
• 機械サービスエンジニアは、製造するドライブシャフトの臨界速度を常に計算します。
• Machine Serviceのエンジニアは、Machine Serviceによってインストールまたは「spec’d」されたドライブシャフトが、決して危険速度によって故障しないことを常に確認します。
• ドライブシャフトの修理または改造を行う場合、Machine Serviceのエンジニアリング部門に連絡せずにあらゆるアプリケーションでいかなるドライブシャフトも決して長くしてはいけません。