加工機の振動

Question

縦型の加工機を使用してます。

先日、主軸(工具を模したマスター)の振動測定を行いました。
欲しい性能としては、使用回転数全域で振幅４um以下なのですが、
特定の回転数の場合だけ、振幅がオーバーしてしまいます。
10000rpmで使用すると、振幅が6umぐらいになり、
それ以下orそれ以上の回転数で使用すると、振幅は2um程度に
おさまっています。

また、Ｚ軸（主軸がついている側）を上下させると、
振幅が大きく変化します。
Ｚ軸を上側の原点から下げていくと、振動max位置があって、振幅が10um
ぐらいになり、それ以上Ｚ軸を下げるとまた振幅が小さくなります。

これは、共振していると考えていいのですか？
振動初心者で困っています。

振動の原因には、共振と加振力とがあると本で読みましたが、
実際どう見極めていいのか困っています。

振動原因の見極め方、測定の仕方等、教えてください。
よろしくおねがいします

Accepted Answer

10000rpmで振動が大きくなったと言うことは１６７Hz付近で共振していると思います。
共振周波数は主軸の剛性、軸受けの支持状況、工具の有無（そのアンバランス）で変化すると思います。軸の固有振動数については加工機のメーカに聞いたらと思います。
　振動の原因調査として軸に加速度計を取り付けて、主軸の長さ、工具の有無による条件でハンマリングし、FFT等で周波数分析すると共振周波数が分かると思います。
　共振周波数が分かった場合の対策として
(1)共振周波数付近での使用は避ける。
(2)軸受けが緩んでいないか調べる。
（アンギュラ軸受け等をではベアリングの押し付け力が低下するとラジアル方向の剛性が低下するのでは）
(3)共振周波数を使用回転より上側に移動させる。これは機械の剛性ＵＰ等に絡むのでメーカに相談して見て下さい。
(4)工具のマスで固有振動が低下していないか、また工具にアンバランスがあるか調べる。
なお、振動は以前からあったものなのか、最近になって増加したものなのかによって様子が変わります。
前者であれば機械自身の問題、後者であれば機械の特性変化（緩み等による）または使用法の問題と思います。

Answer

共振らしいですねぇ
共振は、一定周波数の倍数でしか起きないので
この場合、主軸の回転数が発信源なら、２倍にしてみるとか半分にしてみるとか回転数を変えてみると共振かどうかわかります

１０００Hz固有振動数だった場合

５００Hｚでも共振現象が少し現れる
２０００Hzでも共振現象が少し現れる

ただし、周波数が高くなると振幅エネルギーが少なくなるので
振動幅は少なくなる

http://d.hatena.ne.jp/keyword/%b6%a6%bf%b6
Z軸を上下させると固有振動数は変わるので、共振の周波数の変わるはずです

加工機の振動原因と解決方法