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書籍詳細

  続 回転機械の振動
- 実機の振動問題と振動診断 -

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松下修己 防衛大名誉教授 工博 著

田中正人 東大名誉教授・富山県立大名誉教授 工博 著

小林正生 (株)IHI 博士(工学) 著

古池治孝 岡山大客員教授 博士(工学) 著

神吉博 神戸大名誉教授 工博 著

発行年月日:2012/12/05 , 判 型: A5,  ページ数:416頁

ISBN:978-4-339-04608-3,  定 価:6,480円 (本体6,000円+税)

『回転機械の振動』の続編。本書では,ロータ振動の実際を概観し,振動トラブルに対する解決能力の向上を目指して,多くの振動問題の事例を紹介しながら問題点把握の視点や,解決への基本アプローチが総合的に身に付くよう解説。

【目次】

1. 続 回転機械の振動問題概観
1・1 回転機械の構造と特殊性
1・2 回転機械における振動トラブルと対策
1・3 健全性評価の指針
1・3・1 回転機械の振動に関連した国際規格
1. 続 回転機械の振動問題概観
1・1 回転機械の構造と特殊性
1・2 回転機械における振動トラブルと対策
1・3 健全性評価の指針
1・3・1 回転機械の振動に関連した国際規格
1・3・2 振動の許容基準
1・3・3 機械の状態監視と診断技術者(振動)認証制度
1・4 回転機械に発生する振動と振動診断
1・4・1 因果マトリックス
1・4・2 強制振動と自励振動の分類

2. すべり軸受の基礎
2・1 すべり軸受の作動原理
2・1・1 すべり軸受の機能
2・1・2 油膜の形成と油膜圧力の発生
2・2 油膜軸受の流体潤滑理論
2・2・1 座標系と油膜圧力の微分方程式
2・2・2 レイノルズ方程式の導出
2・3 すべり軸受油膜の静特性
2・3・1 レイノルズ方程式の無限小幅近似解法(真円軸受の場合)
2・3・2 油膜圧力の円周方向境界条件
2・3・3 軸中心の静的平衡点と軸心軌跡
2・3・4 定常油膜力とゾンマーフェルト数
2・4 すべり軸受油膜の動特性
2・4・1 真円軸受の油膜反力
2・4・2 真円軸受の線形ばね定数と線形粘性減衰係数
2・5 乱流油膜軸受の取扱い
2・6 実際のすべり軸受
2・6・1 各種すべり軸受
2・6・2 すべり軸受仕様の詳細

3. すべり軸受ロータの不釣合い振動
3・1 不釣合い振動の特徴
3・2 不釣合い振動の表現
3・2・1 x-yの2方向表現
3・2・2 z=x+jyなる複素変位表現
3・3 不釣合い振動に対するすべり軸受の動特性の簡略化表現
3・4 軸受の種類やパラメータの影響
3・5 軸受支持台の剛性の影響

4. すべり軸受ロータの安定性
4・1 オイルホイップの発生原因と現象
4・1・1 オイルホイップの発生原因
4・1・2 オイルホイップの現象
4・2 微小振動理論に基づく真円軸受の安定判別と安定線図
4・2・1 座標系と運動方程式
4・2・2 特性方程式と安定限界速度
4・2・3 安定線図
4・3 真円軸受のオイルホイップ防止対策
4・4 非真円軸受の安定線図とオイルホイップ防止対策
4・5 オイルホイップ発生メカニズムの物理的説明
4・6 実際のすべり軸受における対策と注意
4・7 流体励起振動を防止するすべり軸受仕様

5. 転がり軸受ロータの振動
5・1 転がり軸受の剛性
5・1・1 ラジアル方向剛性kr
5・1・2 スラスト方向剛性kz
5・2 転がり軸受の励振周波数
5・2・1 転動体の公転・自転周波数
5・2・2 玉通過に伴う励振周波数
5・2・3 転がり軸受の円環振動(リンギング)
5・3 転がり軸受振動診断と信号処理
5・3・1 軸受箱の加速度振動波形
5・3・2 振幅変調
5・3・3 周波数帯域
5・3・4 エンベロープ(包絡線)処理
5・3・5 軸受振動診断の考え方
5・4 転がり軸受振動診断事例
5・4・1 転がり軸受損傷段階
5・4・2 転がり軸受損傷の振動波形とFFT解析

6. 磁気軸受ロータの振動
6・1 磁気軸受の機能と特性
6・1・1 磁気回路
6・1・2 磁気軸受のサイズ
6・1・3 磁気軸受の磁気吸引力
6・1・4 磁気軸受における磁気力の線形化
6・2 磁気軸受のISO規格
6・2・1 磁気軸受用語
6・2・2 振動に関する評価基準
6・2・3 安定余裕に関する評価基準
6・2・4 事例研究
6・3 磁気軸受ロータのストレート制御
6・3・1 制御器伝達関数
6・3・2 磁気軸受の動特性
6・3・3 磁気軸受ロータのモデル化と制御(1AMB)
6・3・4 磁気軸受ロータのモデル化と制御(2AMBs+対称ロータ)
6・4 磁気軸受ロータのクロス制御
6・4・1 クロス制御
6・4・2 ふれまわり振動とクロス制御の安定性
6・4・3 不釣合い振動のクロス制御

7. ロータ強制振動問題の実際
7・1 共振問題に対する考え方
7・1・1 回転数や負荷により変化する固有振動数や減衰比
7・1・2 一定回転数の回転機械と可変回転数の回転機械
7・1・3 一定回転中と加・減速中の振動
7・1・4 曲げ振動とねじり振動
7・2 回転機械の振動許容基準
7・2・1 振動規格の変遷
7・2・2 ISO 10816(JIS B 0906)
7・2・3 ISO 7919(JIS B 0910)
7・3 不釣合い振動問題の実例
7・3・1 ガスタービンロータのバランス
7・3・2 立型ポンプの構造共振問題
7・3・3 ファン架構の低剛性による振動
7・3・4 熱曲がり振動
7・4 非対称ロータにおける強制振動の実例
7・4・1 非対称ロータにおける2次的危険速度
7・4・2 非対称ロータの不安定振動(モード円のだ円化)
7・5 歯車による振動
7・6 十字継手による振動
7・7 その他の強制振動の実例
7・7・1 電磁振動
7・7・2 旋回失速
7・7・3 動翼
7・7・4 動翼・静翼の干渉
7・7・5 4サイクル機関
7・7・6 ベルト駆動系の機械
7・7・7 ねじり振動の低減

8. ロータ自励振動(安定性問題)の実際
8・1 ロータの自励振動に対する考え方
8・1・1 自励振動の見分け方と対策
8・1・2 不安定化力の例
8・2 すべり軸受・シールによる自励振動問題
8・2・1 すべり軸受による自励振動(オイルホイップ)
8・2・2 シール(すきま流れ)による自励振動
8・3 翼車流体力による自励振動
8・3・1 タービン翼(軸流)による自励振動
8・3・2 遠心羽根車による自励振動
8・4 内部減衰による自励振動(ヒステリシスホイップ)
8・5 液体内蔵ロータ
8・6 フリクションホイップ
8・7 すきま流れにおけるベントリー・ムジンスカモデル
8・8 スクィーズフィルムダンパによる安定化
8・8・1 センタリングばねの有無
8・8・2 給排油法とエンドシール
8・8・3 スクィーズフィルムダンパ簡易モデルの動特性
8・8・4 一般的なダンパの動特性

9. ねじり振動およびその連成振動
9・1 ねじり振動の解析と計測
9・1・1 一軸系
9・1・2 エンジン軸系のねじり振動計測
9・1・3 歯車軸系
9・2 タービン発電機のねじり振動
9・2・1 タービン発電機軸系のねじり振動
9・2・2 ねじり振動の実測
9・2・3 ねじり固有振動数の計算
9・3 翼軸連成ねじり振動
9・3・1 翼軸連成ねじり振動問題の発端
9・3・2 翼振動(節直径数=0)の等価質点モデル
9・3・3 翼軸連成モデルの例
9・3・4 翼軸連成固有振動数の計算例
9・3・5 翼軸連成の効果
9・3・6 翼軸連成振動の実測による精度検証
9・4 曲げ・ねじり連成振動
9・4・1 曲げ・ねじり連成振動の運動方程式
9・4・2 曲げ・ねじり連成振動の安定性

10. 回転機械の振動信号処理
10・1 ベクトルモニタ(バランスアナライザ)
10・1・1 ベクトルモニタ
10・1・2 PLL
10・1・3 ボード線図とナイキスト線図
10・2 不釣合い振動の信号処理
10・2・1 不釣合い振動波形と軸心軌跡
10・2・2 振 動 計 測
10・2・3 不釣合い振動のブロック線図
10・2・4 前向き不釣合い振動成分抽出
10・2・5 前向き不釣合い振動成分のみに注目したバランス
10・3 フーリエ級数展開(Fourier series expansion) 
10・3・1 内在するcos/sin波の振幅検出例
10・3・2 フーリエ級数展開の原理
10・4 離散フーリエ変換(DFT,Discrete Fourier Transformation) 
10・4・1 離散フーリエ変換の原理
10・4・2 複素振幅のミラー(折返し)現象
10・4・3 サンプリング値
10・4・4 エリアシング(aliasing,折返し)誤差
10・4・5 ノイズからの脱出
10・5 FFT解析の実際
10・5・1 基本仕様
10・5・2 信号処理手順
10・5・3 同期関数/非同期関数のDFT
10・5・4 フーリエ変換
10・5・5 分解能(resolution)
10・5・6 オーバオール
10・5・7 FFTアナライザの応用
10・6 FFTズーム機能
10・6・1 原信号のFFT
10・6・2 周波数シフトとLPF
10・6・3 DFTと片側スペクトル表示
10・6・4 スペクトルズーム表示
10・7 フルスペクトル(full spectrum) 
10・7・1 概念
10・7・2 1チャンネルFFT
10・7・3 2チャンネルFFT
10・7・4 フルスペクトルによる振動診断例

11. 回転機械ロータの振動診断と対策
11・1 機械が不調となる振動の大きさの判定
11・2 振動が大きくなる理由
11・2・1 ロータに異常が発生
11・2・2 共振している,共振感度が高い
11・2・3 ミスアライメントがある
11・2・4 接触している
11・2・5 転がり軸受の損傷や不具合
11・2・6 歯車の損傷や不具合
11・2・7 ロータに付属する翼,羽根車とその静止部に起因する不具合
11・2・8 機械のゆるみ,ガタ
11・2・9 不安定(自励振動)の発生
11・3 原因と発生振動数
11・4 振動診断の方法
11・4・1 時間領域での観察
11・4・2 周波数領域での観察
11・4・3 位相情報の活用
11・4・4 ロータ振動の特徴分析概観
11・5 振動の対策
11・6 振動診断の手順
11・7 振動診断の演習

付録
付録1 無限小幅近似真円軸受のばね定数と粘性減衰係数
付録2 だ円座標
付録3 フーリエ変換
付録3・1 フーリエ変換の定義
付録3・2 フーリエ変換の例
付録3・3 窓関数の振幅スペクトルの比較
付録4 PLL回路および同期正弦波発生回路
付録5 キャンベル線図
引用・参考文献
索引

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