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明日6日コミュニテイカフェ「...
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躁(そう)と鬱(うつ)
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諸行無常
全体の関係の中での存在
閉じた世界からの解放
武術と仕事術
コミュニテイカフェ
生の意識の強化
家族の絆
明けましておめでとうございま...
介護とマネジメント
感動と共感の泣き笑い
住みよい社会づくり
専門家とドラッカー
創刊号 再刊 『妻が気づかせ...

ワンポイントセミナー ポイント3(5回分の第3回)「コマはなぜ倒れないか?」

  発行日:2017年02月08日

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号外でセミナーご案内します。


今日は第3回です。


ポイント3(5回分の第3回)「コマはなぜ倒れないか?」

最初にヒモかバネで初速を与えるとしばらく倒れないで回り続けます。

回転速度が速いと回転軸はシッカリと立ちますが
次第に回転速度が遅くなり回転軸が揺れながら倒れます。

回転運動も直線運動もニュートン力学に従います。

■ニュートン力学第1法則「慣性の法則」
「質点は力が作用しない限り初期の等速直線運動する」

これを回転運動に置き換えると
「真円の回転体は中心に力が作用しない限り初期の等速回転運動をする」

どちらも重力の影響も空気抵抗や支点の摩擦力など無い場合に
あてはまります。

実際は
物を投げると空気抵抗があり重力によって落下する。

コマも完全な真円はできないし、軸心に触れて摩擦があり
空気抵抗など回転軸に力が作用し速度低下して倒れます。


■直線運動で慣性の法則を実証するにはある程度の観察時間
を取るためにある程度の距離が必要です。

コマのような回転運動では、場所を取らず
真円に近く軸心を平面に垂直にして
初速を与えれば相当長く回転します。

直線運動の質量に相当する回転運動の回転モーメント(重量のようなもの)
が大きければ大きい程、慣性の法則により
回転運動は長持ちします。

しかし回転モーメントが大きいと慣性抵抗にため
初速を得る力(トルク)が必要になります。


■なぜ真円か?

真円だとコマの各部の遠心力が全方向に等しく釣り合うため
遠心力は見かけ上ありません。

回転中心と重心が離れている(偏心している)と遠心力が発生します。

その遠心力は回転中心から重心までの距離に比例し
回転速度の自乗に比例します。

偏心しているコマは遠心力が釣り合わないために
直ぐ倒れます。

しかし真円でも力を加えると回転中心が移動し
遠心力が発生して倒れます。


15日のセミナーでは真円と偏芯による軸振動の原理を
比喩を用いて解説します。


お楽しみに!



_____________________________________________



ポイント2(5回分の第2回)「運動と振動」

生きていることは動くことです。

死んだら動かなくなる。

しかし動くことが問題を起こす場合がある。


運動とは静止ではなく動くことです。

人間も動物も自動車も電車も動きます。

植物である木々も風にゆられて動きます。


■なぜ動くか?

動くには何らかの力が原因となります。

生きている人間も動物も筋肉の収縮で力を発揮します。

自動車や電車はエンジンの爆発や電動機で
回転の力、トルクを得て動きます。

ボールを投げると筋肉の力でボールが飛びますが
放物線を描いて落下します。

重力という力で落下運動します。


静止しているものは力は働いていないか
力が釣り合って静止ししているかどちらかです。


■振動とは何か?

糸で垂らした錘の振り子は降りたら
反対方向に振れます。

上がるところまで上がり又下降し錘の
支点の真下に来ても又逆方向に振れます。

これは重力の水平方向成分が支点の真下に
来たら入れ替わります。

動くものには必ず力がある。

振り子の場合は重量である。

振り子も振動です。


■バネを伸ばしたら縮む力が働き
圧縮したら伸びる力が働きます。

伸びも縮もしない状態では力が働きません。

バネの力は剛性という同じ伸びに必要とする力が
大きいほど硬く剛性が高いと言います。

バネに力を加える時、同じ力なら剛性が高い程
伸びは少ない。

地震に対する耐震構造はこれを利用しています。

但し動きを抑えても最大の伸びの後は
元に戻るだけではなく逆方向の力が働きます。

振れの大きさに応じて力が大きくなり
元に戻ると逆方向の力が働いて振動する。


■地震に対する耐震も機械の振動を抑える振動制御も
振れの元の力は何かという問いが意味を持ちます。


それが分かれば
振動を起こす力に抗する力を何に求めるかの問いが発せられます。

地震の場合は基礎を固くすることで剛性抵抗を上げることが
主たる課題です。


もう1つ重要な摩擦抵抗があります。


地震も剛性による耐震以外に摩擦を使った制振があります。

回転機械の振動を抑えるには軸受けにボールベアリングの
剛性の他、気体液体の静圧ベアリングを使います。


ここまで一般的な振動制御ですが、
セミナーで取り上げる技術の重要な抵抗力が他に2つあります。

次回、第3回で取り上げます。

お楽しみに!

_________________


ポイント1(5回分の第1回)「慣性力と衝突」


改革者にとって抵抗勢力を慣性が強いと言います。
革新と保守は衝突します。




■止まっている物体に別の物体が動いて衝突すると
止まっている物体に力がかかり動いている物体に
反力として慣性力が働きます。

クギ(止まっている物体)をトンカチで叩くと
クギを打ち込む力と同じ大きさの反力がトンカチにかかります。

ゴルフボールとクラブ、
ボールとバット、
大根と包丁
相撲力士のぶつかり
車の衝突
乗客と電車、車、飛行機
殆どの格闘技

すべて同じです。

この衝突の力が慣性力です。


■ウィキぺディアでは難しい定義をしています。


物体がニュートンの運動方程式に従って運動するのは、
その物体を慣性系から見た場合だけである。

観測者が非慣性系にいる場合、
すなわち観測者が慣性系に対して加速している場合には、
観測者の運動に依存した見掛け上の力が働く。
この見掛けの力を慣性力(英: inertial force)という


→言い換えると
慣性系(踏みとどまっている座標系)から見ると
物は動くが非慣性系(動いている座標系)から見ると動かないで
加速して動いている座標系から見ると踏み留まっている物体から慣性力を受ける。

ロケットが噴射して飛ぶのは慣性系(地上)にいる人の観察であり、
飛ぶロケット内のパイロットにとっては自分は動かないで
重力の何倍かの荷重(慣性力:踏みとどまる力)を受ける。


■慣性力の反力を受けることで
動いているものが静止する。

あらゆる振動の元は力であり、それを加振力という。

如何でしょうか?

難しいですか?

この慣性力を利用する
制振技術についてわかりやすくセミナーで紹介します。


_____________________________

セミナー「先人が気付かなかった回転体芯ブレ振動制御」

JTC(日本テクノセンター)
主催2017年2月15日
場所:新宿



「回転軸の振動制御と振動低減への応用」
-偏芯振動とそのメカニズム、慣性力衝突による制振技術、回転軸振動低減への応用 -


・現代制御理論により、振動の原因となる抗力を抑える方法を解説する講座
・騒音・エネルギーロス・安全性の面から大きな課題となってい
る回転軸振動の新たな低減方法のアプローチを公開する特別セミナー!


<講師の言葉>

■工作機械スピンドル、車軸など回転体振動はエネルギ―ロス・騒音・安全性など
産業社会の問題を起こしています。
回転軸振動の元は偏芯による遠心力です。

偏芯の原因は製造上・運転上不可避な形状誤差と負荷抵抗外力と言えます。
駆動力が仕事として機械の外部に作用すると反作用の抗力があり、
抗力が原因となって偏芯振動が起こります。

■偏芯量と駆動回転数自乗の遠心力が強力に作用し
負荷抵抗外力と合成され複雑な偏心振動となります。

剛性や粘性(ダンパー)の設計が対症療法であるのに対して
振動の原因となる抗力を抑える根本療法が不可能ではない現象を発見しました。

■閉じたシステムから開いたシステムとして
機械システムの振動現象を自律制御系としてモデル化します。
玉突きの衝突や格闘技の力学を参考にしました。

■共振を避ける周波数領域の検討や
形状誤差の偏芯対策のバランス理論とは違う
新しいカテゴリーの振動制御技術の可能性を追求しませんか?


セミナー詳細

開催日時2017年02月15日(水) 10:30 〜 17:30
開催場所【東京】日本テクノセンター研修室
カテゴリー電気・機械・メカトロ・設備
受講対象者・機械、モータ、自動車ほか関連企業の技術者の方
・蒸気タービン、ジェットエンジン、モーター、研削盤、旋盤、自動車エンジン、車両駆動系など騒音、エネルギ、安全性など永続する振動問題に対して新しい対策を模索している方
予備知識・特に必要ありません
参考図書 松下修己他著「回転機械の振動」コロナ社(2009年)
修得知識・機械システムの振動現象の理解
・振動低減へのアプローチ方法
・基礎的なニュートン力学から振動論を再考する知識
プログラム
1.回転軸振動問題
 (1).工作機械、研磨盤
 (2).自動車
 (3).電車等モーター
 
2.振動のメカニズムと制振技術
 (1).自励振動と共振
 (2).ニュートン力学と振動方程式
     a.駆動力
     b.慣性力
     c.粘性力
     d.弾性力
     e.抵抗力
 (3).偏芯振動とそのメカニズム
     a.回転中心線
     b.重心線(慣性モーメント最小線)
     c.形状誤差偏芯
     d.抵抗力(動的負荷)偏芯
     e.偏芯遠心力
     f.偏芯振動
     g.軸受弾性・粘性
 (4).動吸振器技術、インパクトダンパー技術、バランサー技術
 
3.慣性力衝突による制振技術
 (1).玉突きの力学
 (2).格闘技の力学
 (3).駆動力と動的負荷としての外乱抵抗力
 (4).駆動力への慣性抵抗と外乱抵抗力への慣性抵抗
 (5).動的負荷緩和のメカニズム
 
4.研磨盤加工品質とスピンドル振動
 (1).品質工学(タグチメソッド)に基づく実験
 (2).実験から得られる力学的洞察
 
5.回転軸振動低減への応用
 (1).撓み振動
 (2).捩じり振動
 (3).合成振動
 (4).今後の展開
キーワード回転軸 振動制御 偏芯振動 駆動力 自励振動 自律系制御 慣性力 スピンドル 品質工学 撓み振動 捩じり振動 合成振動
タグポリマー  機械  工作機  軸受け  自動車・輸送機  車載機器・部品  寿命予測  振動・騒音  治具  品質工学
受講料一般(1名) : 48,600円 (税込み)
同時複数申し込みの場合(1名) : 43,200円 (税込み)
会場日本テクノセンター研修室
住所: 〒 163-0722 東京都新宿区西新宿小田急第一生命ビル(22階)
- JR「新宿駅」西口から徒歩10分
- 東京メトロ丸ノ内線「西新宿駅」から徒歩8分
- 都営大江戸線「都庁前駅」から徒歩5分
電話番号 : 03-5322-5888
FAX : 03-5322-5666



詳しいことや申し込みは以下のURLで参照して下さい。。
https://k.d.combzmail.jp/t/ce7j/g0so1cr05s65g8dhc586x



■工作機械のドリルやスピンドル、
車のや電車の車輪やモーターの回転軸の振動による
品質低下やエネルギー損失を半減させる可能性のある原理を
発見したと思っています。

「ひかるひかる」「まわるまわる」で現代社会に欠かせない電気製品の
コマーシャルがありました。

「ひかるひかる」は照明エネルギーを半減させた
ノーベル賞のLEDがありますが、
まわるまわるエネルギーロスはそれより大きい。

回転機械の振動制御技術は半世紀前から多くの知見が発見されている。

先人が気が付かなかった真実があるかもしれないと、
高校時代の物理学や大学教養時代の力学など
ニュートン力学まで遡り
ある発明の現象を観て3年間の思考実験を繰り返しました。

■日本機械学会や各種研究会で発表しておりますが
この度一般向けセミナーで公開します。

出願済み特許にも触れます。

専門家の方も非専門家の方も用途や市場性に関心ある方の
ご参加お待ちしています。