システムダイナミクス第１３回減衰能と制振技術１．工作機械における各要素の特性主軸ｰ工具ｰ被削材 ⇒振動源（加振源) 送りねじ、支持ブラケット ⇒ばね要素テーブル、被削材 ⇒質量（マス) 案内面（摺動面） ⇒減衰作用被削材工具テーブルボールねじ Rθm Xｔ案内面 Mt Mt Cｔ２．工作機械の案内面すべり案内（角ガイド、Vフラット) 減衰効果大、摩擦抵抗も大転がり案内（ボール、コロ）摩擦抵抗少ないが、減衰効果が小さいボールよりコロの方が減衰効果がやや大静圧案内（油圧、エア）摩擦抵抗がほとんどない、減衰ゼロすべり案内摩擦力減衰能＜案内面減衰能の特性＞大 UP やや転がり静圧 1000 送り速度 mm/min 抵抗性粘摺動抵抗送り速度 mm/min ３．減衰能減衰能＝振動を吸収する能力 ∴「減衰能が高い」＝内部摩擦が高く、振動エネルギーをよく吸収すること <参考> 工作機械の構造物鋳鉄（特にねずみ鋳鉄）⇒内部の黒鉛で振動が吸収されるので減衰能が高い（鋼の５～１０倍）４．減衰能の測定すべり案内面では減衰能が高いので、強制振動時の現象から減衰比を求める（転がり案内では対数減衰率） ωU − ω L ς= 2ω 0 入力=NC位置指令出力=テーブル変位 x max 0 dB c de B/ 0d ゲイン -2 角周波数 ω0 x max 2 ω L ω 0 ωU ５．制振技術（１）振動を抑える必要性 ①機械自身が発生する振動 ⇒ 自分自身の加工精度への影響近隣の機械への振動伝播 ②外部からの振動 ⇒ 基礎を伝わって入る振動（２）振動対策方法 ① 振動源の振動を無くす。小さくする。 ② 振動の伝播経路を遮断する。 ③ 機械の振動特性を変化させる。６．パッシブ制振機械の剛性、減衰能などを向上させて機械の固有振動特性を変化させて振動を抑える方法（１）ダイナミックダンパ機械システムの固有振動数と同じバネ-マス系を付加して、連成系を構成し、共振周波数を変えるＭｍＭ（２）除振機械据付基礎（コンクリート）の例地面の弾性係数を K とすると全体の固有振動数はｍ ω0 = Ｍ K M +m 振動伝達率 ξ よって、M + m が大きいほど振動数は小さくなる１ ς大機械固有振動数を下げると相対的に振動伝達率が低下する ς小１ ω 工作機械は重い方が良い ω0 ７．アクティブ（能動）制振機械系の状態を計測し、それに応じた力を加えることにより振動を抑える方法（１）磁気軸受主軸非接触で発熱なし高速回転が可能（２）磁性流体ダンパーボールねじ端に磁性流体を含む回転円板を取り付け、磁界をかけることにより、密度変化を与えてダンパ効果を可変とする