ガラスを破砕するため、図1のような、回転軸に数個の刃を取り付けた破砕装置を設計製作した。稼動したところ、異常振動が発生した。回転軸の刃の重さで軸がたわみ、「たわみ振動」を起こした。対策として、図2のように中央に支持点を設け、たわみを減少した。


図 1.ガラス粉砕装置(対策前)


図 2.ガラス粉砕装置(対策後)

【設計のアドバイス】
 「たわみ振動」の危険回転数は下記の手順で確認する。
 1. 軸の断面二次モーメント(I)を求める。
 2. Iと、ヤング率、軸寸法、軸質量から、はりの計算式でたわみ量(δ)を求める。
 3. δから固有振動数(f)を求める。
 4. fから危険回転数(n)を求める。
 5. 0.5<{(実用回転数)÷n }<1.5 の範囲でないことを確認する。

【思考演算の説明】
 曲げによって生じる中央部の“ヘタリ”は軸受間の長さの3乗に比例するから、分割してその長さを短くすることが効果的である。