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メンテナンス
軸受診断試験について
 

1、軸受診断とは?
2、振動の基礎知識
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1.軸受診断とは?
 
この写真は軸受が損傷した事により回転子(ロータ)が固定子と接触し、巻線が焼損
・短絡事故に至った例です。
軸受事故のほんの一例ですが、このように軸受の故障は軸受自体でなく、それに付帯
する 様々な箇所に悪影響を与えます。又、復旧については納期、費用が大幅に増大したり、
修理不可能となる事が多々有ります。

  回転機の事故は、その原因のほとんどが巻線と軸受です。
  これらは運転を行うと劣化が進行します。
  メンテナンスを怠ると、長時間運転の末に焼損事故につながります。
  そこで、定期的に回転機軸受部の劣化状況を測定することです。

   なぜ軸受は損傷するのでしょうか?
    主な軸受の損傷原因は
  1. 疲労(機械的・電気的)
  2. 潤滑不良
  3. 異物混入
   以上が主な原因です、又、環境や設置状況によって様々なその他の原因もあります。
   しかし、損傷前には必ずその前兆が色々な信号として現れます。
   この様な損傷事故を起こさない為にも、日頃から軸受の危険信号を監視することによって
   事故を防止することが出来ます。
  • 視覚: 排出グリースの変色・液化・硬化・異物混入はないか?
  • 聴覚: 異常音はないか?
  • 触覚: 異常振動・異常温度上昇はないか?
  • 臭覚: 潤滑油の焦げた臭い等はないか?
   しかし、人間の五感では限度があります。
  特に軸受に異常がある場合は、その信号は人間の聴覚では発見しづらい音(振動)となります。
  その振動を様々な要素で測定・分析して、異常を発見することが軸受診断です。

  当社では最新のデジタル式軸受診断器を用い、設備稼働中に、
  わずかな時間で振動データを測定・分析する事が可能です。
    
  2.振動の基礎知識
    @ 変位(両振幅),,,DISP(μm)  いわゆる振動値と呼ばれる。
      
   

    A 振動周波数,,,(Hz)  1秒間に起こる山の数をカウント

   
    この波形の振動周波数は6Hzとなる

   B 回転周波数,,,fr(Hz)   
      例)
    
      この回転周波数は後で述べる周波数分析において、最も重要な要素となる。

   C 周波数分析 (コンピューターで高速フーリエ変換=FFT解析)
     実際の振動波形は下図のように様々な振動周波数により複雑になっている。
  
     例)これは、振幅(DISP)レンジの振動波形で横軸は時間軸
        

     この波形は大きく分けて、3つの波形から成り立っている。

@  
A  
B  
     これを横軸の周波数として、各周波数ごとの大きさで表したものが、
     下図に示すFFTグラフになります。

・  
   
   fr(回転周波数)=50Hzとなり、波形と一致する。
   上記グラフより、50Hz・100Hzの波形が表す意味は
   1回転に1回及び2回の振動が発生していることを表している。

   このように周波数の分析から、振動の発生原因を特定することを精密診断と言う。

   D 振動速度,,,VEL(cm/s又はmm/s)
     単位時間(1秒間)あたりの変位の変化量
    イメージ的には、振幅が1秒間でどれだけ変化したか
     (数学的には変位を微分すると速度になる)

   E 振動加速度,,,ACC(G又はmm/s2)
               1(G)=9.8(m/s2)
     単位時間(1秒間)あたりの振動速度の変化量
     イメージ的には、振幅が1秒間でどれだけ変化したか
     (数学的には変位を微分すると速度になる)

   F 振動の方向
     振動は3次元の動き=3方向の成分で表します。
     例) 横型のモーターの場合
       H・・・(Horizontal)水平方向
       V・・・(Vertical) 垂直方向
       A・・・(Axial)  軸方向
 
       一般には振動の方向によって
       H−アンバランス
       V−基礎取付けのガタ・ボルト締付け不良
       A−ミスアライメント
     と言われていますが、機器又は測定個所の剛性が最も弱い方向に出る場合も多く、
     この限りでない。

   G 振動の大きさ
    振動レベル(大きさ)を表す用語としては以下の4つがあります。       
  •  ピーク値      
  •  オーバーオール値=平均値×π/2      
  •  平均値     =2/π×ピーク値(ピークの約64%)      
  •  実行値(rms)=1/√2×ピーク値(ピークの約71%)    

    
      ※ 正弦波以外はこの関係は成り立たない。
      ※ オーバーオール値は正弦波の場合ピーク値と同じになる。


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