振動診断基礎講座

振動診断基礎講座　第9回＜9月＞

第9回　振動の要因とその特徴　- アンバランス -

今月第９回から第１１回までは、振動の要因と特徴を紹介したいと思います。

今回はアンバランスに関して紹介します。

『皆さんは高速で回る回転体にアンバランスが生じたケースを見たことが
ありますか？　僕はあります・・・とても恐ろしかったです！！』

又、シャフトやローターの製作時、最終のバランス調整はとても大切で精密な作業です。

アンバランス（不つり合い）

アンバランスは回転軸まわりのローターの質量が一様に分布していないことによって、回転時の各質量に働く遠心力が全体としてつりあわずに発生する振動現象です。回転体の減肉・摩耗やスケールの不均一な付着、ローターの曲がり・偏心等によってアンバランスが生じます。

さて、ローターの質量が一様に分布していないと、そのローターの重心は回転軸から偏芯します。その結果、上図のようなローターには遠心力が発生します。この遠心力はアンバランスの各値が質量m［kg］、偏芯量ε［m］、回転数N［rpm］である場合、①式のように表されます。

この遠心力はローター上で向きが一定であるので回転軸の回転にしたがって振動ピックアップには（-F）から（F）までの力が伝達されます。この時軸受の剛性が高く撓まないなら軸受は振動しないので力のみが伝達されます。しかし、軸受の剛性が低い場合はこの遠心力によって軸受は振動します。一般の軸受は程度の差はありますが後者の場合が多いようです。
さて、遠心力はこのように、１回転に１回ずつピックアップに最大力（最大変位）を伝えます。したがって、アンバランスの振動の振動周波数は回転周波数（ｆｒ）です。その方向は上図からも分かるように軸に直角、つまりラジアル方向の振動を発生します。

パラメータ	性　　　　　　質
振動の方向	◎ラジアル方向が主体であるが、一般的に剛性の低い    水平方向の振動値が大きい ◎オーバーハングタイプの機械では、軸方向の振動が上昇する
発生する周波数	回転周波数（ｆｒ）に一致する
位相変化	常にある角度を保つ（回転マークに同期）
ふれ周り	回転方向
振動形態	回転の低下と共に一定割合で減少していく

※アンバランス振動による発生周波数を知るには、MD-330のFFT機能を使用します。

 

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