1. バランスシステムの概要

バランセット-1A バランサー ファン、研削砥石、スピンドル、破砕機、ポンプ、その他の回転機械向けに、単面および二面の動的バランス調整サービスを提供しています。

Balanset-1Aバランサーには、2つの振動センサー（加速度計）、レーザー位相センサー（タコメーター）、プリアンプ、積分器、ADC取得モジュールを備えた2チャンネルUSBインターフェースユニット、およびWindowsベースのバランシングソフトウェアが含まれています。Balanset-1Aを使用するには、ノートパソコンまたはWindows（WinXP…Win11、32ビットまたは64ビット）対応のPCが必要です。

バランシングソフトウェアは、シングルプレーンとツープレーンのバランシングに正しいバランシングソリューションを自動的に提供します。 バランセット-1A は、振動の専門家でなくても簡単に使える。

すべてのバランシング結果はアーカイブに保存され、レポートの作成に使用できます。

特徴

• 使いやすい
• 無制限のバランシング・データの保存
• ユーザーが選択可能な試用質量
• 分割重量計算、ドリル計算
• 大量試用が自動的にポップアップメッセージ
• 回転数、全体的な振動速度の振幅と位相、および1倍振動の測定
• FFTスペクトル
• デュアルチャンネル同時データ収集
• 波形とスペクトルの表示
• 振動値、振動波形、振動スペクトルの保存
• 保存された影響係数を用いたバランシング
• トリムバランス
• マンドレルの偏心計算のバランシング
• トライアルウエイトを外すか、残すか
• バランシング公差の計算（ISO 1940 Gクラス）
• 補正平面の計算を変更する
• ポーラーグラフ
• 手動データ入力
• ランダウンチャート（実験的オプション）

2.仕様

3.パッケージ

Balanset-1A バランサーには、2 つの単軸加速度計、レーザー位相基準マーカー (デジタル タコメータ)、プリアンプ、インテグレーター、ADC 取得モジュールを備えた 2 チャンネル USB インターフェイス ユニット、および Windows ベースのバランシング ソフトウェアが含まれています。

デリバリーセット

4.バランス原則

4.1. 「Balanset-1A」には（図4.1）USBインターフェースユニットが含まれています (1)、2つの加速度計 (2) そして (3)、位相基準マーカー (4) およびポータブルPC（付属していません） (5).

配送セットにはマグネットスタンドも含まれています (6) 位相基準マーカーとデジタルスケールを取り付けるために使用 7.

X1およびX2コネクターは、それぞれ振動センサーを1および2測定チャンネルに接続するためのもので、X3コネクターは位相基準マーカーを接続するためのものです。

USBケーブルは、電源供給とUSBインターフェース・ユニットとコンピューターの接続を行います。

図4.1. 「Balanset-1A」の配送セット

機械振動は、振動加速度に比例した電気信号を振動センサーの出力に発生させます。ADCモジュールからのデジタル信号はUSB経由でポータブルPCに転送されます。 (5). 位相基準マーカーは、回転周波数と振動位相角を計算するためのパルス信号を生成します。Windowsベースのソフトウェアは、単面および二面バランス調整、スペクトル分析、チャート、レポート、影響係数の保存のためのソリューションを提供します。

5.安全上の注意

6. ソフトウェアとハードウェアの設定

6.1.USBドライバーとバランシングソフトウェアのインストール

作業前にドライバとバランシングソフトをインストールしてください。

フォルダとファイルのリスト

インストールディスク（フラッシュドライブ）には、以下のファイルとフォルダが含まれています：

• Bs1Av###Sセットアップ – 「Balanset-1A」バランシングソフトウェアのフォルダ（### – バージョン番号）
• アードドライブ – USBドライバー
• EBalancer_マニュアル.pdf – このマニュアル
• Bal1Av###Setup.exe – セットアップファイル。このファイルには、上記のすべてのアーカイブファイルとフォルダが含まれています。### – 「Balanset-1A」ソフトウェアのバージョン。
• Ebalanc.cfg – 感度値
• バル.ini – 初期化データ

ソフトウェアのインストール手順

ドライバや専用ソフトウェアのインストールには、ファイルを実行してください。 Bal1Av###Setup.exe を押して、セットアップの指示に従ってください。次のページ", "ОК「など。

セットアップフォルダを選択します。通常、指定されたフォルダは変更しないでください。

その後、プログラムはプログラムグループとデスクトップフォルダを指定する必要があります。ボタンを押す 次のページ.

7. バランス調整ソフトウェア

7.1. 一般事項

初期ウィンドウ

プログラム「Balanset-1A」を実行すると、図7.1に示す初期ウィンドウが表示されます。

図7.1. 「Balanset-1A」の初期ウィンドウ

初期ウィンドウには 9 個のボタンがあり、クリックすると機能の名前が表示されます。

F1-"について"

図7.2. F1-「About」ウィンドウ

F2-シングルプレーン、F3-ツープレーン

「F2– 単面" （または F2 コンピュータキーボードのファンクションキー）は、チャネルの測定振動を選択します。 X1.

このボタンをクリックすると、図7.1に示すようなコンピュータの表示図が表示され、最初の測定チャネルのみで振動を測定するプロセス（または単一平面でのバランシングプロセス）が説明されます。

「F3–2平面" （または F3 キーボードのファンクション・キー）により、2チャンネルの振動測定モードを選択します。 X1 そして X2 を同時に行う。(図7.3）。

図7.3. 「Balanset-1A」の初期ウィンドウ。2面バランス調整。

F4 – 「設定」

図7.4.「設定」ウィンドウ
このウィンドウでは、バランセット-1Aの設定をいくつか変更できます。

• 感度.公称値は13 mV / mm/s。

• 平均化 - 平均化数（データをより正確に平均化するためのローターの回転数）
• タコチャンネル# - channel# タコが接続されています。デフォルトは3チャンネル目。
• ムラ - 隣接するタコパルス間の持続時間の差。タコメーターの故障“
• インペリアル/メートル法 - 単位系を選択する。

COMポート番号は自動的に割り当てられる。

F5 – 「振動計」

のファンクションキーを押します。 F5 キーボードの" "ボタンを押すと、仮想振動計の1つまたは2つの測定チャンネルの振動測定モードが有効になります。F2-シングルプレーンF3-ツー・プレーン」。

F6 – 「レポート」

このボタン（または F6 コンピュータのキーボードのファンクションキー）を押すと、バランシングアーカイブのスイッチが入り、そこから特定のメカニズム（ローター）のバランシング結果のレポートを印刷することができます。

F7 - "バランシング"

このボタン（またはキーボードのファンクションキーF7）を押すと、1つまたは2つの補正プレーンのバランシングモードが起動します。F2-シングルプレーンF3-ツー・プレーン」。

F8 - "チャート"

このボタン（または F8 コンピュータのキーボードのファンクション・キー）により、グラフィック振動計が使用可能になり、その実装により、振動の振幅と位相のデジタル値が、時間関数のグラフィックと同時にディスプレイに表示されます。

F10 – 「終了」

このボタン（または F10 （コンピュータのキーボードのファンクションキー）を押すと、プログラム「Balanset-1A」が完了します。

7.2.「振動計」

で働く前に、"振動計” モードでは、機械に振動センサーを設置し、USBインターフェースユニットのコネクタX1とX2にそれぞれ接続します。タコセンサーはUSBインターフェースユニットの入力X3に接続します。

図7.5 USBインターフェース・ユニット

タコメーター作業用のローター表面に反射テープを貼ります。

図7.6. 反射テープ

センサーの設置および設定に関する推奨事項は、付録1に記載されている。

振動計モードで測定を開始するには、「F5 - 振動計プログラムの初期ウィンドウで「」をクリックします（図7.1を参照）。

振動計 ウィンドウが表示されます（図7.7参照）。

図7.7.振動計モード。波とスペクトル。

振動測定を開始するには、「F9 – 実行（またはファンクションキーを押す） F9 キーボード上)。

もし トリガーモード自動 をチェックすると、振動測定結果が定期的に画面に表示されます。

第1チャンネルと第2チャンネルの振動を同時に測定する場合、「プレーン1" そして "プレーン2” が入力されます。

振動」モードでの振動測定は、位相角センサーを外した状態でも行うことができます。プログラムの初期ウィンドウでは、総RMS振動の値(V1、V2)が表示されるだけである。

振動計モードには次の設定があります

• RMS 低、Hz – 全体の振動のRMSを計算するための最低周波数
• 帯域幅 – グラフの振動周波数帯域
• 平均値 - 測定精度を高めるための平均数

「振動計」モードで作業を完了するには、「F10 - 終了」をクリックして初期ウィンドウに戻ります。

図7.8.振動計のモード。回転数ムラ、振動波形1倍。

7.3 バランス調整手順

バランシングの前に、振動計モード（F5 ボタン）で振動を測定し、主な振動が 1x 振動であることを確認してください。

図7.10.振動計モード。全体(V1s,V2s)と1倍(V1o,V2o)の振動をチェックする。

全体振動V1s（V2s）の値が、回転周波数（1倍振動）における振動の振幅V1o（V2o）とほぼ等しい場合、振動機構の主な要因はローターのアンバランスであると推測できます。全体振動V1s（V2s）の値が1倍振動成分V1o（V2o）よりもはるかに高い場合は、機構の状態（ベアリングの状態、ベースへの取り付け、回転中に固定部品とローターが接触していないかなど）を確認することをお勧めします。

振動計モードでは、測定値の安定性にも注意する必要があります。測定プロセス中、振動の振幅と位相は10～15%を超えて変化してはなりません。そうでない場合、機構が共振域付近で動作していると推測できます。この場合、ローターの回転速度を変更してください。これが不可能な場合は、機械の基礎への設置条件を変更してください（例えば、一時的にスプリングサポートに取り付けるなど）。

ローターバランス調整のために 影響係数法 バランス調整法（3回実行法）を使用する必要があります。

試運転は、振動変化に対する試行質量の影響、質量、補正重りの取り付け場所（角度）を決定するために行われる。

まず、メカの原振動（錘のない状態での1回目のスタート）を求め、1回目の平面に試供錘をセットして2回目のスタートを行う。次に、第1平面からおもり（トライアルウェイト）を外し、第2平面にセットして第2スタートを行う。

その後、プログラムは補正ウェイトの重量と取り付け位置（角度）を計算し、画面に表示する。

シングル・プレーン（スタティック）でバランスをとる場合、2回目のスタートは必要ない。

トライアルウェイトは、ローター上の都合の良い任意の位置に設定し、実際の半径をセットアッププログラムに入力する。

(ポジション半径は、グラム単位のアンバランス量の計算にのみ使用されます。）

図7.11.補正重りの取り付け

推奨！

動的バランス調整を行う前に、静的アンバランスが過度に大きくないことを確認することをお勧めします。水平軸ローターの場合、ローターを現在の位置から手動で90度回転させます。ローターが静的アンバランス状態にある場合は、平衡位置まで回転します。ローターが平衡位置に達したら、ローター長のほぼ中央付近の頂点にバランス調整用のウェイトを取り付ける必要があります。ウェイトは、ローターがどの位置でも動かないように選定する必要があります。

このような事前バランス調整により、大きくアンバランスなローターの最初の始動時の振動量が軽減されます。

センサーの設置と取り付け

V振動センサーは、選択した測定ポイントの機械に取り付け、USB インターフェースユニットの入力 X1 に接続する必要があります。

取り付け構成には次の 2 つがあります。

• 磁石
• ねじスタッド M4

光学式タコセンサーは USB インターフェースユニットの入力 X3 に接続する。さらに、このセンサーを使用するには、ローターの表面に特殊な反射マークを付ける必要があります。

センサーの設置場所の選択とバランシング時の対象物への取り付けに関する詳細な要件は、附属書1に記載されている。

7.4 単面バランス

図7.12. 「単一平面バランス」

バランス調整アーカイブ

「シングル・プレーン・バランシング」モードに切り替えるには、「F2シングルプレーン」ボタンをクリックします（またはコンピューターのキーボードの F2 キーを押します）。

次に「F7 - バランシング」ボタンをクリックすると、 シングル・プレーン・バランシング・アーカイブ ウィンドウが表示され、そこにバランシングデータが保存されます（図7.13参照）。

図7.13 単一平面におけるバランシング・アーカイブを選択するためのウィンドウ。

このウィンドウで、ローター名(ローター名)、ローター設置場所(場所)、振動と残留アンバランスの許容誤差(寛容)、測定日。このデータはデータベースに保存される。また、Arc###というフォルダが作成されます（###は、チャート、レポートファイルなどが保存されるアーカイブの番号です）。バランシングが完了すると、内蔵エディタで編集・印刷可能なレポートファイルが生成されます。

必要なデータを入力したら、「F10-OK」ボタンをクリックすると、「シングル・プレーン・バランシング”ウィンドウが開きます（図7.13を参照）

バランシング設定（1プレーン）

図7.14.シングルプレーン。バランス設定

このウィンドウの左側には、振動測定のデータと測定制御ボタン「ラン # 0“, “ラン # 1“, “ラントリム“.

このウィンドウの右側には 3 つのタブがあります。

• バランス設定
• チャート
• 結果

その"バランス設定「」タブはバランス設定を入力するために使用されます。

1. 「影響係数」 –
   • “新しいローター” – 新しいローターのバランス調整の選択。バランス調整係数は保存されておらず、補正重量の質量と取り付け角度を決定するために 2 回の実行が必要です。
   • “保存された係数。” – ローターの再バランス調整を選択します。この選択ではバランス調整係数が保存されており、補正ウェイトの重量と取り付け角度を決定するのに 1 回の実行のみが必要です。
2. 「試し重り質量」 –
   • “パーセント” – 矯正重量は試験重量のパーセンテージとして計算されます。
   • “グラム「試用分銅の既知の質量が入力され、補正分銅の質量が次のように計算されます。 グラム または オズ インペリアル・システム用。

   注目してほしい！

   「保存された係数。初期バランス調整中の更なる作業のためのモードでは、試し重りの質量は%ではなく、グラムまたはオンスで入力する必要があります。秤は納品パッケージに含まれています。

3. 「ウェイト取り付け方式」
   • “フリーポジション” – ローターの円周上の任意の角度位置に重りを取り付けることができます。
   • “定位置” – 重りはローター上の固定角度位置、例えばブレードや穴（例えば12個の穴 – 30度）などに設置できます。固定位置の数は該当するフィールドに入力する必要があります。バランス調整後、プログラムは自動的に重りを2つの部分に分割し、得られた質量を設定するために必要な位置の数を示します。
   • “円形の溝” – 研削砥石のバランス調整に使用 この場合、3つのカウンターウェイトを使用してアンバランスを解消します
     

     図7.17 カウンターウェイト3個による砥石のバランシング

     

     図7.18 砥石のバランシング。極値グラフ。

図7.15.結果タブ。補正ウエイトの固定位置。

Z1とZ2は、回転方向に応じてZ1の位置から計算された、補正ウェイトの設置位置です。Z1は、試験用ウェイトが設置された位置です。

図7.16 固定位置。極線図。

• “マスマウント半径、mm” – 「平面1」 – 平面1における試験用分銅の半径。バランス調整後の残留アンバランスの許容値への適合性を判断するには、初期アンバランスと残留アンバランスの大きさを計算する必要があります。
• “Plane1にトライアルウェイトを残す。"通常、試用ウェイトはバランシングの過程で取り除かれます。しかし、場合によっては取り除くことができないこともあります。その場合は、試用ウェイトの質量を計算に入れるために、この項目にチェックマークを付ける必要があります。
• “手動データ入力” – ウィンドウの左側の適切なフィールドに振動値と位相を手動で入力し、「結果”タブ
• ボタン "セッションデータの復元".バランシング中、測定データは session1.ini ファイルに保存されます。コンピュータのフリーズやその他の理由で測定プロセスが中断された場合は、このボタンをクリックすることで、測定データを復元し、中断した時点からバランシングを続行できます。
• マンドレル偏心除去（インデックスバランシング） マンドレル（バランシング・アーバー）の偏心の影響を排除するため、追加スタートでバランシングを行う。ローターをマンドレルに対して0°と180°の位置に交互に取り付ける。両方の位置でアンバランスを測定する。
• 公差のバランス g x mm単位での残留アンバランス公差の入力または計算（Gクラス）
• 極座標グラフの使用 バランシングの結果を表示するには、極座標グラフを使用する。

1プレーンバランシング新しいローター

前述の通り、「新しいローターバランス調整には、バランス調整機の 2 回のテスト実行と少なくとも 1 回のトリム実行が必要です。

Run#0（初回走行）

バランスローターにセンサーを取り付け、設定パラメータを入力した後、ローターの回転をオンにし、動作速度に達したら「Run#0」ボタンを押して測定を開始します。「チャート右側のパネルに「」タブが開き、振動の波形とスペクトルが表示されます。タブの下部には履歴ファイルがあり、すべての開始結果が時間基準とともに保存されます。ディスク上では、このファイルはmemo.txtという名前でアーカイブフォルダに保存されます。

図7.19.片平面でのバランシング。初期運転（Run#0）。チャートタブ

測定終了後 Run#0 セクションの左側のパネルに測定結果が表示されます - ローター速度（RPM）、RMS（Vo1）、1x振動の位相（F1）。

その"F5-ランに戻る#0「 」ボタン（または F5 ファンクション キー）を使用すると、Run#0 セクションに戻り、必要に応じて振動パラメータを繰り返し測定できます。

Run#1（トライアルマス面1）

「Run#1（トライアルマス面1）、試験用ウェイトは「試用質量" 分野。

トライアルウエイトを取り付ける目的は、既知のウエイトを既知の場所（角度）に取り付けたとき、ローターの振動がどのように変化するかを評価することである。 トライアルウェイトは、振動振幅が初期振幅より 30% 低いか高いか、または位相が初期位相より 30 度以上変化していなければならない。

「保存された係数。” 以降の作業のバランス調整を行うには、試用用おもりの設置場所（角度）が反射マークの位置（角度）と同じでなければなりません。

バランシングマシンのローターを再び回転させ、回転数が安定していることを確認します。次に、「F7-Run#1"ボタンを押す（またはコンピュータのキーボードでF7キーを押す）。

「Run#1（トライアルマス面1）」セクションでは、ローター速度（RPM）の測定結果と、1倍振動のRMS成分（Vо1）と位相（F1）の値が表示されます。

同時に、"結果ウィンドウの右側に「」タブが開きます。

このタブには、アンバランスを補正するためにローターに取り付けなければならない補正ウェイトの質量と角度の計算結果が表示されます。

また、極座標系を使用する場合には、補正分銅の質量値（M1）と取り付け角度（f1）が表示されます。

の場合 "固定ポジション” 位置番号（Zi、Zj）と試験重量分割質量が表示されます。

図7.20.片平面でのバランシング。Run#1とバランシング結果。

もし ポーラーグラフ をチェックすると、極線図が表示される。

図7.21.バランスをとった結果。ポーラーグラフ。

図7.22.バランシングの結果。ウェイト分割（固定位置）

また、「ポーラーグラフ” にチェックを入れると極座標グラフが表示されます。

図7.23.定位置で分割されたウェイト。ポーラーグラフ

操作ウィンドウ内のバランス調整ローターに補正ウェイトを取り付けた後、RunC (トリム) を実行し、実行したバランス調整の有効性を評価する必要があります。

RunC（バランス品質チェック）

「RunC（バランス品質チェック）」セクションで、「F7 - ラントリム」ボタンをクリックします（またはキーボードの F7 キーを押します）。

測定プロセスが正常に完了すると、「RunC（バランス品質チェック）左パネルの「」セクションには、ローター速度（RPM）の測定結果と、1倍振動のRMS成分（Vo1）と位相（F1）の値が表示されます。

"の中にある。結果"タブでは、追加補正ウェイトの質量と設置角度の計算結果が表示されます。

図7.24.一平面でバランスをとる。RunTrimの実行。結果タブ

このウェイトは、すでにローターに取り付けられている補正ウェイトに追加して、残留アンバランスを補正することができます。さらに、バランシング後に達成されたローターの残留アンバランスが、このウィンドウの下部に表示されます。

バランスされたローターの残留振動や残留アンバランスの量が、技術文書で定められた許容要件を満たしている場合、バランシングプロセスを完了することができます。

そうでない場合は、バランシングプロセスを続行することができます。これにより、逐次近似の方法によって、バランスされたローターへの補正ウェイトの取り付け（取り外し）中に発生する可能性のあるエラーを修正することができます。

バランスローターのバランス調整工程を続ける場合、追加の補正質量を取り付け（取り外す）必要があります。そのパラメータは「補正質量と補正角度“.

影響係数（1平面）

その"F4係数「のボタンをクリックする。結果「 」タブは、キャリブレーション実行の結果から計算されたローターバランス係数（影響係数）を表示し、コンピュータのメモリに保存するために使用されます。

これを押すと、「影響係数（単面）」ウィンドウがコンピュータのディスプレイに表示され、校正（テスト）実行の結果から計算されたバランス係数が表示されます。この機械のその後のバランス調整中に「保存された係数。「」モードでは、これらの係数をコンピュータのメモリに保存する必要があります。

これを行うには、「F9 - 保存」ボタンをクリックして「影響係数アーカイブ。単一平面。“

図7.25.第1面の係数バランス

次に、このマシンの名前を「ローター」列をクリックし、「F2セーブ「」ボタンをクリックすると、指定したデータがコンピューターに保存されます。

その後、「F10-終了」ボタン（またはコンピューターのキーボードの F10 ファンクション キー）を押します。

図7.26. 「影響係数アーカイブ。単一平面」

バランシング・レポート

バランス調整後、すべてのデータが保存され、バランス調整レポートが作成されます。レポートは内蔵エディタで表示・編集できます。ウィンドウ内で 「アーカイブを一つの平面でバランスさせる」 （図7.9）ボタンを押します。F9 -レポート” をクリックしてバランスレポートエディタにアクセスします。

図7.27. バランスレポート

1つの平面に保存された影響係数を使用した保存された係数バランス手順

測定システムの設定（初期データの入力）

保存された係数バランシング は、すでにバランシング係数が決定され、コンピュータのメモリに入力されているマシンで実行できる。

の初期データの入力 保存された係数バランシング （プライマリの場合のように（“新しいローター「）バランス調整」は「シングルプレーンバランシングバランシングの設定“.

この場合、"影響係数「セクションで保存された係数」項目です。この場合、「影響係数アーカイブ単一平面." には、保存されたバランス係数のアーカイブが保存されます。

図7.28.1平面に保存された影響係数によるバランシング

「►」または「◄」のコントロールボタンを使ってアーカイブの表を移動し、関心のある機械のバランス係数を含む目的のレコードを選択します。次に、このデータを現在の測定に使用するには、「F2 - 選択「ボタンをクリックする。

その後、「シングルプレーンバランシングバランシングの設定” は自動的に入力されます。

初期データの入力が完了したら、測定を開始することができる。

保存された影響係数を使用したバランス調整中の測定

保存された影響係数でのバランシングは、バランシングマシンの最初の実行と少なくとも1回のテスト実行が必要です。

「Run#0（イニシャル、トライアルマスなし）」セクションで「F7 - Run#0」（またはコンピューターのキーボードの F7 キーを押します）。

図7.29.1つの平面に保存された影響係数でのバランシング。回の実行後の結果。

「Run#0「」セクションでは、1倍振動のローター速度（RPM）、RMS成分の値（Vо1）、位相（F1）の測定結果が表示されます。

同時に、"結果"タブには、アンバランスを補正するためにローターに取り付けなければならない補正ウェイトの質量と角度の計算結果が表示されます。

また、極座標系を使用する場合は、補正用ウェイトの質量値と取り付け角度が表示されます。

固定位置への補正ウェイトの分割の場合、バランシングローターの位置の番号と、その位置に取り付ける必要のあるウェイトの質量が表示されます。

さらに、バランシング・プロセスは、7.4.2.のプライマリー・バランシングに関する推奨事項に従って実施される。

マンドレル偏心除去（インデックスバランシング）

バランシングの際、ローターが円筒形のマンドレルに取り付けられている場合、マンドレルの偏心によってさらなる誤差が生じる可能性がある。この誤差をなくすには、ローターをマンドレル内に180度展開し、追加スタートを行う必要がある。これをインデックス・バランシングと呼ぶ。

インデックスバランシングを行うために、Balanset-1Aプログラムには特別なオプションが用意されています。マンドレル偏心除去をチェックすると、バランシングウィンドウに追加のRunEccセクションが表示されます。

図7.30.インデックス・バランシングの作業ウィンドウ。

Run # 1 (Trial mass Plane 1)を実行すると、ウィンドウが表示されます。

図7.31 インデックス・バランシングのアテンション・ウィンドウ。

ローターを180°回転させた後、Run Eccを実行する必要があります。プログラムは、マンドレル偏心に影響を与えることなく、真のローターアンバランスを自動的に計算します。

7.5 2平面バランス

での作業を開始する前に 平面バランシング モードでは、選択した測定ポイントの機械本体に振動センサーを取り付け、それぞれ測定ユニットの入力 X1 と X2 に接続する必要があります。

光学式位相角センサーは、測定ユニットの入力X3に接続する必要があります。さらに、このセンサーを使用するには、バランシングマシンのアクセス可能なローター表面に反射テープを接着する必要があります。

バランシング中の施設におけるセンサーの設置場所の選択とその取り付けに関する詳細な要件は、付録1に記載されている。

「平面バランシング"モードは番組のメイン・ウィンドウから始まる。

をクリックしてください。F3-2機"ボタンを押す（またはコンピュータのキーボードでF3キーを押す）。

さらに、「F7 – バランス調整」ボタンをクリックすると、コンピューターのディスプレイに作業ウィンドウが表示され（図7.13を参照）、2つの平面でバランス調整を行う際にデータを保存するためのアーカイブが選択されます。

図7.32 2つの平面のバランシング・アーカイブ・ウィンドウ。

このウィンドウでは、バランス調整されたローターのデータを入力する必要があります。「F10-OK「 」ボタンをクリックすると、バランス調整ウィンドウが表示されます。

バランシング設定（2プレーン）

図7.33.つの平面のバランシング・ウィンドウ

ウィンドウの右側には「バランス設定バランス調整前の設定を入力するための「」タブ。

• 影響係数 – 新しいローターのバランス調整、または保存された影響係数（バランス調整係数）を使用したバランス調整
• マンドレル偏心除去 – マンドレルの偏心の影響を排除するために、追加のスタートでバランスをとる
• ウェイト装着方法 – ローター円周上の任意の位置または固定位置に補正ウェイトを取り付ける。ウェイト除去時の穴あけ加工の計算。
  • “フリーポジション” – ローターの円周上の任意の角度位置に重りを取り付けることができます。
  • “定位置” – 重りはローター上の固定角度位置、例えばブレードや穴（例えば12個の穴 – 30度）などに設置できます。固定位置の数は該当するフィールドに入力する必要があります。バランス調整後、プログラムは自動的に重りを2つの部分に分割し、得られた質量を設定するために必要な位置の数を示します。
• 試用質量 – 試用重量
• 平面1 / 平面2にトライアルウェイトを残す – バランスをとるときは試用用の重りを取り外すかそのままにしておきます。
• マスマウント半径、mm – 取り付け試験片と補正重量の半径
• 公差のバランス – 残留不均衡許容値をg-mm単位で入力または計算する
• 極座標グラフの使用 – 極座標グラフを使用してバランス調整結果を表示する
• 手動データ入力 – バランスウェイトを計算するための手動データ入力
• 前回のセッションデータを復元する – バランス調整の継続に失敗した場合、最後のセッションの測定データを回復します。

2機のバランシング新しいローター

測定システムの設定（初期データの入力）

の初期データを入力する。 新しいローターのバランシング 「2面バランス調整。設定“.

この場合、"影響係数「セクションで新しいローター「という項目がある。

さらに、"試用質量「を選択する必要があります。グラム「またはパーセント“.

測定単位を選択する際は「パーセント「修正重量の質量の以降の計算はすべて、試験重量の質量に対するパーセンテージとして実行されます。」

「グラム” の単位を選択した場合、補正重量の質量の計算はすべてグラム単位で行われます。その後、“ ” の右側にあるウィンドウに入力します。グラム「ローターに装着されるトライアルウェイトの質量。

残留アンバランスの許容差（バランシング許容差）の計算

残留不釣合い許容値（バランス許容値）は、ISO 1940振動規格「一定（剛性）状態におけるロータのバランス品質要件」に記載されている手順に従って計算できます。パート1：バランス許容値の規定と検証。

図7.34.バランシングトレランス計算ウィンドウ

初期実行（Run#0）

「新しいローター「」モードでは、バランス調整には 3 回のキャリブレーション実行と、少なくとも 1 回のバランス調整マシンのテスト実行が必要です。

機械の初回始動時の振動測定は「平面バランス「作業ウィンドウ」の「Run#0"の項を参照。

図7.35.図7.35 初回走行後の2面バランス測定結果。

の振動パラメータを測定する。 Run#0 セクションで、「F7 - Run#0」ボタンをクリック（またはコンピューターのキーボードのF7キーを押す）

ローター速度（RPM）、RMS値（VО1、VО2）、および1倍振動の位相（F1、F2）の測定結果が、対応するウィンドウに表示されます。 Run#0 セクションを参照されたい。

Run#1.Trialの質量（Plane1

で振動パラメーターの測定を開始する前に、"Run#1.Trialの質量（Plane1「のセクションで選択した質量で、バランシングマシンのローターの回転を停止させ、その上にトライアルウェイトを取り付けます。試用質量"の項を参照。

この後、バランシングマシンのローターの回転を再びオンにし、動作モードに入ったことを確認する必要があります。

で振動パラメーターを測定する。# 1.Trialの質量をPlane1で実行する。」セクションで、「F7 - Run#1"ボタンを押す（またはコンピュータのキーボードでF7キーを押す）。

測定プロセスが正常に完了すると、測定結果のタブに戻ります。

この場合、対応するウィンドウの"Run#1.平面1での試行質量"の項では、ローター回転数（RPM）の測定結果、および1x振動の実効値（Vо1、Vо2）と位相（F1、F2）の成分値を示す。

「# 2.Plane2で試し質量を実行」

振動パラメーターの測定を開始する前に、"# 2.トライアル質量をプレーン2で実施"の場合は、以下の手順を実行する必要がある：

• バランシングマシンのローターの回転を停止する。
• 平面１に設置された試験用重りを取り外します。
• 平面2に試験用重りを設置し、「試用質量“.

この後、バランシングマシンのローターの回転をオンにし、動作速度に入ったことを確認します。

「# 2.トライアル質量をプレーン2で実施」セクションで、「F7 - ラン # 2」ボタンをクリックするか、コンピューターのキーボードでF7キーを押します。次に、「結果」タブが開きます。

を使用する場合 ウェイト装着方法” – “フリーポジション、ディスプレイには補正重量の質量値（M1、M2）と取り付け角度（f1、f2）が表示されます。

図7.36.補正重量の計算結果 - フリーポジション

図7.37.補正重量の計算結果 - フリーポジション。極線図

ウェイト・アタッチメント方式を使用する場合” – “固定ポジション

図7.38. 補正重みの計算結果 – 固定位置。

図7.39. 補正重量の計算結果 - 固定位置。極座標図。

ウェイトアタッチメント方式を使用する場合円形の溝“

図7.40. 補正重量の計算結果 – 円形溝。

ランC（トリムラン）

バランシング・ローターに補正ウェイトを取り付けた後、RunC（トリム）を実施し、実行したバランシングの効果を評価する必要があります。

RunTrim（バランス品質チェック）セクションで振動パラメータを測定するには、「F7 - ラントリム"ボタンを押す（またはコンピュータのキーボードでF7キーを押す）。

ローターの回転周波数（RPM）、1x振動の実効値成分（Vо1）と位相（F1）の測定結果を示す。

その"結果作業ウィンドウの右側に「測定結果の表」タブが表示され、追加の補正重量のパラメータの計算結果が表示されます。

これらのウェイトは、すでにローターに取り付けられている補正ウェイトに追加して、残留アンバランスを補正することができる。

さらに、バランシング後に達成された残留ローター・アンバランスが、このウィンドウの下部に表示されます。

バランス調整されたローターの残留振動および/または残留アンバランスの値が技術文書で定められた許容要件を満たす場合、バランス調整プロセスを完了できます。

そうでない場合は、バランシングプロセスを続行することができます。これにより、逐次近似の方法によって、バランスされたローターへの補正ウェイトの取り付け（取り外し）中に発生する可能性のあるエラーを修正することができます。

バランシング・ローターでバランシング・プロセスを続ける場合、追加の補正質量を取り付ける（取り除く）必要があります。

"の中にある。結果「ウィンドウには2つのコントロールボタンがあります。F4係数“, “F5 - 補正プレーンの変更“.

影響係数（2面）

その"F4係数「 」ボタン（またはコンピュータ キーボードの F4 ファンクション キー）を使用すると、2 回のキャリブレーション開始の結果から計算されたローター バランス係数をコンピュータ メモリに表示および保存できます。

これを押すと、「影響係数（2平面）” 作業ウィンドウがコンピュータのディスプレイに表示され、最初の 3 回のキャリブレーション開始の結果に基づいて計算されたバランス係数が表示されます。

図7.41.2つの平面に係数をバランスさせた作業ウィンドウ。

将来的には、このようなタイプの機械のバランスをとる際には、「保存された係数。” モードとバランス係数はコンピュータのメモリに保存されます。

係数を保存するには、"F9 - 保存「ボタンをクリックし、"影響係数アーカイブ（2プレーン）「窓（図7.42参照）

図7.42.作業ウィンドウの2ページ目、2つの平面のバランシング係数。

補正平面の変更

その"F5 - 補正プレーンの変更「 」ボタンは、補正面の位置を変更する必要がある場合、質量と設置角度の補正重量を再計算する必要がある場合に使用します。

このモードは、主に複雑な形状のローター（例えばクランクシャフト）のバランスをとるときに便利です。

このボタンを押すと、作業ウィンドウ「補正ウエイトの質量と他の補正面への角度の再計算” がコンピューターのディスプレイに表示されます。

この作業ウィンドウでは、対応する画像をクリックして4つの可能なオプションのいずれかを選択する必要があります。

元の修正面 (Н1 と Н2) は緑色でマークされ、再計算される新しい面 (K1 と K2) は赤色でマークされます。

そして、「計算データ」セクションで、以下の要求されたデータを入力します。

• 対応する補正面（a、b、c）間の距離。
• ローター上の補正ウェイトの取り付け半径の新しい値（R1 '、R2'）。

データ入力後、ボタン"F9-計算“

計算結果（質量 M1、M2 および補正重量 f1、f2 の取り付け角度）は、この作業ウィンドウの対応するセクションに表示されます。

図7.43 補正面の変更。他の補正面に対する補正質量と角度の再計算。

2つの平面で保存された係数のバランス

保存された係数バランシング は、バランシング係数がすでに決定され、コンピュータのメモリに保存されているマシンで実行できる。

再バランス調整のための初期データの入力は「2面バランス。バランス設定“.

この場合、"影響係数「セクションで保存された係数。” アイテム。この場合、ウィンドウは「影響係数アーカイブ（2プレーン）” が表示され、そこに以前に決定されたバランス係数のアーカイブが保存されます。

「►」または「◄」のコントロールボタンを使ってアーカイブの表を移動し、関心のある機械のバランス係数を含む目的のレコードを選択します。次に、このデータを現在の測定に使用するには、「F2 - OK」ボタンをクリックして、前の作業ウィンドウに戻ります。

図7.44.作業ウィンドウの2ページ目、2つの平面のバランシング係数。

その後、「2 pl でのバランス。ソースデータ”が自動的に入力されます。

保存された係数バランシング

“保存された係数。” バランス調整には、バランス調整機の 1 回のチューニング開始と少なくとも 1 回のテスト開始のみが必要です。

チューニングスタート時の振動測定 (ラン # 0）の機械は「2平面でのバランシング” 作業ウィンドウにバランス調整結果の表が表示され、 ラン # 0 セクションを参照されたい。

の振動パラメータを測定する。 ラン # 0 セクションで、「F7 - Run#0"ボタンを押す（またはコンピュータのキーボードでF7キーを押す）。

ローター回転数(RPM)の測定結果と、1x振動の実効値(VО1, VО2)と位相(F1, F2)の成分値が ラン # 0 セクションを参照されたい。

同時に、"結果「」タブが開き、ローターの不均衡を補正するためにローターに取り付ける必要がある補正ウェイトのパラメータの計算結果が表示されます。

さらに、極座標系を使用する場合、補正分銅の質量値と取り付け角度が表示されます。

ブレードへの補正ウェイトの分解の場合、バランシング・ローターのブレードの番号と、それらに取り付ける必要のあるウェイトの質量が表示されます。

さらに、バランシングプロセスは、7.6.1.2.項の一次バランシングに関する推奨事項に従って実施される。

マンドレル偏心除去（インデックスバランス） – 2つの平面

バランシングの際、ローターが円筒形のマンドレルに取り付けられている場合、マンドレルの偏心によってさらなる誤差が生じる可能性がある。この誤差をなくすには、ローターをマンドレル内に180度展開し、追加スタートを行う必要がある。これをインデックス・バランシングと呼ぶ。

インデックスバランシングを行うために、Balanset-1Aプログラムには特別なオプションが用意されています。マンドレル偏心除去をチェックすると、バランシングウィンドウに追加のRunEccセクションが表示されます。

図7.45.インデックス・バランシングの作業ウィンドウ。

Run # 2 (Trial mass Plane 2)を実行すると、次のようなウィンドウが表示されます。

図7.46.アテンション・ウィンドウ

ローターを180°回転させた後、Run Eccを実行する必要があります。プログラムは、マンドレル偏心に影響を与えることなく、真のローターアンバランスを自動的に計算します。

7.6 チャートモード

「チャート」モードでの作業は、初期ウィンドウ（図7.1参照）から「F8 – チャート」をクリックします。次に、「2つのチャネルでの振動の測定。チャート」ウィンドウが開きます（図7.19を参照）。

図7.47. 操作ウィンドウ「2つのチャネルでの振動の測定。チャート」

このモードで作業している間、4つのバージョンの振動チャートをプロットすることが可能です。

第一のバージョンは、第一と第二の測定チャンネルで全体の振動（振動速度）の時系列関数を得ることができます。

2つ目のバージョンでは、回転周波数とその高次高調波成分で発生する振動（振動速度）のグラフを得ることができます。

これらのグラフは、全体的な振動時間関数の同期フィルタリングの結果として得られる。

第3バージョンは、調和解析の結果を振動チャートにしたものである。

4つ目のバージョンでは、スペクトル解析の結果を振動チャートにすることができます。

全体的な振動のチャート

操作ウィンドウに全体的な振動チャートをプロットするには "2チャンネルの振動測定チャート「動作モードを選択する必要があります」全体振動「をクリックする。次に、"Duration, in seconds "のボックスで、ボタン"▼"をクリックして振動の測定を設定し、測定プロセスの所望の持続時間をドロップダウンリストから選択します；

準備ができたら、「F9「-測定」ボタンをクリックすると、2 つのチャネルで同時に振動測定プロセスが開始されます。

測定が完了すると、操作ウィンドウに第1チャンネル(赤)と第2チャンネル(緑)の振動全体の時間関数のチャートが表示されます(図7.47参照)。

これらのグラフでは、X軸に時間、Y軸に振動速度の振幅（mm/sec）がプロットされている。

図7.48. 全体振動チャートの時間関数の出力のための操作ウィンドウ

また、これらのグラフには、全体の振動のグラフとローターの回転数を結ぶマーク（青色）があります。また、各マークはローターの次の回転の始まり（終わり）を示している。

図7.20に矢印で示したスライダーを使えば、X軸のグラフの縮尺を変えることができる。

1倍振動のチャート

操作ウィンドウに1倍振動チャートをプロットするには "2チャンネルの振動測定チャート「動作モードを選択する必要があります」1x 振動適切なボタンをクリックして「」をクリックします。

次に操作ウィンドウ「1x 振動」が表示されます。

「F9「-測定」ボタンをクリックすると、2 つのチャネルで同時に振動測定プロセスが開始されます。

図7.49. 1倍振動チャートの出力用の操作ウィンドウ。

測定プロセスの完了と結果の数学的計算（全体振動の時間関数の同期フィルタリング）の後、メインウィンドウに表示されます。 ローター1回転 のチャートが表示される。 1x 振動 を2チャンネルで使用する。

この場合、第1チャネルのチャートは赤で、第2チャネルのチャートは緑で描かれている。これらのチャートでは、X軸にローターの回転角度（マークからマークへ）、Y軸に振動速度の振幅（mm/sec）がプロットされている。

さらに、作業ウィンドウの上部（ボタン「F9 – 計測「）両チャンネルの振動測定の数値は、「振動計"モードが表示される。

特に振動全体の実効値V1、V2)、RMSの大きさ(V1o, V2o)と位相(Fi、Fj)の1倍振動とローター回転数(Nrev)。

調和分析の結果を示す振動チャート

調和分析の結果を操作ウィンドウにグラフ化すると、「2チャンネルの振動測定チャート「動作モードを選択する必要があります」和声分析適切なボタンをクリックして「」をクリックします。

次に、一時的な関数のチャートと、周期がローターの回転周波数に等しいかその倍数である振動の調和的側面のスペクトルのチャートを同時に出力するための操作ウィンドウが表示されます。

図7.50. 1倍振動の動作ウィンドウ高調波。

準備ができたら、「F9「-測定」ボタンをクリックすると、2 つのチャネルで同時に振動測定プロセスが開始されます。

測定プロセスが完了すると、操作ウィンドウに時間関数のグラフ (上のグラフ) と 1 倍振動の高調波のグラフ (下のグラフ) が表示されます。

X軸に高調波成分数、Y軸に振動速度の実効値（mm/sec）をプロットした。

振動時間領域とスペクトルのチャート

スペクトルチャートをプロットするには、「F5スペクトラム” タブ:

次に、振動の波形とスペクトルのチャートを同時に出力するための操作ウィンドウが表示されます。

図7.51. 振動スペクトルの出力用の操作ウィンドウ。

準備ができたら、「F9「-測定」ボタンをクリックすると、2 つのチャネルで同時に振動測定プロセスが開始されます。

測定プロセスが完了すると、操作ウィンドウに時間関数のグラフ (上のグラフ) と振動のスペクトルのグラフ (下のグラフ) が表示されます。

X軸に振動数、Y軸に振動速度の実効値（mm/sec）をプロットした。

この場合、1つ目のチャネルのチャートは赤で、2つ目のチャネルのチャートは緑で描かれている。

8. 装置の操作およびメンテナンスに関する一般的な指示

8.1 バランス品質基準（ISO 2372規格）

バランス調整の品質は、ISO 2372規格で定められた振動レベルを用いて評価できます。以下の表は、機械クラスごとに許容される振動レベルを示しています。

注：これらの値はバランス調整品質を評価するためのガイドラインです。必ず、ご使用のアプリケーションに該当する機器メーカーの仕様および適用規格を参照してください。

8.2 メンテナンス要件

付録1. ローターバランス調整

ローターは、特定の軸を中心に回転する物体であり、支持部内の軸受面によって保持されます。ローターの軸受面は、転がり軸受または滑り軸受を介して支持部に荷重を伝達します。「軸受面」という用語は、単にジャーナル*またはジャーナルに代わる面を指します。

*ジャーナル（ドイツ語で「ジャーナル」、「ピン」を意味する Zapfen）は、ホルダー（ベアリング ボックス）によって保持されるシャフトまたは軸の一部です。

fig.1 ローターと遠心力。

完全にバランスの取れたローターでは、質量は回転軸に対して対称に配分される。これは、ローターのどの要素も、回転軸に対して対称に配置された別の要素に対応できることを意味する。回転中、各ローター要素には、半径方向（ローターの回転軸に垂直な方向）に向けられた遠心力が作用する。平衡ローターでは、ローターの任意の要素に影響する遠心力は、対称要素に影響する遠心力と釣り合う。例えば、エレメント1と2（図1で緑色で示されている）は遠心力F1とF2の影響を受けます。これはローターのすべての対称要素に当てはまり、従ってローターに影響する遠心力の合計は0に等しく、ローターはバランスしている。しかし、ローターの対称性が崩れると（図1では、非対称要素が赤で示されている）、アンバランスな遠心力F3がローターに作用し始める。

回転すると、この力はローターの回転とともに方向を変えます。この力によって生じる動荷重はベアリングに伝達され、摩耗を加速させます。さらに、この変動する力の影響下で、支持部やローターを固定する基礎が周期的に変形し、振動が発生します。ローターのアンバランスとそれに伴う振動を解消するには、ローターの対称性を回復するバランスマスを設置する必要があります。

ローターバランシングは、バランスマスを追加することによって不均衡を解消する操作です。

釣り合いの仕事は、1つまたは複数の釣り合いマスの設置の値と場所（角度）を見つけることです。

ローターの種類とアンバランス

ローターの材質の強度とそれに影響する遠心力の大きさを考慮すると、ローターは剛性と柔軟性の2つのタイプに分けられる。

遠心力の影響下にある動作条件での剛性ローターはわずかに変形する可能性がありますが、計算ではこの変形の影響は無視できます。

一方、フレキシブルローターの変形は決して無視できない。フレキシブルローターの変形は、バランシング問題の解を複雑にし、リジッドローターのバランシングタスクと比較して、いくつかの他の数学モデルを使用する必要があります。同じローターでも、低速回転では剛性のように振る舞い、高速回転では可撓性のように振る舞うということは重要である。ここでは、剛体ローターのバランシングのみを考える。

ローターの長さ方向におけるアンバランス質量の分布に応じて、静的アンバランスと動的アンバランスの2種類のアンバランスに区別できます。静的ローターバランシングと動的ローターバランシングについても同様です。

ローターの静的アンバランスは、ローターが回転することなく発生する。言い換えれば、ローターが重力の影響下にあるときは静止しており、さらに「重い点」を下にしている。静的アンバランスを持つローターの例を図2に示す。

図2

動的アンバランスは、ローターが回転するときにのみ発生する。

動的アンバランスを持つローターの例を図3に示す。

図3.ローターの動的アンバランス-遠心力のカップル

この場合、アンバランスな等しい質量 M1 と M2 が異なる表面、つまりローターの長さに沿った異なる場所に配置されています。ローターが回転していない静止位置では、ローターは重力の影響を受けるのみで、質量は互いにバランスします。動的な状態では、ローターが回転すると、質量 M1 と M2 は遠心力 FЎ1 と FЎ2 の影響を受け始めます。これらの力は値が等しく、方向が反対です。ただし、これらはシャフトの長さに沿った異なる場所に配置されており、同一線上にないため、力は互いに相殺しません。FЎ1 と FЎ2 の力は、ローターに作用するモーメントを生成します。そのため、このアンバランスは「瞬間的」とも呼ばれます。したがって、補正されていない遠心力がベアリング支持部に作用し、想定していた力を大幅に超える可能性があり、ベアリングの耐用年数を短縮することもあります。

この種のアンバランスは、ローターが回転している間の力学においてのみ発生するため、力学的と呼ばれる。これは、静的バランシング（またはいわゆる「オンザナイフ」）や他の類似の方法では排除できません。動的アンバランスを解消するには、M1とM2の質量から生じるモーメントと同じ値で反対方向のモーメントを発生させる2つの補正重りを設定する必要があります。補償質量は、必ずしも質量M1およびM2の反対側に設置され、それらと等しい値である必要はない。最も重要なことは、アンバランスの瞬間に完全に補償するモーメントを生み出すことである。

一般に、質量 M1 と M2 は互いに等しくない場合があり、そのため静的アンバランスと動的アンバランスが組み合わさって生じます。剛性ローターのアンバランスを解消するには、ローターの長さに沿って 2 つの重りを間隔を空けて設置することが必要かつ十分であることが理論的に証明されています。これらの重りは、動的アンバランスによって生じるモーメントと、ローター軸に対する質量の非対称性によって生じる遠心力（静的アンバランス）の両方を補正します。通常、動的アンバランスはシャフトなどの長いローターによく見られ、静的アンバランスは狭いローターによく見られます。しかし、狭いローターが軸に対して斜めに取り付けられている場合、またはさらに悪いことに変形している場合（いわゆる「ホイールのぐらつき」）、適切な補正モーメントを生成する補正重りの設置が困難であるため、動的アンバランスを解消することは困難になります（図 4 を参照）。

Fig.4 ウォブリングホイールの動的バランシング

狭いローターの肩は短いモーメントを発生させるので、大きな質量の補正ウェイトが必要になることがある。しかし同時に、補正重りからの遠心力の影響下での狭いローターの変形に関連した、いわゆる「誘導アンバランス」が追加される。

例をご覧ください：

"リジッドローターのバランシングの方法論 " ISO 1940-1:2003 機械振動-一定（剛体）状態のロータのバランス品質要件-第 1 部：バランス公差の仕様及び検証

これは幅の狭いファンホイールに見られ、動力のアンバランスに加えて空気力学的なアンバランスも影響する。そして、空気力学的不均衡、実際には空気力学的力は、ローターの角速度に正比例し、それを補正するために、角速度の二乗に比例する補正質量の遠心力が使用されることを心に留めておくことが重要である。したがって、バランス効果は特定のバランス周波数でのみ発生する可能性がある。それ以外の速度では、さらにギャップが生じることになる。電磁モーターの電磁力についても同じことが言え、これも角速度に比例する。つまり、どのようなバランシング手段によっても、機構の振動の原因をすべて取り除くことは不可能なのである。

振動の基礎

振動は、周期的な加振力の影響に対する機構設計の反応です。この力は異なる性質を持つ場合があります。

• ローターのアンバランスによって生じる遠心力は、「重心点」に影響を及ぼす補償されない力です。特にこの力と、それによって引き起こされる振動は、ローターバランス調整によって除去されます。
• 相互作用力は「幾何学的」な性質を持ち、嵌合部品の製造および取り付けにおける誤差によって発生します。これらの力は、例えば、シャフトジャーナルの非真円度、ギアの歯形誤差、ベアリングレースウェイの波状、嵌合シャフトのミスアライメントなどによって発生する可能性があります。ネックの非真円度の場合、シャフトの回転角度に応じてシャフト軸がシフトします。この振動はローターの回転速度に伴って現れますが、バランス調整によって除去することはほぼ不可能です。
• 羽根車ファンおよびその他の羽根機構の回転から生じる空気力学的力。油圧ポンプのインペラやタービンなどの回転から生じる流体力学的な力。
• 電気機械の動作の結果として、たとえば、回転子巻線の非対称性、短絡巻線の存在などにより発生する電磁力。

振動の大きさ（例えば振幅AB）は、円周周波数ωで機構に作用する加振力Fтの大きさだけでなく、機構の構造の剛性k、質量m、減衰係数Cにも依存する。

振動やバランス機構を測定するために、以下のような様々なタイプのセンサーを使用することができる：

• 振動加速度を測定するために設計された絶対振動センサー（加速度計）と振動速度センサー；
• 振動を測定するために設計された渦電流式または容量式の相対振動センサー。

場合によっては（機構の構造上可能な場合）、力のセンサーを使って振動の重さを調べることもできる。

特に、ハードベアリングのバランシングマシンのサポートの振動重量を測定するために広く使用されている。

したがって振動とは、外力の影響に対する機構の反作用である。振動の大きさは、機構に作用する力の大きさだけでなく、機構の剛性にも依存する。同じ大きさの2つの力が、異なる振動を引き起こすこともある。剛性の高い支持構造を持つ機構では、たとえ振動が小さくても、軸受ユニットは動重りの影響を大きく受けます。そのため、剛性の高い脚を持つメカニズムのバランスを取る場合は、力センサーと振動（振動加速度計）を適用します。振動センサーは、アンバランスな遠心力の作用が支持体の顕著な変形と振動につながる場合に、比較的柔軟な支持体を持つメカニズムにのみ使用されます。力センサは、アンバランスから生じる大きな力が大きな振動につながらない場合でも、剛性の高いサポートに使用されます。

構造の共鳴

ローターが剛性と可撓性に分けられることは前述した。ローターの剛性または柔軟性を、ローターが置かれている支持体（基礎）の剛性または可動性と混同してはならない。遠心力の作用下での変形（曲げ）が無視できる場合、ローターは剛性とみなされる。フレキシブル・ローターの変形は比較的大きく、無視できない。

本稿では、剛性ローターのバランス調整のみを考察します。剛性（変形しない）ローターは、剛性または可動（可鍛性）の支持台上に配置できます。支持台の剛性／可動性は、ローターの回転速度と、その結果生じる遠心力の大きさに応じて相対的に変化することは明らかです。従来の境界は、ローター支持台／基礎の自由振動の周波数です。機械システムの場合、自由振動の形状と周波数は、機械システムを構成する要素の質量と弾性によって決まります。つまり、固有振動の周波数は機械システムの内部特性であり、外力には依存しません。支持台は、平衡状態から変位しても、弾性によって平衡位置に戻ろうとします。しかし、質量の大きいローターの慣性により、このプロセスは減衰振動の性質を持ちます。これらの振動は、ローター支持システムの振動そのものです。その周波数は、ローターの質量と支持台の弾性の比に依存します。

ローターが回転を始め、その回転の周波数が自身の振動の周波数に近づくと、振動振幅は急激に増大し、構造物の破壊につながることさえある。

機械的共振という現象がある。共振領域では、回転数を100rpm変化させると振動が10倍になる。この場合（共振領域）、振動の位相は180°変化する。

機構の設計が不十分で、ローターの動作速度が振動の固有振動数に近い場合、許容できないほど高い振動のために機構の動作が不可能になります。回転速度がわずかに変化しただけでもパラメータが劇的に変化するため、標準的なバランス調整方法も不可能です。共振バランス調整の分野では特殊な手法が使用されますが、この記事では詳しく説明しません。機構の固有振動数は、ランアウト（ローターが停止している状態）または衝撃によって決定し、その後、衝撃に対するシステムの応答をスペクトル分析することで決定できます。「Balanset-1」は、これらの方法を使用して機械構造の固有振動数を決定する機能を提供します。

動作速度が共振周波数より高い、つまり共振モードで動作する機構では、サポートは可動式とみなされ、振動センサーは主に構造要素の加速度を測定する振動加速度計が測定に使用されます。ハードベアリングモードで動作する機構では、サポートは剛性と見なされます。この場合、力センサーが使用されます。

機械システムの線形および非線形モデル

数学的モデル（線形）は、剛性ローターのバランスをとる際の計算に使用される。モデルの線形性は、あるモデルが他のモデルに直接比例（線形）して依存することを意味します。例えば、ローターの非補償質量が2倍になれば、振動値もそれに応じて2倍になります。剛性の高いローターの場合、ローターは変形しないので、線形モデルを使用することができます。フレキシブル・ローターでは、線形モデルを使用することはもはや不可能です。フレキシブル・ローターでは、回転中に重い点の質量が増加すると、追加の変形が発生し、質量に加えて重い点の半径も増加する。従って、フレキシブル・ローターの場合、振動は2倍以上になり、通常の計算方法は通用しなくなる。また、モデルの線形性の違反は、例えば、支持体の小さな変形がいくつかの構造要素を働かせ、大きな変形が他の構造要素を含む場合、その大きな変形で支持体の弾性の変化につながる可能性があります。そのため、ベースが固定されておらず、例えば単に床に設置されているような機構をバランスさせることは不可能である。振動が大きいと、アンバランス力によって機構が床から外れてしまい、システムの剛性特性が大きく変わってしまう。エンジンの脚をしっかりと固定し、ボルト締めをしっかり行い、ワッシャーの厚みで十分な剛性を確保するなどの工夫が必要です。ベアリングが破損すると、シャフトとその衝撃が大きく変位する可能性があり、直線性が損なわれ、高品質のバランシングができなくなります。

バランシングの方法と装置

上述したように、バランシングとは、主中心慣性軸とローターの回転軸を組み合わせるプロセスである。

指定されたプロセスは2つの方法で実行できる。

第一の方法は、ローターの車軸を加工することであり、車軸の断面の中心を通る軸が、ローターの主中心慣性軸と一致するように行う。この手法は実際にはほとんど使用されないため、本稿では詳しく説明しない。

第2の（最も一般的な）方法は、ローター上の補正マスを移動、取り付け、または取り外すことである。補正マスは、ローターの慣性軸が回転軸にできるだけ近くなるように配置される。

バランシング中の矯正マスの移動、追加、除去は、ドリル、フライス、表面加工、溶接、ねじのねじ込み・ねじ外し、レーザービームや電子ビームによる焼き付け、電気分解、電磁溶接など、さまざまな技術的操作を使って行うことができる。

バランシング・プロセスには2つの方法がある：

• バランスのとれたローターアセンブリ（独自のベアリング内）
• バランシングマシンでのローターのバランス調整。

ローターをそれ自身のベアリングでバランスさせるために、私たちは通常、専用のバランシング装置（キット）を使用します。これにより、バランスされたローターの振動を、その回転速度でベクトル形式で測定することができます。

現在、これらの装置はマイクロプロセッサー技術に基づいて製造されており、（振動の測定と分析に加えて）ローターのアンバランスを補正するためにローターに取り付けなければならない補正ウェイトのパラメーターを自動計算することができる。

これらの機器には以下が含まれる：

• コンピュータまたは産業用コントローラに基づいて作成された測定および計算ユニット。
• 2つ（またはそれ以上）の振動センサー。
• 位相角センサー;
• 施設にセンサーを設置するための設備。
• 1 つ、2 つ、またはそれ以上の修正面でローターのアンバランス パラメータの測定を完全なサイクルで実行するように設計された専用ソフトウェア。

バランシングマシンでのローターのバランシングには、専用のバランシング装置（マシンの測定システム）に加えて、ローターをサポートに取り付け、一定速度での回転を保証するように設計された「巻き戻し機構」が必要です。

現在、最も一般的なバランシングマシンには2つのタイプがある：

• 過剰共鳴（柔軟なサポート付き）
• ハードベアリング（剛性サポート付き）。

過共振機は、例えば板バネを基礎として作られた、比較的柔軟な支持部を持つ。

これらの支持体の固有振動数は、通常、その上に搭載されるバランス・ローターの回転数より2～3倍低い。

振動センサー（加速度計、振動速度センサーなど）は通常、共振機の支持部の振動を測定するために使用される。

ハードベアリング・バランシング・マシンでは、比較的剛性の高いサポートが使用され、その固有振動数はバランス・ローターの回転数より2～3倍高くなければならない。

力センサーは通常、機械のサポートにかかる振動重量を測定するために使用される。

ハードベアリングバランシングマシンの利点は、比較的低いローター速度（最大400-500 rpm）でバランスできることで、マシンとその基礎の設計を大幅に簡素化し、バランシングの生産性と安全性を高めます。

バランシング・テクニック

バランシングは、技術的に修理可能なメカニズムが対象で、その設計は、運転速度で共振がないことを保証し、土台にしっかりと固定され、修理可能なベアリングに取り付けられている。

バランシングの主な仕事は、遠心力によって釣り合う質量と補正重りの設置場所（角度）を見つけることである。

上述したように、剛性ローターの場合、一般的に2つの補正ウェイトを取り付けることが必要かつ十分である。これにより、静的および動的なローターのアンバランスが解消されます。バランシング中の振動測定の一般的なスキームは以下のようになります：

fig.5 ダイナミックバランシング-補正平面と測定ポイント

振動センサーは、ベアリングサポート1および2に取り付けられている。スピードマークはローターに固定され、通常は反射テープが接着されている。スピードマークは、ローターの速度と振動信号の位相を決定するためにレーザータコメーターによって使用されます。

図6.Balanset-1を使用した2平面バランス調整中のセンサーの設置
1,2-振動センサー、3-相、4-USB測定ユニット、5-ノートパソコン

ほとんどの場合、動的バランシングは3回開始の方法で実施されます。この方法は、すでに知られている質量のテストウェイトをローターに1面と2面で直列に取り付けるという事実に基づいており、振動パラメータを変更した結果に基づいて、質量とバランスウェイトの取り付け場所が計算されます。

重りの取り付け位置は補正面と呼ばれます。通常、補正面はローターが取り付けられているベアリング支持部の領域で選択されます。

最初の起動時に初期振動を測定します。次に、既知の質量の試験用重りを、支持部の一つに近いローター上に設置します。次に2回目の起動を実行し、試験用重りの設置によって変化する振動パラメータを測定します。次に、最初の平面に設置した試験用重りを取り外し、2番目の平面に設置します。3回目の起動を実行し、振動パラメータを測定します。試験用重りが取り外されると、プログラムは自動的に質量とバランス用重りの設置位置（角度）を計算します。

テストウェイトを設定する際のポイントは、アンバランスの変化に対してシステムがどのように反応するかを判断することです。質量とサンプルウェイトの位置が分かれば、プログラムはいわゆる影響係数を計算することができ、既知のアンバランスの導入が振動パラメータにどのような影響を与えるかを示します。影響係数は機械システム自体の特性であり、支持体の剛性とローター-支持システムの質量（慣性）に依存します。

同じ設計の同じタイプのメカニズムでは、影響係数は似ています。それらをコンピュータのメモリに保存しておけば、テスト運転を実施しなくても、同じタイプのメカニズムのバランシングに後から使用することができ、バランシングのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。また、テストウェイトの質量は、テストウェイトを取り付ける際に振動パラメータが著しく変化するように選択する必要があることにも注意しなければなりません。さもなければ、影響係数の計算誤差が増大し、バランシングの質が悪化します。

Balanset-1 装置のガイドには、バランス調整されたローターの質量と回転速度に応じて、試験用おもりの質量を概算で決定できる式が示されています。図 1 からわかるように、遠心力はラジアル方向、つまりローター軸に垂直な方向に作用します。したがって、振動センサーは、感度軸もラジアル方向に向くように設置する必要があります。通常、基礎の水平方向の剛性は低いため、水平方向の振動は大きくなります。したがって、センサーの感度を高めるには、感度軸も水平方向に向くように設置する必要があります。基本的な違いはありませんが、ラジアル方向の振動に加えて、ローターの回転軸に沿った軸方向の振動を制御する必要があります。この振動は通常、アンバランスではなく、主にカップリングを介して接続されたシャフトのミスアライメントやミスアライメントなどの他の理由によって引き起こされます。この振動はバランス調整では除去できないため、この場合はアライメントが必要です。実際には、このような機構ではローターのアンバランスやシャフトのミスアライメントがしばしば発生し、振動の除去作業が非常に複雑になります。このような場合、まず機構のアライメントを調整し、次にバランス調整を行う必要があります。（ただし、トルクのアンバランスが大きい場合は、基礎構造の「ねじれ」により軸方向にも振動が発生します。）

測定精度と誤差分析

専門的なバランス調整作業では、測定精度を理解することが不可欠です。Balanset-1Aは、以下の測定精度を提供します。

バランス機構の品質を評価する基準

ローター（メカニズム）バランシングの品質は、2つの方法で見積もることができる。最初の方法は、バランシング中に決定された残留アンバランスの値を残留アンバランスの許容誤差と比較することです。標準に設置されている様々なクラスのローターに対して指定された許容誤差は、以下の通りです。 ISO 1940-1-2007.「振動。剛性ロータのバランシング品質に対する要求事項。第 1 部。許容アンバランスの決定".

しかし、これらの許容範囲を適用しても、最小振動レベルの達成に伴う機構の動作信頼性を完全に保証することはできません。これは、機構の振動がローターの残留アンバランスに関連する力の大きさだけでなく、機構の構造要素の剛性K、質量M、減衰係数、速度など、他の多くのパラメータにも依存するという事実によるものです。したがって、機構の動的特性（バランスの品質を含む）を評価するには、場合によっては、機構の残留振動レベルを評価することが推奨されます。残留振動レベルは、いくつかの規格で規制されています。

メカニズムの許容振動レベルを規定する最も一般的な規格は以下の通りである。 ISO 10816-3:2009 プレビュー 機械振動-非回転部品の測定による機械振動の評価-第 3 部：公称出力が 15 kW を超え，公称速度が 120 r/min から 15 000 r/min の産業用機械（現場で測定した場合）".

これを使えば、電気駆動のパワーを考慮して、あらゆるタイプの機械に許容誤差を設定することができる。

この普遍的な規格に加え、特定のタイプのメカニズム用に開発された特殊な規格も数多く存在する。例えば

• ISO 14694:2003「産業用ファン - バランス品質および振動レベルの仕様」
• ISO 7919-1-2002 "往復運動を伴わない機械の振動。回転軸の測定及び評価基準。一般指針。