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ジャーナルベアリングの欠陥頻度
プレーン/スリーブジャーナルベアリングのオイルワール周波数範囲、オイルホイップ指標、シャフト周波数、およびサブ同期振動特性を計算します。
結果
主要頻度サマリー
| 周波数 | Hz | CPM（1分あたりのサイクル数） | インジケータ |
|---|
⚠️ オイルホイップ: 運転速度が最初の危険速度の約2倍を超えると、オイルワールがローターの固有振動数にロックし、オイルホイップ（深刻な不安定状態）が発生する可能性があります。サブ同期成分を注意深く監視してください。
オイルワール
オイルワールは、流体膜ジャーナル軸受における自励振動です。油膜ウェッジは、シャフト速度よりも低い周波数でシャフトを前方歳差運動軌道に駆動する力を発生させます。
一般的な渦比は約0.43ですが、ベアリングの形状、負荷、オイルの粘度、クリアランスに応じて0.42～0.48の範囲になります。
オイルホイップ
オイルホイップは、オイルホワールの周波数がローターの第一曲げ臨界速度と一致するときに発生します。この時点で、亜同期振動は臨界速度に「ロックオン」し、シャフト速度に追従しなくなります。
オイルホイップは潜在的に破壊的な状態であり、すぐに対処する必要があります。
シャフト周波数
主要な振動指標
| 周波数 | パターン | 表示 |
|---|---|---|
| 0.42～0.48×シャフト | 同期していない前進歳差運動 | オイルワール - ベアリングの不安定性の発生 |
| ロックされたサブ同期 | 速度に関係なく固定周波数 | オイルウィップ - 1stクリティカルにロック |
| シャフト×1 | 同期 | 通常の不均衡反応 |
| 2×シャフト | 第二高調波 | ずれ、緩み、または非線形応答 |
条件： シャフト速度 = 3000 RPM、回転比 = 0.43
シャフト周波数 = 3000 / 60 = 50.0 Hz
オイルワール範囲 = 0.42×50 ～ 0.48×50 = 21.0～24.0Hz
典型的な渦 = 0.43 × 50 = 21.5 Hz (1290 CPM)
2×シャフト = 100.0 Hz
診断のヒント: オイルワールは軸速度に追従します（周波数は比例して変化します）。オイルホイップは速度に追従せず、臨界速度に固定されたままです。これが、起動時と惰性停止時にこの2つの状態を区別する主な方法です。
Oil whirl is a self-excited vibration in fluid-film (journal) bearings caused by the oil wedge pushing the shaft in a forward precessional orbit. It occurs at approximately 0.42–0.48× shaft speed (often cited as ~0.43×).
Oil whirl amplitude increases with speed and can become unstable, eventually transitioning to oil whip if uncorrected.
Oil whip occurs when oil whirl frequency coincides with the rotor's first natural frequency (first bending critical speed). At this point, the whirl frequency "locks on" to the natural frequency and does not increase further with speed.
Key difference: oil whirl tracks shaft speed (proportional), oil whip is fixed at the critical speed regardless of operating speed. Oil whip is a severe instability condition with potentially destructive vibration levels.
Oil whirl is identified by:
- Frequency at ~0.42–0.48× shaft speed
- Forward precession orbit (shaft whirls in same direction as rotation)
- Frequency tracks shaft speed proportionally — this is key
- Amplitude typically increases with speed
Other sub-synchronous sources like rub or loose components typically occur at exact sub-harmonics (½×, ⅓×) and may show reverse precession.
Oil whirl onset depends on several factors:
- Shaft speed exceeding the stability threshold
- Light bearing load (lightly loaded bearings are more prone)
- Low oil viscosity (high temperature or wrong oil grade)
- Excessive bearing clearance (worn bearings)
- Misalignment or unbalance affecting load distribution
Solutions include:
- Increase bearing load or reduce clearance
- Use anti-whirl bearing designs (tilting pad, pressure dam, lemon bore)
- Change oil viscosity (grade or temperature control)
- Reduce operating speed below instability threshold
- Improve shaft alignment and balance to stabilize bearing load
- Add external damping or squeeze-film dampers
このページで説明されている手順は、Vibromeraチームが、現場でのロータバランシング用ポータブル2チャンネルバランサー兼振動アナライザーであるBalanset-1Aを使用して開発し、実地試験を行ったものです。
ジャーナルベアリングの不具合診断のためのプロフェッショナル振動解析機器。サブ同期トラッキングおよび軌道解析。50カ国以上で使用されています。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenkoは、振動解析エンジニアであり、Vibromeraの創業者兼CEOです。 15年以上にわたり、彼は試験台上ではなく現場で回転機械のバランシングを行ってきました——マルチャー、産業用ファン、クラッシャー、遠心分離機、シャフト、スピンドルなど。この経験から生まれたのがBalanset計測器であり、専門家が機械のもとへ持ち運び、現場で単独で使用できる道具として設計されています。実験室用の機器ではありません。 Vibromeraは2017年に設立され、2023年以降はポルトガル・ポルトを拠点としています。Balansetシリーズの開発、組み立て、サポートはすべてここで行われています。フラッグシップ機器はBalanset-1Aであり、単一平面および二平面バランシングと振動診断のための可搬式アナライザーです。 Nikolaiは、カスタマーサポート、困難なバランシング案件への対応、そしてソフトウェアの開発に自ら携わっています。世界中の顧客と、どの言語でも対応しています。
