長年のサポート経験から分かった重要な事実: “バランスが取れない”事例の約90%は、原因が装置でもアンバランスでもなく、機械の機械的な不具合または共振です。 装置は正直に測定を行いますが、バランス調整ではガタ、亀裂、共振を直すことはできません。
診断フローチャート
上から順にステップを確認してください。
ステップ1. そもそも測定値は安定しているか?
何も変更せず、同じ回転数で連続して2〜3回測定してください。振幅は約10〜20%以内、位相は約10〜20°以内で再現する必要があります。
測定値が“安定しない”場合 → バランス調整はまだ時期尚早です。不安定の原因:
- 軸受のガタ — ベルトを外し、バールでロータを揺すって確認してください。
- 緩んだ構造 — 亀裂、締まっていないボルト、ぐらついた取付部、自由に垂れ下がったフラップ/フレーム。
- 共振 — 回転数を50〜100変化させてみてください:振動が数倍に変化する場合、共振域にあるか、その付近にいることになります。
- ロータへの材料の付着/剥離、自由に動くナイフのばらつき。
- タコメータの不具合 — 二重検出、反射(参照: 第08章)誤検出マークにより位相が乱れます。
ステップ2. スペクトル(FFT)を確認する — 何が揺れの原因か?
| スペクトルの見た目 | 推定される原因 | 対処法 |
|---|---|---|
| 1倍 が支配的 | アンバランス | バランス調整を行ってください — 正しい方向です |
| 2xが1xより大きい | 軸のミスアライメント(60〜70%)、緩み(20〜30%) | カップリング/アライメント、締結部品を確認してください。修正後にのみバランス調整を行ってください |
| 3x、5x、6x高調波の“林立” | 機械的な緩み:ボルト、はめあい、支持部のガタ、亀裂 | 機械のオーバーホール |
| 大きなピーク 回転周波数から外れた位置に | 他の発生源:隣接するシャフト、ベルト駆動、ギアボックス | その周波数で回転しているものを特定してください |
| 電源周波数の整数倍にピーク(300 Hz = 6×50) | VFDからの電磁干渉 | コーストダウン中にVFDを停止:ピークが消えれば → 電気的要因です。接地、フェライトリング、フィルターで対処 |
| 回転数を変えてもピークの位置が変わらない | 構造共振または外部要因 | RunDownを実施し、バランス調整の回転数を変更してください |
| 高周波の“じゅうたん状”のノイズ | ベアリング | 軸受を交換してください |
| 1xではない数Hzの低周波ピーク | 空力/基礎 | 例:約10 Hzが支配的な送風機 — アンバランスではなくダクトの空力によるもの |
ステップ3. 共振の兆候
- 計算された重りを取り付けた後、振動が 増加した;
- 装置が反復のたびに“さらに多くの質量を要求する”;
- わずかな回転数の変化 → 大きな振動の変化;
- 回転数を変えると位相が大きく揺れ動く。
解決策
- 記録してください: RunDown(コーストダウン)チャート回転を上げてから → 駆動を切り → 装置が回転数に対する振幅と位相を記録します。ピーク = 共振域です。共振域では位相が急激に“折れ曲がり”ます。
RunDown画面:上段のチャートが振幅、下段が位相です。約1100〜1300 rpmでのピークと急激な位相変化が共振域を示しています。この範囲外でバランス調整を行ってください。 
RunDownがない場合は、振動計で共振を探してください:低い回転数から始め、50〜100 rpmずつ上げながら振動を観察します — どこかの段階で急激に上昇すれば、そこが共振域です。実例:650から750 rpmで振動が5倍に増加 → 755付近に共振。別の例:1300 rpmで70 mm/s、1400 rpmで50 mm/s → 1300付近に共振があり、800 rpmでバランス調整。
共振付近での稼働:77 mm/s。 - バランス調整用の回転数を選ぶ 外部 際は共振域を避けてください — 通常は明らかに低い回転数になります(粉砕機の場合600〜900 rpm)。例:約420と約644 rpmに共振がある場合 → 約844 rpmでバランス調整。別の事例:1600 rpmでは調整できず、1000 rpmでは問題なくできました。
- “クリーンな”回転数でバランス調整を終えたら、作業回転数まで上げてトリムを行ってください。
- 根本的な対策:構造の剛性を変更する(フレームを補強する、支柱を追加する、支持部を変更するなど)。“金属がむき出しでコンクリートの上に直接置かれている”機械は挙動が悪くなりがちです — 防振マウント/スプリングが役立ちます。
ステップ4. 非線形性 — “重りを取り付けても反応がおかしい”
兆候:重りに対する反応が比例していない;重りを外しても振動が 元の値に戻らない (機械の何かがずれる/引っかかっている状態)。
- インストール 半分または3分の1 の質量を、反復ごとに取り付けてください。
- 試し重りが大きすぎないか確認してください:変化は20〜30%であるべきですが、 約100%を超えないこと。試し重りが過大だと線形モデルが崩れ、過剰な補正につながります。
- 初期振動が非常に低い場合(1 mm/s未満)、わずか100〜200 gでも急激な変化を引き起こすことがあります — 試し重りを減らしてください。
- 重りを外しても振動が元に戻らない場合 — 機械的な不具合を探してください(はめあい、キー、亀裂など、何かがずれている可能性があります)。
ステップ5. 自身のミスを確認する
確認してください: 第09章。最も多いミスは:
- 角度を に対して 回転方向と逆に数えている(症状:振動が下がるどころかおよそ2倍になる);
- グラムではなくパーセントで表示されている(半径が未入力);
- 重りを溶接しているのに“remove mass”にチェックが入っている;
- 測定の合間にタコマークが動いている;
- センサーが軸方向に取り付けられている、またはX1/X2が入れ替わっている;
- シリーズの途中で回転数が変わっている;
- プログラムは外れている前提なのに、試し重りが外されていない;
- 後で取り付けるナイフ/ハンマーを外した状態でバランス調整している。
ステップ6. 実際の事例で見つかった不具合
実際の“真犯人”(バランス調整が“うまくいかなかった”事例から):
- 破損したクラッチ (ツインディスク)— 内部で破損しており外観からは分からない;振動が不安定;
- 曲がったシャフト — 振れが4〜20 mm;バランス調整では部分的にしか補正できず、通常より悪い結果になる(通常の3ではなく11 mm/s);
- モーター後方軸受のガタ — 約85 Hzのピーク;新しいモーターの入荷を待った;
- プーリーの亀裂;
- 破損した粉砕機のブラケット/取付部 — 修理後に再び亀裂が入った;
- 摩耗した軸受座面 — 肉盛り溶接とジャーナルの再加工で解決;
- タコメータがプーリーの2つの穴を2つのマークとしてカウントしていた — 回転数が“2倍”になり、計算が無意味に;
- 空力的要因 — 剛性不足のダクトの吸引:バランス調整すべきものは何もなく、フィルターの清掃と構造の補強が必要;
- 可変周波数ドライブ — VFDを停止すると消える300 Hz(6×50)のピーク。
ステップ7. どこで見切りをつけるか
修理を行わない限り、現場でのバランス調整ができない機械もあります。経験豊富なサポートでさえ、10年以上の間に数件は対応をお断りしたケースがあります(コンバインのチョッパー、2.5 mのブラッシュカッター、掘削機搭載の粉砕機)。機械的な不具合がある場合は — 顧客に正直に伝えてください:まず修理(軸受、シャフト、フレーム)を行い、その後バランス調整を行うべきだと。それは敗北ではなく、専門家としての結論です。
早見表:“なぜ重りを取り付けたら振動が増加したのか?”
- 角度を数える方向が間違っている → 回転方向に数えたか確認してください。
- 重りを溶接しているのに“remove mass”にチェック → 結果が反転します。
- 共振 → RunDownを実施し、別の回転数で。
- 一度に取り付ける量が大きすぎる(非線形な機械に全量を取り付けた)→ 質量を半分にしてください。
- 機械的な問題(ガタ/亀裂)→ オーバーホールしてください。
- 誤ったタコマーク → 位相が不正確です。参照: 第08章.
