振動変位の理解

定義: 振動における変位とは何ですか?

変位振動する物体が静止位置（平衡位置）から移動する総距離の尺度です。部品が前後に「どれだけ」移動するかを定量化します。振動運動を最も直接的に表す変位は、振動解析、特に低周波アプリケーションや機械的クリアランスの評価において基本的なパラメータです。

速度は機械全体の健全性を示す最も一般的なパラメータですが、いくつかの特定の重要なシナリオでは変位が推奨される測定値です。

低周波解析: 振動エネルギーは、非常に低い周波数では変位に比例します。大型ファン、冷却塔、抄紙機などの低速機械（通常600 RPMまたは10 Hz未満）では、変位は振動の激しさを示す最も感度が高く代表的な指標です。
クリアランスの評価: 変位は、部品の物理的な動きを直接測定します。これは、回転軸がベアリングやシールなどの固定部品との摩擦を避けるのに十分なクリアランスを持っているかどうかを判断する上で非常に重要です。
構造たわみ: 基礎、フレーム、配管などの構造物の動きを解析する場合、変位を使用してモード形状を理解し、たわみが設計制限内であることを確認します。
低速ローターのバランス調整： 大型で低速で移動するローターのバランス調整中は、アンバランスの量を決定するために変位測定がよく使用されます。

振動変位は通常、次の 2 つの単位のいずれかで表されます。

ミル： 米国の業界標準で、1 ミルは 1000 分の 1 インチ (0.001 インチ) に相当します。
マイクロメートル（µm）: 標準の SI 単位で、1 マイクロメートルは 1 メートルの 100 万分の 1 に相当します。(1 ミル ≈ 25.4 µm)。

変位はほとんどの場合、 ピークツーピーク（Pk-Pk） この値はコンポーネントの合計移動量を表し、クリアランス解析にとって最も重要な要素です。

変位はいくつかの方法で測定できます。

近接プローブ: これは軸振動を測定する最も一般的な方法です。非接触渦電流プローブを固定部に取り付け、その先端と回転軸間のギャップの変化を測定します。これにより、軸の相対変位を直接測定します。
加速度計からの統合: 標準的な加速度計は加速度を測定します。その信号は電子的に一度積分されて速度が算出され、もう一度積分されて変位が算出されます。これは現代のデータ収集機器では一般的な機能ですが、非常に低い周波数ではノイズや誤差が発生しやすい場合があります。
レーザー変位センサー: これらの非接触センサーはレーザービームを使用して、非常に正確な変位測定を提供します。

低速機械において、シャフトの回転周波数（1倍速）で大きな変位が発生する場合、多くの場合、アンバランスが疑われますが、その診断力は速度と加速度との関係性から得られます。一定の振動エネルギーに対して、

そのため、解析者は変位を用いて、加速度スペクトルでは全く見えない可能性のある低周波現象に焦点を当てます。機械は、ほとんど加速度を発生しないにもかかわらず、深刻な損傷を引き起こす低周波の運動を受けている可能性があり、変位は包括的な診断ツールキットの重要な部分となります。