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破砕機ローターバランス計算機
ISO 21940 に従って、破砕機ローター（インパクト、ジョー、ハンマークラッシャー）の許容アンバランスを計算します。要素ごとの許容差、遠心力、およびベアリング寿命への影響の推定が含まれます。
結果
主要な公式
ここで、G はバランスグレード (mm/s)、ω = 2π×n/60 (rad/s)、M はローター質量 (kg)、e_per は許容比不釣合い、U_per は許容残留アンバランス、F は結果として生じる遠心力です。
破砕機のバランスグレード選択
| 破砕機の種類 | 標準グレード | 標準回転数 |
|---|---|---|
| 水平軸衝撃（HSI） | G16～G40 | 500～800 |
| 垂直シャフト衝撃（VSI） | G6.3 ～ G16 | 1000～2000 |
| ハンマーミル | G16～G40 | 1000～1800 |
| ジョークラッシャー（フライホイール） | G16 | 200～400 |
| コーンクラッシャー | G6.3 ～ G16 | 300～600 |
要素ごとの質量許容差
ハンマーやブローバーを交換する際、個々の部品の質量のばらつきがローターのアンバランスに直接影響します。各部品は回転軸から特定の半径に配置されています。部品ごとの質量許容差は以下のように設定する必要があります。
ここで、 r_要素 は要素のCG半径であり、 N_要素 要素の数です。
ベアリング寿命への影響
不釣合い力は、軸受に追加の回転ラジアル荷重として作用します。軸受の基本定格寿命（L10）は、適用される荷重に非常に敏感です。
- ボールベアリング： L10 ∝ (C/P)³
- ローラーベアリング： L10 ∝ (C/P)^(10/3)
中程度の不均衡力でも、破砕機内のすでに高いプロセス負荷と組み合わさると、ベアリングの寿命が大幅に短くなる可能性があります。
破砕機の実用的バランス調整手順
- ステップ1: すべてのハンマー/ブローバーを個別に計量し、質量を記録する
- ステップ2: 要素を質量順に並べ、質量が近いもの同士でペアにします（最も重いものと次に重いもの、という具合に）
- ステップ3: 各ペアの 2 つの要素をローター上で直径反対（180°）の位置に取り付け、対向位置の質量が打ち消し合うようにします
- ステップ4: 対向する位置間の総質量差が要素ごとの許容範囲内であることを確認する
- ステップ5: 設置後、破砕機を稼働させ、両方のベアリングの振動を測定します。
- ステップ6: 振動が限度を超えた場合は、単面フィールドバランス調整を実施します。
遠心力とベアリング寿命
アンバランスによる遠心力は、ベアリングに回転ラジアル荷重を加えます。ベアリングのL10寿命関係は次のようになります。
- ボールベアリング： L10 = (C/P)³ × 10⁶ / (60 × n)
- ローラーベアリング： L10 = (C/P)^(10/3) × 10⁶ / (60 × n)
ここで、Cは動定格荷重、Pは等価動荷重（不釣合い力を含む）、nは回転数です。破砕機の既に高いプロセス負荷に、たとえ小さな不釣合い力でも加わると、寿命が大幅に低下する可能性があります。
破砕機の振動限界
破砕機は本質的に衝撃的な性質を持つため、振動の制限は滑らかに動く機械よりも高くなります。
- 良い： ベアリングハウジング上の速度 RMS < 10 mm/s
- 許容できる： 10～18 mm/s — 運転中の破砕機の標準速度
- 警告: 18～28 mm/s — 摩耗部品の調査とチェック
- 危険： > 28 mm/s — シャットダウンして検査
基礎と構造に関する考慮事項
破砕機の基礎は衝撃力を吸収するように設計する必要があります。適切な振動遮断のため、基礎質量は破砕機質量の3～5倍にする必要があります。主な確認事項：
- アンカーボルト: 主要なメンテナンスイベントごとにトルクを検証する
- 絶縁マウント: ゴムアイソレータの劣化を検査し、たわみを修正します
- コンクリートの状態： 特にアンカーボルトポケット周辺の亀裂を確認してください
- グラウトの完全性: ベースプレートと基礎の間に隙間がないことを確認する
破砕機の種類とバランスの考慮
- 水平シャフトインパクト（HSI）： ブローバーは主な摩耗部品です。セットで交換し、個別に重量を計測してください。ローターは通常、G16にバランス調整されています。
- 垂直シャフトインパクト（VSI）： 高速回転では、より厳密なバランス調整が求められます（G6.3～G16）。摩耗テーブルとアンビルリングは、間接的にバランス調整に影響を与えます。
- ハンマーミル： ピボットピンに複数のハンマーが取り付けられています。リバーシブルハンマーは必ずペアで回転させてください。速度に応じてG16～G40。
- ジョークラッシャー: フライホイールのバランスは非常に重要です。偏心シャフトのアンバランスは設計上当然のことですが、許容範囲内に収める必要があります。
- コーンクラッシャー： マントルとボウルの摩耗はバランスに影響します。ヘッドアセンブリのバランスは、大規模な再構築時にチェックされます。
ベストプラクティス: 各ローター位置におけるハンマー／ブローバーの質量をログに記録します。経時的な質量損失を追跡することで、最適な交換間隔を予測し、摩耗サイクル全体を通して許容範囲内でバランスを維持します。
⚠️ 実用的な注意: ハンマー／ブローバー交換後は、必ず各要素を個別に計量し、アンバランスが最小になるよう配置してください。質量が近い要素を直径反対（180°）位置に配置し（最も重いものの反対に次に重いもの）、その後、測定によって残留振動を確認します。G40 許容差内であっても、要素をマッチングするとベアリングとフレームの寿命が大きく延びます。
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