無料エンジニアリングツール #033
振動源識別装置
インタラクティブ診断ツール — 運転速度の次数として振動周波数を入力し、回転機械の考えられる故障原因を特定します。
診断結果
完全な周波数-障害基準
振動周波数解析
あらゆる機械的故障は、シャフトの回転速度に関連する特性周波数で振動を生じます。振動スペクトルにおける支配的な周波数を特定し、それをシャフト速度の次数（倍数）として表すことで、最も可能性の高い故障原因を特定できます。
次数計算
ここで、 f_振動 は測定された主要周波数（Hz）であり、 回転数 はシャフトの回転速度です。
一般的な故障周波数
| 次数（高調波） | 周波数 | 主要因 | 追加指標 |
|---|---|---|---|
| 1倍 | シャフト回転速度 | 不釣合い | 安定した位相、速度の2乗に比例 |
| 1倍 | シャフト回転速度 | 軸の曲がり | 高い軸方向振動、位相安定 |
| 2倍 | シャフト速度の2倍 | ミスアライメント | 高い軸方向、カップリング全体で180°位相 |
| 3倍 | シャフト速度の3倍 | 重大なずれ | 複数の高調波が存在する |
| 0.42～0.48倍 | 同期以下 | オイルワール | ジャーナルベアリング、速度依存型 |
| 0.5倍 | 1/2次成分（軸回転速度の半分） | ゆるみ/擦れ | 分数サブハーモニクス |
| 多重高調波 | 1倍、2倍、3倍… | 機械的ゆるみ | 回転速度の多くの高調波成分 |
| 非同期 | BPFO、BPFI、BSF | 軸受損傷 | 回転速度によって調整 |
| Z x 回転数 | ブレードパス | フローの問題 | 脈動、キャビテーション |
| Z x 回転数 | ギアメッシュ | ギアの問題 | サイドバンドはどのギアかを示します |
| 2倍ライン（100/120 Hz） | 固定周波数 | 電気 | 電源を切ると消える |
位相角ガイド
位相分析は重要 同一周波数における故障を区別するため。1倍速の場合：安定位相＝不平衡、カップリングの180°ずれ＝ミスアライメント、不安定位相＝緩み。常にタコメータを基準としてください。
計算例
条件： 回転速度 = 1500 RPM、主周波数 = 75 Hz
回転速度周波数 = 1500 / 60 = 25 Hz
次数 = 75 / 25 = 3.0倍
主な容疑者: 重大なずれまたは機械的な緩み
推奨: カップリングの位置合わせ、取り付けボルトの点検、基礎の確認
⚠️ 注意: このツールは、一般的な故障と周波数の関係に基づいたガイダンスを提供します。確定診断には、位相データ、時間波形、軌道プロット、運転条件、機械履歴との相関関係が必要です。必ず追加の測定で検証してください。
ほとんどの機械的故障は、軸回転速度に関連する特性周波数で振動を発生させます：
- 1× RPM： 不つり合い（最も一般的）、曲がり軸、ガタ（ゆるみ）
- 2× RPM： ミスアライメント（主要指標）
- 0.42–0.48×： すべり軸受におけるオイルワール
- 非同期成分： 軸受損傷
振動周波数を軸回転速度の倍数（次数）として表し、既知の故障パターンと照合します。常に位相、振幅トレンド、および運転条件と関連付けて評価してください。
1×（または同期）振動は、軸の回転周波数と正確に一致する周波数で発生します。3000 RPM の機械では、1× = 50 Hz となります。
残留不つり合いが存在するため、1×振動はある程度常に存在します。振幅が ISO 10816/20816 の許容限度を超えた場合に問題となります。
主な原因：質量不つり合い、曲がり軸、偏心、共振。位相角解析を行うことで、これらの原因を識別できます。
亜同期振動（1× RPM 未満）の主な原因：
- オイルワール (0.42–0.48×)： すべり軸受の不安定現象で、周波数は回転速度に追従します
- オイルホイップ： より深刻な現象で、周波数がローターの固有振動数にロックされ、回転速度に追従しなくなります
- ラビング・接触 (0.5×、分数調波)： ローターとステーターの接触により分数調波が発生します
- ガタ・ゆるみ (0.5×)： 取付部における機械的なゆるみ
- ベルト共振： ベルト駆動系におけるベルトの固有振動数
亜同期振動は壊滅的な不安定状態につながる恐れがあるため、多くの場合、同期振動よりも危険です。
高周波振動（10× RPM 超）の発生源：
- 転がり軸受の損傷： BPFO（外輪）、BPFI（内輪）、BSF（転動体自転）、FTF（保持器）
- 歯車かみ合い： 歯数 × RPM（サイドバンドを伴う）
- 翼（ブレード/ベーン）通過： 翼枚数 × RPM
- 電気的ノイズ： スロット通過周波数、整流
- キャビテーション： ランダムな高周波広帯域振動
- 構造共振： 構成部品の固有振動数
位相角とは、振動ピークと軸上の基準マーク（タコメーターで計測）との間の角度関係です。
主な診断用途：
- 不つり合い： 1×で安定した再現性のある位相
- ミスアライメント： カップリングを挟んで1×および/または2×で約180°の位相差
- ガタ・ゆるみ： 不安定で変動（ドリフト）する位相
- 共振： 固有振動数で約90°の位相シフトと大きな振幅増幅
- 曲がり軸： 駆動側軸受と反駆動側軸受の間で1×位相が約180°変化
位相データがなければ、同じ周波数を発生させる異なる故障（例：1×における不つり合いとミスアライメント）を区別することは多くの場合不可能です。
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。
スペクトル分析、オーダートラッキング、故障診断機能を備えたプロフェッショナル向け振動分析装置。50か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。
