ローターバランス調整における4回実行法の理解
定義: 4 実行法とは何ですか?
について 4回実行法 体系的な手順である 2平面バランス 4つの異なる測定ランを使用して、完全なセットを確立します 影響係数 両方 修正面. この方法は、ローターの初期状態を測定し、次に各補正面を独立してテストする。 試用重量, その後、両方の飛行機を同時に試験用重量でテストします。.
この包括的なアプローチは、ローターベアリングシステムの動的応答の完全な特性評価を提供し、 修正重み 最小限に抑える 振動 両方のベアリング位置で同時に。.
4回実行手順
この方法は、それぞれが特定の目的を果たす 4 つの連続したテスト実行で構成されます。
実行1: 初期（ベースライン）実行
機械は、設置された状態で、バランス調整速度で運転されます。振動測定（ 振幅 そして 段階）が両方のベアリング位置（ベアリング1とベアリング2）で記録されます。これにより、元のベアリングによって引き起こされた基準振動特性が確立されます。 アンバランス.
- 記録: ベアリング1の振動 = A₁、∠θ₁
- 記録: ベアリング2の振動 = A₂、∠θ₂
実行2: 平面1の試験重量
機械を停止し、既知の試験用重り（T₁）を補正面1の指定角度位置に取り付けます。機械を再起動し、両ベアリングで振動を再度測定します。振動の変化から、補正面1の重りが両方の測定位置にどのように影響するかが分かります。.
- 試験用重量 T₁ を角度 α₁ で平面 1 に追加
- 記録: ベアリング1とベアリング2の新しい振動
- 計算: T₁ がベアリング 1 に与える影響 (主な影響)
- 計算: T₁ がベアリング 2 に与える影響 (クロスカップリング効果)
実行3: 平面2の試験重量
試験用錘T₁を取り除き、別の試験用錘（T₂）を補正面2の指定位置に取り付けます。再度測定を実行します。これにより、補正面2の錘が両方の軸受にどのような影響を与えるかが明らかになります。.
- 試験用重量T₁を平面1から除去
- 試験用重量T₂を角度α₂で平面2に追加
- 記録: ベアリング1とベアリング2の新しい振動
- 計算: T₂のベアリング1への影響（クロスカップリング効果）
- 計算: T₂のベアリング2への影響（一次影響）
実行4: 両方の平面での試験重量
両方の試験用分銅を同時に設置し（平面1のT₁と平面2のT₂）、4回目の測定を実行します。これにより、システムの直線性を検証するのに役立つ追加データが得られ、特にクロスカップリング効果が大きい場合に計算精度を向上させることができます。.
- T₁とT₂の両方を同時にインストール
- 記録: 両ベアリングの複合振動応答
- 検証: 個々の効果のベクトル合計が複合測定と一致する（直線性を検証）
数学の基礎
4 実行法では、完全なシステムの動作を記述する 2×2 行列を形成する 4 つの影響係数を確立します。
影響係数マトリックス
- α₁₁: 平面1の単位重量がベアリング1の振動に与える影響（直接効果）
- α₁₂: 平面2の単位重量がベアリング1の振動に与える影響（クロスカップリング）
- α₂₁: 平面1の単位重量がベアリング2の振動に与える影響（クロスカップリング）
- α₂₂: 平面2の単位重量がベアリング2の振動に与える影響（直接効果）
修正重みの解決
4 つの係数がすべてわかっているので、バランス調整ソフトウェアは 2 つの同時ベクトル方程式を解き、両方のベアリングでの振動を最小限に抑える補正重み (平面 1 の場合は W₁、平面 2 の場合は W₂) を計算します。
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -V₁ (ベアリング1の振動を打ち消すため)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -V₂（ベアリング2の振動を打ち消すため）
ここで、V₁とV₂は2つの軸受における初期振動ベクトルである。この解法は ベクトル数学 および行列の反転。.
4回実行法の利点
4 回実行法には、いくつかの重要な利点があります。
1. 完全なシステム特性評価
各平面を個別に試験し、その後両方を同時に試験することで、この手法は直接的な影響と相互連成の影響の両方を完全に特性評価します。これは、平面が近接している場合や、軸受剛性が大きく異なる場合に非常に重要です。.
2. 組み込み検証
実行4では、システムの線形性を確認します。両方の試験荷重の複合効果が、それぞれの効果のベクトル和と一致しない場合、非線形挙動（緩み、ベアリングの遊び、基礎の問題）が発生していることを示しており、作業を進める前に修正する必要があります。.
3. 精度の向上
クロスカップリング効果が大きい場合（1 つの平面が他のベアリングに強く影響する）、4 実行方法を使用すると、より単純な 3 実行方法よりも正確な結果が得られます。.
4. 冗長データ
4 つの未知数に対して 4 つの測定値があると冗長性が得られ、ソフトウェアが測定エラーを検出して補正できるようになります。.
5. 結果への自信
体系的なアプローチと組み込みの検証により、技術者は計算された修正が有効であると確信できます。.
4回実行法を使用する場合
4 回実行法は次のような状況に特に適しています。
- 重要なクロスカップリング: 補正面の間隔が狭い場合、またはローターベアリング システムの剛性が非対称である場合、1 つの面が両方のベアリングに大きな影響を与えます。.
- 高精度要件: きついとき バランス許容差 満たされなければなりません。.
- 不明なシステム特性: 初めて機械のバランス調整を行う際、システムの動作がよく理解されていない場合。.
- 重要な機器: 結果に対する信頼性の向上により、4 回目の実行に追加の時間が正当化される高価値の機械。.
- 永続的なキャリブレーションの確立: 作成時 永久校正 将来使用するためにデータを保存し、4 回実行法の徹底により、正確に保存された係数を保証します。.
3回実行法との比較
4回実行法は、より単純な 3回実行法:
3回実行法
- 実行1: 初期条件
- 実行2: 平面1の試験重量
- 実行3: 平面2の試験重量
- 3回の実行から直接補正を計算する
4回実行法の利点
- 直線性検証: 実行4ではシステムが線形に動作することを確認した
- クロスカップリング特性の改良: クロスカップリングが強い場合のより完全なデータ
- エラー検出: 異常がより容易に特定される
3回実行法の利点
- 時間の節約: 実行回数が 1 回減ると、バランス調整にかかる時間が約 20% 短縮されます。
- 十分な精度: 多くのアプリケーションでは、3回の実行で十分な結果が得られます。
- シンプルさ: 管理および処理するデータが少なくなる
実際には、日常的なバランス調整作業では 3 回実行法がよく使用され、高精度のアプリケーションや問題のある状況では 4 回実行法が使用されます。.
実践的な実行のヒント
4 回実行メソッドを正常に実行するには:
トライアルウェイトの選択
- 基準値から25～50%の振動変化を生み出す試験用重量を選択する
- 測定品質を一定に保つために、両方の平面に同様の大きさの重みを使用します。
- すべての実行でウェイトがしっかりと取り付けられていることを確認します
測定の一貫性
- 4回の実行すべてにおいて同一の動作条件（速度、温度、負荷）を維持する
- 必要に応じて実行間の熱安定化を可能にする
- すべての測定に同じセンサーの位置と取り付けを使用します
- 1回の実行で複数の読み取りを行い、平均化してノイズを低減します。
データ品質チェック
- 試験用重りが明確に測定可能な振動変化（初期レベルの少なくとも10-15%）を生み出すことを確認する
- 実行4の結果が実行2と実行3の効果のベクトル合計とほぼ一致することを確認する（10-20%以内）
- 直線性チェックに失敗した場合は、続行する前に機械的な問題を調査してください。
トラブルシューティング
4 回実行法に関する一般的な問題とその解決策:
実行4は期待される応答と一致しません
考えられる原因:
- 非線形システムの動作（緩み、ソフトフット、ベアリングの遊び）
- 試験重みが大きすぎるため、システムが非線形領域に陥る
- 測定誤差または動作条件の一貫性の欠如
解決策:
- 機械的な問題をチェックして修正する
- 試しに小さめの重量を使用する
- 測定システムの校正を確認する
- すべての実行にわたって一貫した動作条件を確保する
最終バランスの結果が悪かった
考えられる原因:
- 計算された修正が間違った角度で設置されている
- 重量の大きさの誤差
- 試運転と修正インストールの間でシステム特性が変化
解決策:
- 補正ウェイトの取り付けを慎重に確認する
- 手順全体を通して機械的安定性を確保する
- 新しい試験実行データで繰り返し検討する
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