インサイチューバランスの理解
現場バランス調整 — ラテン語の in situ, “その場で” — とは、 バランシング 1つの ローター 回転子を通常の稼働場所に設置されたまま、実際の運転条件下で行う作業のことです。これはエンジニアが フィールドバランシング、オンサイトバランシング、またはインプレースバランシングとも呼ぶ作業です。回転子を取り外して工場に送るのではなく、 バランスマシン、技術者が携帯型の振動・位相計測機器を機械のもとへ持ち込み、 アンバランス 分解不要で実施できます。
1. 定義：現地バランシングの意味
現地バランシングの定義的な特徴は、回転子が実際の運転環境から切り離されることがない点にあります。工場のバランシング機械は、剛性が校正された軟らかい軸受で裸の回転子を回転させます。一方、現地作業では、同じ回転子を実際の bearing system、実際の基礎の上で、実際の原動機によって駆動しながら回転させます。修正ウエイトは組み立てられた機械上で計算・取り付けが行われ、その結果は運転速度で検証されます。これこそが、現地バランシングが送風機、ブロワ、ポンプ、モーター、クラッシャーなどの大多数の産業機械において標準的な手法となった理由です。
2. 現地バランシングの利点
この手法が現場作業において主流となっているのは、その利点が実用面・技術面の両方にわたるためです。
分解不要
回転子をその場に残したまま作業が行われるため、機械の分解・再組み立ての手間、取り外しや輸送・再設置時の損傷リスク、工場への搬送に要する数日から数週間のロス、および新たな欠陥を持ち込む可能性が排除されます。 ずれ、不正確なトルク、不適切な嵌合 — 再組立時。
実際の運転条件下でのバランシング
これは最も重要な技術的優位点であり、工場の機械では再現できないものです：
- 実際の軸受剛性： 実際の軸受とその設置剛性が回転子のアンバランスに対する応答を左右するものであり、その応答は理想化された工場の支持条件とは大きく異なる場合があります。
- 基礎および支持構造の影響： ベース、フレーム、取付構造の柔軟性は振動を形成し、それらの影響は現地測定の結果に自動的に組み込まれます。
- 動作温度: 熱膨張と軸受すきまへの影響は実稼働中には存在しますが、冷えた工場内では発生せず、ロータのバランス状態を変化させる可能性があります。
- Process loads: ポンプやファンでは、 hydraulic そして 空力力 負荷がかかった状態でのみ生じる現象が、ロータの運転状態に影響を与えます。
- 組立フィットとすきま： カップリング、キー、各構成部品が最終組立で収まる正確な状態がバランスに影響し、現地バランス調整ではそれを直接捉えることができます。
要するに、現地バランス調整は、バランス機では感知できない影響も含め、ロータが実際に稼働する状態そのままで修正を行います。
ダウンタイムの短縮、低コスト、即座の検証
現地作業は数時間で完了することが多く、一方でショップバランス調整（取り外し、搬送、バランス調整、再取付）は数日から数週間かかる場合があります。重要な生産設備においては、この時間短縮が生産量と収益に直結します。搬送・工場作業・分解を省くことで、ほとんどの用途においてコストも大幅に削減できます。また、 修正重み が取り付けられた時点でただちに機械を再起動でき、実際の条件下で現場にて結果を確認できます。追加のトリム調整が必要な場合は、再度の分解なしに即座に対応できます。
3. 現地バランス調整が最も適している場合
この技術は幅広く適用できますが、特に次のケースで効果を発揮します：
- 大型機械： 分解・移動が困難または高コストとなる大型ファン、送風機、クラッシャー。
- 永久取付回転体： 現場に据え付けられた状態で組み立てられ、容易な取り外しを想定していないアッセンブリ。
- フィールド機器： 工場への搬送が現実的でない遠隔地に設置された機械。
- 緊急修理： 生産再開のために迅速な対応が不可欠な状況。
- 定期保全： 以下の原因によるアンバランスを修正するための定期的な再バランス調整 着る、製品の蓄積または侵食。
- カスタムまたは非標準機器： 標準的なショップ用機械に適合しないロータ。
4. 現地バランシングのプロセス
手順は標準に準拠しています 影響係数法、現場環境に対応した方法です。計測・修正・検証を繰り返す反復ループです。
- ステップ 1 — 初期評価： アンバランスが主要な問題であることを確認してください。芯ずれなど、アンバランスに類似した不具合を除外してください。 緩み そして ベアリングの欠陥；純粋なアンバランスは強く、安定した 1× 走行速度 成分を伴う定常状態の 段階.
- ステップ 2 — センサを取付ける： mount 加速度センサー 磁石、スタッド、または接着剤でベアリングハウジングに取り付け、タコメーターまたは キーフェーザー 1回転ごとの位相基準を供給するために取り付けます。
- ステップ3 — 初期運転： 機械を通常の運転速度で運転し、基準となる1×を記録します。 振幅 および位相ベクトル。
- ステップ4 — トライアルウェイト運転： 1回以上の実施 トライアルウェイト 選択した方法が要求する回数の運転を実施します。1×の場合は1回、 単面, more for 2平面 仕事。
- ステップ5 — 修正量の計算と取り付け: 計器が必要な修正マスと角度を計算します。その後、材料を追加（溶接パッチ、ボルト締めマス、セットスクリューウェイト）または除去（穴あけ、グラインディング）することで恒久的に取り付けられます。
- ステップ6 — 検証： run a final 検証実行 残留振動が目標の許容範囲内に収まっていることを確認します。
5. 現地バランシングのための機器
現代のポータブル計器は、現地バランシングを日常的かつアクセスしやすいものにしました。完全なフィールドキットには、振動計測・位相検出・バランシング計算を1台の電池式パッケージに統合したポータブルバランシング計器、迅速な取り付け・取り外しのための磁気ベース付き加速度センサー、位相基準用の光学式または磁気式タコメーター、試し修正と恒久修正の両方に使用するクランプ式・ボルト式・接着式のウェイトキットが含まれます。
について バランセット-1A は代表的な例で、両ベアリングにおける1×振幅と位相を読み取る2チャンネルデバイスです。ロータの 影響係数 を計算し、1面および2面の修正を解き、最終的な 残留アンバランス をISO 21940-11グレードと照合して検証します。これらはすべて、運転速度における機械本来のベアリング内で実施されます。作業を計画するために、無償の 試用体重計算機 が安全な最初の試し修正マスを算出し、 修正質量分解 ツールが、実際に使用可能な固定穴またはブレードへ計算された修正量を分配します。
6. 課題と考慮事項
多くの利点がある一方で、現地バランシングにはフィールド特有の複雑さが伴います:
- 修正面へのアクセス: バランス修正面は、機械を組み立てた状態でアクセスできなければなりません。バランス修正面に到達するために、カバーやガードを取り外す必要がある場合もあります。
- 環境要因： 極端な温度、汚れ、騒音、および周辺機器から伝わる振動により、現場での測定は管理された工場内での測定よりも困難になります。
- 安全だ： 稼働中の機械での作業には厳格な手順が求められます。試しおもりは確実に固定し、回転部品には全員が近づかないようにしなければなりません。
- 潜在的な機械的欠陥： 柔らかい足、芯ずれやマウントの緩みはバランス調整前に修正しなければならず、現場の状況ではそのような欠陥を発見しにくくなる場合があります。
- 高精度用の許容値： 最も厳しい許容精度が求められる場合（精密研削機、高速スピンドルなど）は、専用の工場バランシングマシンの使用が依然として望ましい場合があります。または、現場でのトリムバランスと組み合わせて使用することもあります。
7. 現場バランス調整と工場バランス調整
両アプローチのトレードオフは、並べて比較するとよくわかります：
| 側面 | 現場でのバランシング | ショップのバランス調整 |
|---|---|---|
| 分解が必要 | いいえ | はい |
| 動作条件 | 実際の状況 | 理想的な条件 |
| 納期 | 営業時間 | 数日から数週間 |
| 料金 | より低い | より高い |
| 精密 | グッド | 素晴らしい |
| 適用範囲 | ほとんどの機械 | 小型から中型のローター |
両者は競合するものではなく、補完し合う関係にあります。新しいロータは工場で高精度グレードにバランス調整された後、取り付け後に現場でトリムバランス調整が行われ、工場では確認できなかった組み立て、基礎、および熱的影響を吸収します。
8. 業界標準とベストプラクティス
現場バランス調整は、国際規格によって正式に認められています。 ISO 21940-13 は、中型および大型ロータの現場バランス調整に関する基準と安全措置を規定しており、親規格である ISO 21940-11 （長年親しまれてきた規格の現代的な後継である ISO 1940-1）は、バランス品質グレードと許容される tolerances を評価基準として定めています。合否判定は、 ISO 20816 シリーズの振動レベル許容値と相互に照合されることが多くあります。これらの規格に準拠して作業を行うことが、現場バランス調整を安全で効果的に、かつ作業ごとに一貫したものに保つための要件です。
