初期アンバランスの理解
初期の不均衡 — 初期アンバランスまたは現状アンバランスとも呼ばれる — は、 アンバランス ローターに存在する ローター before any バランシング 修正が適用される前の状態です。これはローターのベースライン状態であり、バランス取り手順の最初の運転時に取得されます。その大きさと角度位置は、 振動 振幅と 段階 ローターがバランス取り速度で回転している間の振動を測定することで求められます。バランス取り作業において以降のすべての工程は、この初期ベクトルを基準としています。これは作業の有効性を評価するためのベンチマークであり、修正完了後に残存するものは残留アンバランスと呼ばれます。 残留アンバランス.
1. 初期アンバランスの発生源
初期アンバランスは、製造、組立、使用中、さらには改善を目的としたメンテナンス中など、ローターのライフサイクル全体にわたって様々な要因から蓄積されます。
製造公差
精密機械加工を施しても、完全な対称性を実現することは不可能です：
- 材料密度のばらつき: 不均質な材料、内部空隙、または介在物が質量の非対称性を生じさせます。
- 加工公差: 真の同心度からのわずかな偏差 — なくなる または 偏心 — はアンバランスを生じさせます。
- 肉厚変動: 鋳造品または溶接製ローターでは、不均一な肉厚は不均一な質量分布を意味します。
- 気孔および鋳造欠陥： 気泡、収縮孔、またはスラグ介在物が質量の偏りを生じさせます。
組立エラーと変動
ローターが複数の部品から組み立てられる場合、各部品が個別に良好であっても、アンバランスが生じる可能性があります：
- 許容差の累積： バランスの取れた部品同士でも依然として vectorially 重大な合計へ。
- キー付き接続: キー、キー溝、およびスプラインは本質的に非対称です。
- ボルト穴とファスナー： 不均等な穴の間隔または不整合な留め具により、不釣り合いが増加します。
- 焼きばめおよび圧入： 収縮嵌めまたは圧入部品は完全に同心円状に位置しないことがあります。
運用上の原因
アンバランスは使用中にも発生し、ローター’のバランスが取れた元の状態から徐々に変化します：
- 材料の堆積： 汚れ、粉塵、スケール、または処理物が付着すること インペラ、ファンブレード、またはロータ表面。
- Erosion and 着る: 摩耗による不均一な材料損失、 腐食、 または キャビテーション.
- 破損または欠落部品: ファンブレードの脱落、インペラベーンの破損、部品の外れ。
- 変形： 衝撃、過熱、過負荷による曲がり、反り、または塑性変形。.
- 部品が緩んでいる： 緩んで位置がずれた部品。
保守と修理活動
皮肉なことに、保守作業が解消しようとしているまさにそのアンバランスを引き起こすことがあります：
- 質量または質量分布が異なる交換部品の取り付け。
- 金属を非対称に付加する溶接修理。
- 材料を不均一に除去する再加工または機械加工
- 不均一に塗布された塗料またはコーティング。
2. 初期アンバランスの測定方法
初期アンバランスは、バランス調整手順の最初の測定実行時に定量化されます。
測定パラメータ
- 振動振幅： 1×成分（1回転ごと）の大きさ。通常はmm/s、in/s、またはmilsで表されます。アンバランスの程度に直接比例して変化します。
- 位相角: 重点の角度位置（度単位）。これは、 キーフェーザー または タコメーター。位相により、 どこ アンバランス質量が位置する。
- スピードだ： 測定値を取得する際の回転速度 — これが重要なのは、 遠心力 アンバランスによる振動は速度の二乗とともに増大するためです。
ベクトル表現
初期アンバランスは、大きさと方向の両方を持つベクトル “O”（“Original” の頭文字）として表され、通常は 極座標 どこだ？
- ベクトルの長さは振動振幅を表し、
- ベクトルの角度は位相、すなわち重点の位置を表します。
3. バランス調整プロセスにおける重要性
初期アンバランスの測定は、複数の役割を同時に果たします。
補正の基準線
すべてのバランス計算は初期アンバランスを基準として行われます。目的は、 修正重み 初期ベクトルと大きさが等しく逆方向の振動ベクトルを発生させ、それを打ち消す錘を追加することです。
重症度評価
初期アンバランスの大きさは問題の深刻さを示し、以下の判断に役立ちます：
- バランス修正が適切な対処法かどうか、あるいは別の機械的な不具合— 緩み または軸ずれ — まず対処する必要があります。
- 適切なサイズの 試用重量; and
- 1回の修正で十分か、複数回の繰り返しが必要か。
ロータに手を加える前に有用なサニティチェックとして、測定した振幅をロータが実際に発生させている力に換算することができます。当社の 不均衡計算機による遠心力 は、与えられたアンバランスと回転速度から直接ニュートン単位の力を算出し、対処の緊急度を明確に示します。
進捗追跡
修正前の初期アンバランスと修正後の残留アンバランスを比較することで、作業の精度を定量的に評価できます。良好なバランス修正では、通常、初期レベルから振動を70〜90%以上低減できます。
影響係数計算
の中で 影響係数法、試し錘による振動測定値から初期アンバランスベクトルを差し引いて、試し錘の影響のみを抽出します：
T = (O + T) − O, ここでOは初期アンバランス、Tは試し錘の影響を表します。
その抽出した影響から、アナライザは影響係数を算出し、さらに正確な修正質量と角度を導き出します。1面バランス修正の場合、この計算は 影響係数計算機.
4. 残留アンバランスとの関係
バランス修正の本来の目的は、初期アンバランスを許容可能な低い残留レベルまで低減することです。その関係は単純な修正前後の比較で表されます：
- 初期アンバランス： 修正“前”の状態。
- 修正： バランス修正手順と錘の取り付け。
- 残留アンバランス: 修正“後”の状態。
理想的には、残留アンバランスは初期アンバランスの10〜30%未満であるべきであり、正確な目標値はロータ’のバランス品質要求に基づいて ISO 21940-11 （の現代的後継規格 ISO 1940-1)。選択した G級 とサービス速度をグラム・ミリメートル単位の許容値に換算するのは、 残留アンバランス計算機 (ISO 21940-11).
5. 典型的な初期アンバランスレベル
初期アンバランスの大きさは、機器の種類や使用履歴によって大きく異なります。
新品または最近バランス調整されたローター
産業機械では、振動が通常0.5〜2.0 mm/s（0.02〜0.08 in/s）の範囲に収まっており、これは良好から許容範囲内のバランス状態を示しています。
中程度のアンバランスローター
振動が2.0〜7.0 mm/s（0.08〜0.28 in/s）の場合は、ロータを早急にバランシングする必要があります。これは、定期メンテナンスが必要な機器に多く見られる状態です。
極度にアンバランスなローター
振動が7.0 mm/s（0.28 in/s）を超えると、深刻なアンバランスが発生しており、即時対応が必要です。ブレードの欠損、重度の堆積物、または主要コンポーネントの損傷が原因であることが多いです。
注：これらは一般的な産業機械を対象とした概略指標です。許容レベルの具体的な値は、機器の種類、サイズ、回転速度、および取り付け条件によって異なり、以下のような規格によって定義されます： ISO 20816 シリーズ(旧 ISO 10816)。
6. 現場測定と記録
組み立て済みの機械では、初期アンバランスは現場で測定されます。これは バランスマシン. 以下のようなポータブルな2チャンネルアナライザ バランセット-1A 機械自身の軸受部で運転速度における1×振幅と位相を読み取り、元の“O”ベクトルを記録し、試しおもりと修正ランを通じてアンバランスを低減します。これにより、実際の運転状態における真の初期状態が把握でき、ショップバランシングマシンでは確認できない組立・熱的影響も含めて評価することができます。
使用するツールに関わらず、初期アンバランスの測定値はバランシング記録に含める必要があります：
- 各測定点における振動の振幅と位相；
- 測定中の運転速度；
- 測定日と機器識別情報；および
- 検査中に確認された目に見える不均衡の原因
この記録は、ロータ’の状態に関する履歴データを構築し、以下を支援します： トレンド分析 経時的な変化の把握 — たとえば、堆積物や摩耗によってアンバランスが徐々に増大しているかどうかを把握し、振動が深刻になる前に計画的なメンテナンスを実施できるようにします。
