ISO 10816-1: 機械振動 – 非回転部品の測定による機械振動の評価 – パート1: 一般的なガイドライン

まとめ

ISO 10816-1は、機械の状態監視の基礎となる規格です。軸受ハウジングなど、機械の非回転部または静止部の振動の測定と評価に関する一般原則を規定しています。この規格は、歴史的な規格の現代的な代替となります。 ISO 2372 また、様々な機械クラスに特定の振動限界を規定する一連の他の規格（例えば、産業機械用のISO 10816-3）の親文書としても機能しています。その主な目的は、機械の運転状態を評価し、合格基準を設定するための標準化された信頼性の高い基盤を提供することです。

注：この規格は、ケーシング測定（ISO 10816）とシャフト測定（ISO 7919）の原理を単一の包括的な枠組みに統合することを目指したISO 20816シリーズに徐々に置き換えられつつあります。ただし、ISO 10816-1の原理とゾーン定義は、依然として広く使用されています。

目次（概念構造）

この規格は、機械振動評価プログラムの設定と実行のための完全なフレームワークを提供するように構成されています。

1. 1. 範囲と測定：

   この最初のセクションでは、規格の適用範囲を定義し、機械の静止した非回転部分、主に軸受ハウジングの構造振動の測定に適用されることを明確にしています。状態監視の目的において推奨される測定パラメータは、 ブロードバンド 二乗平均平方根（RMS） 速度振動の破壊エネルギーを、機械の幅広い速度範囲にわたって安定的かつ代表的に測定できるため、この規格は広く利用されています。この測定のデフォルトの周波数範囲は、通常10Hz～1,000Hzと規定されており、アンバランスやミスアライメントといった最も一般的な機械の故障を検出するのに有効です。また、機械の動的状態を完全に把握するために、ベアリングのどの位置（水平方向、垂直方向、軸方向）で測定を行うべきかについても、基本的なガイダンスを提供しています。

2. 2. 計装：

   この章では、測定に使用する機器の性能要件を規定しています。センサー、ケーブル、メーターを含む測定システム全体が、指定された周波数範囲内でRMS速度を正確に測定できる必要があることを規定しています。また、機器は、非常にスムーズに動作する機械と、動作が不安定な機械の両方を歪みなく測定できる十分なダイナミックレンジを備えていなければならないと規定しています。この規格では、データの精度と再現性を確保するために、センサーの正しい取り付けにも重点を置いており、以下の項目を直接参照しています。 ISO 5348 加速度計の取り付けに関する統括的な標準規格として、また、継続的な精度確保のため、計測機器はトレーサブルな標準規格に基づいて定期的に校正されることが義務付けられています。

3. 3. 評価基準：

   このコアセクションでは、振動の重大性を評価するための2つの基本的な考え方を確立します。包括的な評価は、単一の方法に依存せず、両方の方法を組み合わせる必要があることを説明しています。

   • 基準 1: 振動の規模。 これは、特定の時点で測定された振動の絶対値を、事前に定義された限界値（次のセクションで説明する「ゾーン」）と比較する評価です。この基準は、機械の状態を絶対的な意味で判断するために使用され、受入試験や損傷防止のための上限値の設定に不可欠です。
   • 基準 2: 振動の規模の変化。 この基準は、振動の経時的な傾向に焦点を当て、現在の値を機械の正常な基準値と比較します。この規格では、RMS速度の倍増など、振動の顕著な*変化*は、絶対値のみよりも、はるかに敏感な故障の兆候となり得ることを強調しています。機械の振動が倍増しても、まだ「良好」または「問題なし」の領域にある場合、この変化は調査を必要とする明確な警告サインとなります。
4. 4. 評価ゾーン:

   基準1（絶対値）に関するシンプルで実用的な枠組みを提供するために、本規格では4つの評価ゾーンシステムを導入しています。これらのゾーンは、機械の状態を示す普遍的な「等級」として機能します。この規格の一般部分はゾーンの*概念*のみを定義していることに留意することが重要です。ゾーン境界の具体的な数値（mm/s単位）は、規格の機械固有の部分（例：ISO 10816-3）で規定されています。ゾーンは以下のように定義されます。

   • ゾーンA： 新しく稼働した機械の振動は通常この領域に該当します。
   • ゾーンB: このゾーン内の振動を持つ機械は、通常、制限のない長期操作に適していると見なされます。
   • ゾーンC: このゾーン内の振動を示す機械は、通常、長期連続運転には適さないとみなされます。ただし、是正措置を講じる機会が得られるまで、この状態で機械を一定期間運転することは可能です。
   • ゾーンD: このゾーン内の振動値は通常、機械に損傷を与えるほどの重大性があると見なされます。
5. 5. 動作制限（アラーム）

   この最後のセクションでは、実際の監視プログラムに評価基準を適用するための実践的な方法論を示します。機械のリスクを効果的に管理するために、2つの異なるレベルの運用アラームを設定することを推奨しています。

   • 警告: これは警告レベルであり、振動が通常の安定した基準値を超えたことを示すために設定されます。アラートは必ずしも直ちに危険を示すものではありませんが、監視を強化したり、変化の原因を特定するための調査をスケジュールしたりするきっかけとなります。この制限は通常、基準2（基準値からの大幅な変化）に基づいて設定されます。
   • 旅行： これはシャットダウンレベルであり、許容可能な動作の上限を表す、より高い絶対値に設定されます。このレベルを超えた場合、機械は差し迫った重大な損傷のリスクがあることを示します。対応としては、機械のシャットダウンを含む、即時の措置が必要です。この限界は通常、基準1（絶対的な大きさ、多くの場合、ゾーンC/Dの境界）に基づいています。

重要な概念

• RMS速度: この規格では、RMS 速度が振動の破壊エネルギーに直接関係するため、指定された周波数範囲における機械全体の健全性を示す最良の単一指標として RMS 速度が再確認されています。
• ブロードバンド測定: この基準は、詳細な振動値ではなく、単一の「全体的」振動値に基づいています。 スペクトラムこれはスクリーニングツールであり、診断ツールではありません。値が高いということは問題があることを示しているだけで、何が問題なのかは示していません。
• 一般的な vs. 具体的な: パート1は一般的な枠組みです。特定の機械の具体的かつ実用的な振動制限については、ISO 10816およびISO 20816シリーズの他のパートを参照する必要があります。

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