ISO 21940-13：中大形ロータの現地つり合わせにおける判定基準と安全措置
ISO 21940-13 は、機械が設置されている場所で、ロータ自身の軸受および支持構造体内でつり合わせを行うという実践的な作業を規定する専門的な国際規格です。すなわち、 現場またはフィールドでのバランス調整. その正式名称は “機械的振動 — ロータのつり合わせ — 第13部：中大形ロータの現地つり合わせにおける判定基準と安全措置” 専用の バランスマシン が使用できない場合（ロータが大きすぎる、取り外しコストが高すぎる、または実際の運転条件下でのみ問題が発生する場合など）、この規格は現地つり合わせが適切な選択であるかどうか、および安全に実施する方法を規定しています。これは、 ISO 21940-11 （剛体ロータ）および ISO 21940-12 （フレキシブルロータ）を補完し、稼働中の設置済み機械での作業の実態に対応するものです。
1. 適用範囲および適用対象
この規格は、ロータが自身の軸受および支持構造体内に設置されたまま実施される中大形ロータの現地つり合わせに関するガイドラインと安全措置を規定しています。通常、最終的な運転場所で実施されます。実際には、ロータが 硬い または フレキシブル として挙動する場合でも、設置状態において同じ現地つり合わせの原則が適用されます。アプローチを左右するのは、ロータ単体の動特性ではなく、システム全体としての ローターベアリングシステムの動特性です。この規格は、現地つり合わせ作業の判断、計画、および安全な実施を担当する技術者、エンジニア、および管理者を対象として作成されています。
2. 判定基準：現地つり合わせが正当化される場合
現地つり合わせは、あらゆる高 振動の問題に対する自動的な解決策ではなく、この章では意思決定のフレームワークを示しています。この規格は、現地つり合わせが適切な方法である以下のシナリオを示しています。
- 取り外しが現実的でないか、経済的でない場合： 大型タービン、発電機、またはファンロータを取り外して工場バランシングを行うことは、費用面で現実的でない場合や、そもそも実施不可能な場合があります。
- アンバランスは運転中にのみ現れます： 一部のアンバランスは、機械が稼働しているときにのみ存在する条件によって生じます — 熱変形, 空力力、またはファンブレードに堆積したデブリや製品の付着物などのプロセス堆積物。これらは工場バランシングでは再現できません。
- 再取り付け後の最終調整： 工場でバランシングされたロータであっても、依然として トリムバランス 機械に再組み付けした後、組み付けによって生じるわずかなずれを吸収するために必要になる場合があります。
重要な点として、規格はまず振動が高いのが本当に アンバランス によるものであり、 ずれ, 共振、 または 機械的な緩みによるものではないことを最初に確認するよう求めています。これらはアンバランスの特性を模倣したり複合させたりします。芯出し不良や共振が発生している機械にウェイトを追加しても時間の無駄であり、状況を悪化させる可能性があります。
3. 手順と方法論
このセクションは、作業を実施するためのステップバイステップのガイドです。まず計測器の要件として、振幅と位相を測定できる多チャンネル 振動分析装置 と、1つ以上の振動トランスデューサ（シャフト相対式近接プローブおよび/またはケーシング取り付け型 加速度センサー), and a 位相基準センサ — 通常はフォトタコメータまたは レーザータコメーター — シャフトに1回転に1回のタイミングマークを付けるためのもの。
注目すべきは、ISO 21940-13が基準、計測器要件、および安全対策を規定しているものの、測定した振動データから修正質量を計算するために使用する方法については意図的に規定していない点です。アルゴリズムの選択は実施者に委ねられています。実際には、普遍的に使用されている手法は 影響係数 法です：解析者は初期振動ベクトル（振幅と位相）を記録し、既知の 試用重量 を既知の角度位置に取り付け、新しい“応答”ベクトルを測定し、その後 ベクトル数学 を使用して必要な修正の質量と角度を計算します 修正重量。これを機械の要件に応じて1面または2面で適用します。これはまさにポータブル計器が自動化するワークフローです： バランセット-1Aは、2チャンネルのフィールドバランサおよびアナライザとして、運転速度における機械自身の軸受で1×振幅と位相を測定し、影響係数を計算して各面の修正質量と角度を報告します — エンジニアはロータを取り外すことなくバランシングと確認を行うことができます。また 試用体重計算機 最初の試し重りを合理的なサイズに決めるのに役立ちます。
4. バランス品質評価 — 残留アンバランスではなく振動
ここで規格は、工場でのバランス作業との最も重要な区別を示します。工場バランシングは、特定の 残留アンバランス から導出された許容値を満たすことを目的とします。 G級。現場バランシングにはより実践的な目標があります：機械の 運転時振動 を許容できるレベルまで低減することです。したがって、合否判定はg·mmで表した残留アンバランスではなく、最終的な振動振幅に基づいて行われます。規格は、この評価に参照する関連規格で定義された稼働中振動限界を使用するよう指示しています。 ISO 7919 軸振動および ISO 10816 非回転部品の振動に関して（いずれも現在の ISO 20816 シリーズに統合済み）。実践的な目標は、1× 走行速度 成分を低減させ、機械の総合レベルを長期運転に適した許容評価ゾーン（ゾーンAまたはB）に収めることです。そのバンドに対して読み取り値を確認するには、 ISO 20816-1 振動ゾーン計算機.
5. セーフガードと安全上の注意事項
この章は、規格が存在する理由とも言えます。現場バランシングは、管理された工場環境にはないリスクを伴うからです。主なリスクは、飛散する恐れのある試し重りを取り付けたまま機械を意図的に運転することです。規格は、厳格かつ文書化された安全アプローチを義務付けています：
- 機械検査優先： すべての運転前に、すべての締結具が締め付けられ、すべての保護カバーが所定の位置にあることを確認する。
- 正の重み付け取り付け： 試し重りおよび修正重りは、飛散物にならないよう、溶接・ボルト締め・専用ホルダーへの設置など、確実に固定しなければならない。
- 管制アクセスゾーン： すべての試運転中、機械周囲に立入禁止区域を設ける。
- 明確なコミュニケーション： バランシング担当者と機械オペレーター間の明確なプロトコル。
- 緊急停止: 最初の起動前に、あらかじめ定義・演習された停止手順を準備しておく。
この安全への強調は最重要事項です：中・大型ローターの回転速度と質量においては、飛散した重りや露出したカップリングが重傷事故や壊滅的な設備損傷を引き起こす可能性があります。
6. 重要なポイント
- 現場バランシング対工場バランシング： 規格は、ローターを in the machine、工場内のバランシングマシン上ではなく、実際の稼働状態でアセンブリ全体を修正することを対象としています。
- 振動低減が目標です： 合否判定は、ISO 7919 / ISO 10816（現在はISO 20816に統合）に基づく稼働中の許容振動値によって行われるものであり、残留アンバランス値によるものではありません。
- Safety first: 稼働中の機械にウェイトを意図的に取り付ける作業においては、文書化された安全対策が不可欠です。
- 影響係数法： 現地での汎用的なバランシング手法 — 初期ベクトルを計測し、既知の試し重りを追加して応答を測定し、ベクトル演算により修正量を算出します。
