ISO 21940-21: 機械的振動 – ローターバランス – パート21: バランスマシンの説明と評価

まとめ

ISO 21940-21は、製造業者とユーザーの両方にとって重要な規格です。 バランスマシンこの規格は、バランシングマシンの技術的特性を記述し、さらに重要な点として、その性能を検証するための標準化された手順を規定しています。この規格は、校正済みの試験用ローターを用いて実施される具体的な試験を概説しており、機械が規定の精度でアンバランスを測定・低減できることを証明しています。この規格に準拠することで、バランシングマシンは国際的に合意された性能基準を満たしていることが保証され、ユーザーはその精度と信頼性に信頼を置くことができます。

目次（概念構造）

この規格は、機械の説明と、その性能を証明するために必要な厳格なテスト手順の両方を網羅するように構成されています。

1. 1. 範囲とマシンの説明:

   この最初の章では、規格の適用範囲を明確に定義し、剛性ローターのバランス調整に使用されるあらゆる種類のバランシングマシン（ハードベアリング式とソフトベアリング式の両方）に適用されるとしています。また、製造業者が機械の技術的特性をどのように記述および規定しなければならないかについての正式な枠組みを確立しています。この必須情報には、機械の物理的容量（最小および最大ローター質量、直径、長さ）、動作速度範囲、駆動システムの種類（ベルト駆動、エンド駆動など）、および測定システムの仕様が含まれます。これにより、すべてのユーザーまたは購入者は、特定のローターに対する機械の適合性を評価するための、明確で標準化された技術データセットを入手できます。

2. 2. 試験用ローターと試験用質量：

   この重要な章では、機械評価を行う際に使用するツール、すなわち試験用ローターと試験用マスの仕様を詳述します。試験用ローターは一般的な生産用ローターとは異なり、精密機械加工された寸法安定性に優れた部品であり、残留アンバランスが非常に低いものです。この規格では、試験用ローターの設計、材質、表面仕上げについて厳格な要件を定め、安定性を確保し、試験に誤差が生じないようにしています。また、既知のアンバランスを導入するために使用される試験用マスは、校正され、国家規格にトレーサブルでなければならないことも規定しています。試験装置を標準化することで、この規格は性能試験の再現性と、異なる機械や場所における比較可能性を保証します。

3. 3. パフォーマンステスト:

   この章は規格の実質的な中核を成し、バランシングマシンの性能を客観的に定量化する一連の必須試験について、詳細な手順を段階的に示しています。主な試験は以下の2つです。

   • 最小達成可能残留不均衡（MARU）: これは機械の感度と精度を測る究極のテストです。バランス調整済みの試験ローターを用いて、最小量の 残留アンバランス 機械が繰り返し確実に表示できる値。この値は、機械の電気的および機械的な「ノイズフロア」を実質的に表し、測定能力の絶対的な限界を定義します。
   • アンバランス低減比（URR）テスト： この試験は、機械の精度と効率を直接測定するものです。まず、試験用ローターに既知のアンバランスを加えます。機械はこのアンバランスを測定し、必要な補正値を算出します。この補正値を適用した後、残留アンバランスを再度測定します。URRは、アンバランスがどれだけ減少したかを示すパーセンテージです。例えば、URRが95%の場合、機械は最初のアンバランスの95%を1回のステップで除去できたことを意味し、非常に高精度で効率的な機械であることを示します。

   この規格では、平面分離能力（2 つの平面を持つ機械が静的不均衡と偶不均衡を正しく区別できることを保証する）や機械の全動作速度範囲にわたる一貫したパフォーマンスなど、その他の重要なテストも規定されています。

4. 4. 受け入れ基準と文書化:

   この最終章では、性能試験の最終的な合否基準が定められています。例えば、URR試験（多くの場合95%以上）において、機械が適合とみなされるために達成しなければならない最小許容パーセンテージが規定されています。機械のMARU値自体は合否基準ではありませんが、機械の感度を定量化した宣言値です。最後に、この規格では、各試験の条件と結果を文書化した包括的な試験報告書の作成が義務付けられています。この報告書は正式な性能証明書として機能し、エンドユーザーに対して、機械の性能が国際的に認められた厳格な手順に従って検証されたことを保証します。

重要な概念

• ハードベアリングマシンとソフトベアリングマシン: この規格は両方のタイプに適用されます。ハードベアリング式機械はより一般的で、遠心力を測定し、恒久的に校正されています。ソフトベアリング式機械は変位を測定し、特定のロータータイプごとに校正が必要です。
• MARU（最小達成可能残留不均衡）: これはバランシングマシンにとって最も重要な性能指標です。これは機械の「ノイズフロア」、つまり確実に検出できる最小のアンバランスを表します。
• URR（アンバランス低減比）： この指標は、機械のアンバランス計算の*精度*を証明します。URRが高いということは、機械の「最初のショット」補正が非常に効果的であり、効率的なバランス調整プロセスにつながることを意味します。
• 実証テスト: この規格は、標準化された試験ローターを用いた実用的かつ再現性の高い一連の試験に基づいています。これにより、メーカーを問わず、あらゆるバランシングマシンを評価するための客観的かつ比較可能な方法が提供されます。

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