ISO 5348: 機械的振動および衝撃 – 加速度計の機械的取り付け

まとめ

ISO 5348は、あらゆる振動解析者にとって基礎的かつ非常に実用的な規格です。データの品質に直接影響を与える重要な要素、すなわち、 加速度計 機械に物理的に取り付けられます。この規格では、様々な取り付け方法が規定され、それぞれの方法が測定の周波数応答にどのような影響を与えるかが説明されています。特に高周波振動を測定する場合、正確で再現性の高い振動データを得るためには、ISO 5348のガイダンスに従うことが不可欠です。

目次（概念構造）

この規格は、取り付け技術に関する明確で実用的なアドバイスを提供するように構成されています。

1. 1. 範囲と取り付け方法：

   この最初のセクションでは、本規格の目的を定めます。それは、振動面に加速度計を取り付け、正確なデータを取得する方法について、明確な技術的ガイダンスを提供することです。ここで、本規格の中心的な論点が提示されます。取り付け方法は測定システムの重要な部分であり、信頼性の高いデータを収集できる最高周波数を直接決定づけるということです。不適切な取り付け方法は機械的なフィルターとして作用し、高周波振動を測定前に減衰または制動してしまいます。次に、スタッド取り付け、接着取り付け、磁気取り付けという主要な取り付け方法を紹介し、詳細に評価することで、本文書の残りの部分の枠組みを構築します。

2. 2. スタッドマウント：

   この方法は、加速度計の取り付けに最適な基準グレードの技術として提示されています。機械構造に穴を開け、ネジ山を切り、加速度計の取り付けスタッドを穴に直接ねじ込みます。規格では、取り付け面は清潔で平坦かつ滑らかでなければならず、必要に応じて座ぐり面を機械加工する必要があると規定されています。センサーの底面にはシリコングリースなどのカップリング液を薄く塗布し、微細な隙間を埋めることで接触面積を最大化し、高周波エネルギーの伝達を改善します。この方法は取り付け剛性を最大限に高め、結果として取り付け共振周波数を最大化します。これにより、センサーは取り付け自体の共振によって測定値が損なわれることなく、可能な限り広い周波数範囲を正確に測定できます。この方法は他のすべての方法のベンチマークとみなされており、恒久的な監視設備、高周波診断試験（ベアリングやギアなど）、およびセンサーの校正に不可欠です。

3. 3. 接着取り付け：

   このセクションでは、機械への穴あけが現実的ではない、または許可されていない場合によく使用される、半永久的な取り付けソリューションとしての接着剤の使用について詳しく説明します。この規格では、さまざまな種類の接着剤が区別されています。最良の結果を得るには、シアノアクリレート（「スーパーグルー」）や2成分エポキシなどの硬くて剛性の高い接着剤が推奨されます。重要な原則は、最小限の量の接着剤を使用して、センサーのベースと機械の表面の間に非常に薄く剛性の高い接着ラインを作成することです。厚い接着剤や柔らかい接着剤（シリコンゴムなど）はダンパーとして機能し、高周波応答を大幅に制限します。適切に準備された表面で正しく実行された場合、剛性接着剤マウントはスタッドマウントとほぼ同等の使用可能な周波数範囲を実現できるため、多くの診断アプリケーションで実行可能な代替手段となります。この規格では、接着剤マウントベースの使用についても規定されています。これは、スタッドマウントセンサーを取り付けるための繰り返し可能な位置を提供するために機械に接着される小さな金属パッドです。

4. 4. 磁気マウント：

   この章では、ポータブル機器で非常に一般的な磁気ベースの使用について説明します。 ルートベースのデータ収集 磁気式マウントは利便性が高いため、広く使用されています。しかし、この規格では、この利便性の裏返しとしてデータ品質が大きく損なわれることを強調しています。磁気式マウントは、スタッド式や粘着式マウントに比べて本質的に剛性が低くなります。さらに、磁石は加速度計にかなりの質量を追加します。この剛性の低さと質量の増大の組み合わせにより、センサーシステムのマウント共振周波数が大幅に低下し、使用可能な測定周波数範囲の上限が大幅に制限されます。この規格では、磁石で収集された高周波データ（通常 2,000 Hz 以上）は信頼できないことが多いことを明確にしています。この規格は、磁気式マウントの品質を最大限に高めるための実用的なガイダンスを提供しています。強力な「2 極」磁石を使用し、接触面が完全に清潔で平坦であることを確認し、磁石を機械に取り付ける際にしっかりと圧力をかけます。

5. 5. その他の方法（プローブ）

   このセクションでは、手持ち式プローブ（通称「スティンガー」）の使用について説明します。これは、簡単なチェックや届きにくい場所での検査に使用されることがあります。この規格では、本格的な診断作業ではこの方法の使用を強く推奨していません。人体は非常に効果的なローパスフィルタおよびダンパーであるため、プローブを一定の圧力で、または完全に垂直な角度で保持することは不可能です。その結果、この方法は再現性が極めて低く、周波数応答も大幅に制限され、多くの場合 1,000 Hz 未満になります。プローブは、非常に大きな低周波振動（深刻なアンバランスなど）の存在を確認できる場合もありますが、信頼性の高い傾向分析や、ベアリングやギアの欠陥などの高周波障害の検出には全く適していません。

6. 6. 表面処理と配線：

   この最後のセクションでは、取り付け方法に関係なく、データ品質を確保するための重要かつ実用的なアドバイスを提供します。取り付け面を適切に準備する必要があることを強調しています。これには、表面を可能な限り平坦で滑らかにし、金属同士（または金属と接着剤と金属）の直接接触を確保するために、塗装、錆、汚れをすべて除去することが含まれます。スタッド取り付けの場合、表面が完全に平坦でない場合は座ぐり面を機械加工する必要があることを規定しています。この規格では、センサーのケーブル配線に関する重要なガイダンスも提供されています。ケーブルをセンサーから少し離れた構造物にしっかりと固定することを推奨しています。これにより、コネクタの張力が緩和され、さらに重要なこととして、ケーブルの動きが防止されます。測定中にケーブルが揺れると、摩擦電気効果により低周波の電気信号が生成され、真の振動信号が汚染され、誤ったデータにつながる可能性があります。

重要な概念

• 周波数応答が鍵: この規格の中心的なテーマは、取り付け方法が機械的なフィルターとして機能するというものです。不適切な取り付け方法（磁石など）は質量を増加させ、剛性を低下させ、ローパスフィルターを形成して高周波振動をセンサーに到達する前に遮断します。
• 剛性が最も重要です: 高周波振動を正確に伝達するには、センサーと機械間の接続部を可能な限り剛性と軽量性を確保する必要があります。そのため、直接スタッドマウントは他のあらゆる方法よりも優れています。
• 利便性と正確さのトレードオフ: 規格では、直接的なトレードオフがあることが明確に示されています。磁気式マウントはルートベースのデータ収集には便利ですが、分析者は使用可能な周波数範囲が制限されることを受け入れなければなりません。高周波ベアリングやギアの解析には、スタッドマウントまたは接着式マウントが強く推奨されます。
• 再現性: 繰り返し可能なセンサー配置のために取り付けパッドを使用するなど、標準のガイダンスに従うことは、データの変化が測定技術の変動ではなく機械の状態によるものであることを保証し、適切な傾向分析を行うために重要です。

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