振動解析におけるシャフト軌道とは? • ポータブルバランサー、振動解析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、マルチャー、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。 振動解析におけるシャフト軌道とは? • ポータブルバランサー、振動解析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、マルチャー、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。

振動解析におけるシャフト軌道プロットの理解

定義: シャフト オービットとは何ですか?

A シャフト軌道 回転軸の幾何学的中心の軌跡を1回転以上にわたって示すプロットです。軸受けのクリアランス内での軸の動きを、まるで軸の端を見ているかのように2次元的に表示します。この強力な診断ツールは、一対の非接触式センサを用いて作成されます。 近接プローブ 90 度離して設置し(通常は XY 構成)、同時変位信号を互いに対してプロットします。

軌道プロットがなぜ便利なのか?

標準的な時間波形やFFTスペクトルは単一方向の振動を示すのに対し、オービットプロットは2方向の振動を組み合わせることで、シャフトの動的動作の全体像を提供します。これにより、振動解析者はシャフトの実際の形状と動きの方向を視覚化することができ、幅広い機械の故障診断に貴重な手がかりを提供します。オービットはローターダイナミクス解析の基盤であり、特にタービン、コンプレッサー、大型発電機など、流体膜軸受を備えた高速かつ重要な機械において重要です。

軌道形状の解釈方法

軌道の形状、大きさ、そして向きは、ローターに作用する力の直接的な指標です。熟練した分析者であれば、軌道の形状を見るだけで機械の状態を診断することができます。

円軌道または楕円軌道

ベアリングを中心とした単純な円または楕円軌道は、通常、単一の周波数で支配される良好な動作をするローターを示しており、ほとんどの場合、 アンバランスベアリング支持剛性が両方向で同じ場合(等方性)は軌道は円形になり、水平方向と垂直方向の剛性が異なる場合(異方性)は軌道は楕円形になります。後者のケースは非常に一般的です。

歪んだ8の字型またはバナナ型の軌道

軌道が単純な楕円から歪んでいる場合、複数の周波数がシャフトの動きに影響を与えていることを示します。

  • A 「バナナ」または三日月形の軌道 多くの場合、 ずれ1x 周波数と 2x 周波数の両方が存在します。
  • A 8の字型 これは、2倍の周波数成分が強いことを示す典型的な兆候であり、教科書的な指標である。 シャフトのずれ内側にループがある 8 の字は、より深刻な状態、または擦れがあることを示唆することが多いです。

折れ曲がったり鋭角になったりする軌道

軌道の急激な方向転換、平坦な部分、または「曲がり」は、 ローターとステーターの摩擦これは、シャフトがベアリング、シール、機械の筐体などの固定部品と瞬間的に接触するため、シャフトの動きが制限されていることを示します。

非常に不規則な軌道

軌道が不規則、不安定、または「ノイズ」で満たされているように見える場合は、重大な機械的緩み、流体による不安定性(オイルの渦巻きや鞭打ちなど)、またはポンプやコンプレッサー内の乱流状態の兆候である可能性があります。

歳差運動の方向:前進 vs. 後進

シャフトの回転方向に対する軌道の方向も重要な診断要素です。

  • 前進歳差運動: 軌道はシャフトの回転方向と同じ方向に動きます。これは、アンバランスなどの力に対する通常の動作です。
  • 逆歳差運動: 軌道はシャフトの回転方向と逆方向に描かれます。これは異常な状態であり、シャフトの亀裂、激しい摩擦、または特定の種類の流体誘起不安定性の兆候である可能性があります。

軌道プロットが示すもの

要約すると、単一の軌道プロットは豊富な情報を提供します。

  • シャフト振動の全体的な振幅。
  • – シャフトの動きの形状。これは、障害の種類の識別に役立ちます。

  • 歳差運動の方向。
  • ベアリングクリアランス内のシャフトの平均位置。

軌道を FFT スペクトルおよび時間波形と組み合わせて分析することにより、アナリストは機械の動的動作について非常に信頼性の高い詳細な診断を行うことができます。


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