振動解析におけるピーク振幅とピークツーピーク振幅
ピーク（Pk） そして ピークツーピーク（Pk-Pk） これらは、それを定量化する主な方法の2つです 振幅振動信号の振幅、あるいは振幅値。これらは密接に関連しているものの、波形の異なる特性を測定し、それぞれ異なる診断目的に用いられます。これらをどのように選択するか、そしてそれぞれがどのように関連しているかを理解することは RMS — これは、振動解析担当者が最初に身につけるスキルのひとつです。なぜなら、同じ物理的な振動であっても、どの表現を用いるかによって、穏やかに見えることもあれば、深刻な問題のように見えることもあるからです。
1. 定義：ピークとピーク間電圧の区別
両方の値は 時間波形 — 時間に対する瞬時振幅の推移 — だが、それらはその幾何学的性質を2つの異なる方法で記述している。
ピーク（Pk）振幅
について ピーク値 波形がゼロ位置または平衡位置から一方向に生じる最大振幅（正または負）のことです。これは、振動サイクルの中で最も激しい瞬間を表します。対称的な波形の場合、正のピークと負のピークは等しくなりますが、非対称的な波形の場合、それらは異なり、計測器は2つのうち大きい方を トゥルーピーク.
ピークツーピーク（Pk-Pk）振幅
ピーク間距離とは、正の最大ピークから負の最大ピークまでの総距離であり、1周期における振動部品の全振幅、すなわち全体的な振れ幅を指します。整った対称的な正弦波の場合、その関係は単純です：
ピークツーピーク = 2 × ピーク
実際の機械が生み出す複雑で非対称な波形の場合、この単純な「2倍」という倍率は当てはまらない可能性があります。波形がゼロラインの真上に位置することはめったにないため、ピーク値を2倍にすると、実際の総変位が過大または過小評価されてしまう恐れがあります。変位が重要な要素となる場合は、推測するのではなく、Pk-Pkを直接測定してください。
2. ピーク（Pk）測定の使用時期
ピーク振幅は、短時間かつ高エネルギーの事象や衝撃を検知するのに最も有用です。これは、構成部品にかかる最大応力や力を反映しているため、以下の用途において有用です：
- 影響の特定： ギアの歯にひびが入り、欠けが生じている ベアリング、あるいは緩んだ部品が鋭いインパルスを発生させ、平均レベルが上昇するずっと前に、時間波形に高いピーク値を発生させる。
- ストレスの評価： 疲労損傷は最大たわみを追跡するため、RMSのようなエネルギー平均値よりも、ピーク値の方が、破損の兆候を示すより良い指標となる場合が多い。
- 警報の設定： 一部の機器では、突発的で深刻な過渡現象から保護するため、アラームがピーク値に設定されています。
ピーク値は通常、以下の場所から取得されます 加速度 信号。そこでは、機械内部の衝撃力――初期段階の特徴である ギヤ および軸受の損傷が、最もはっきりと目立つ。これに関連する計器の機能として、 ピークホールド、測定中に観測された最大値を捕捉・保持するため、一瞬の変動も見逃すことはありません。
3. ピーク間（Pk-Pk）測定を使用するタイミング
ピーク間振幅は、以下の点が懸念される場合に最適な測定値である。 総移動距離 コンポーネントの、ほとんどの場合、次のように表される 変位:
- クリアランス解析： Pk-Pk変位は、回転軸がベアリングハウジングやシールなどの固定部品に接触するほど十分に動いているかどうかを示し、振動する部品が占める物理的な空間を直接測定する指標となります。
- シャフト振動の監視： 重要なターボ機械について、監視下にある 近接プローブ、限界値やアラーム値は、以下の規格などに基づき、ほぼ常にピーク間変位（ミルまたはマイクロメートル単位）で規定されています。 ISO 7919.
- 低速機械： 回転速度が非常に遅いローターの場合、部品のエネルギーよりも、その総移動量が通常、最も有意義な状態指標となります。
A 振動変位計算機 既知の周波数における測定速度を、それに対応するピーク間距離（マイクロメートル単位）に変換します。これは、速度の測定値を変位に基づくシャフトの限界値と比較する際に便利です。
4. RMSとの比較
PkおよびPk-Pkを、以下のものと比較検討することが不可欠である。 RMS（二乗平均平方根） 振動の総エネルギー量を表す値：
- RMS 機械全体の健康状態を把握するのに最適であり、国際的な基準となっています 振動強度 次のような基準 ISO 20816 （ISO 10816に代わる現代の規格）であり、この規格ではRMS速度に基づくmm/s単位のゾーン限界値が定められている。
- ピーク これは、突発的な事象を捉え、最大応力を測定するのに最適です。
- ピークツーピーク 全体的な動きや走行スペースを評価するのに最適です。
純粋な正弦波の場合、これら3つの値は一定の係数で結びついています（Pk ≈ 1.414 × RMS、Pk-Pk = 2 × Pk）、そして 振動単位換算ツール それらを即座に適用する。しかし、実際の信号はそれらの比率を崩すものであり、まさにそこに診断的価値がある。
5. クレスト・ファクター：三つの要素が交わる場所
徹底的な分析では、これら3つのパラメータをすべて合わせて検討し、それらの相互作用は クレストファクター — ピーク値とRMS値の比率。クレストファクターが高い場合、全体的なエネルギー（RMS）がまだ低い段階でも急激な衝撃が発生していることを示しており、これは軸受やギアの故障を早期に察知する典型的な指標となります。RMS値が安定しているにもかかわらずクレストファクターが上昇する様子を観察することで、個々の指標だけでは警報が作動しない段階よりもはるかに早い段階で、発生しつつある不具合に対する最も早期の警告を得ることができます。現場では、次のような携帯型2チャンネルアナライザが バランセット-1A 時間波形を直接記録し、ピーク値、ピーク間値、実効値を並べて表示するため、エンジニアは後処理を行うことなく、その場でこれら3つの指標と、それら間の波高率を確認することができます。
