振動における位相角の理解
定義: 位相角とは何ですか?
位相角 （単に 段階）は、ピークの角度位置（度数で測定、0～360°）である。 振動 回転軸上の1回転ごとに1回基準となるマークを基準に（ タコメーター または キーフェーザー）あるいは、同じ周波数の2つの振動信号間のタイミング関係を表すこともできます。位相角は、 振幅 （「どのくらい」）が組み合わさって、大きさと方向の両方を備えた完全な振動ベクトルを形成します。.
位相角は極めて重要です ローターバランシング （補正重みをどこに配置するかを決定します）, 臨界速度 識別（180°の位相シフトにより共振を確認）、および故障診断（位相パターンにより異なる故障タイプを区別）を行います。位相情報がなければ、多くの診断および修正手順は不可能になります。.
キーフェーザーに対する位相測定
参照システム
- 参照マーク: シャフトの反射テープまたはノッチ
- センサー： 光学式または磁気式タコメータがマーク通過を検出
- 1回転につき1回のパルス: 0°基準を定義する
- 振動タイミング: マークに対してピーク振動はいつ発生しますか?
- 角度測定: 度数で表されます（0～360°）
大会
- 0°: 参照マークの位置
- 方向： 通常、回転方向に増加する
- 例： 位相 = 90°は、基準マークがセンサーを通過してから90°（1/4回転）後にピーク振動が発生することを意味します。
重要なアプリケーション
1. バランス調整（最重要）
位相は補正重みの角度位置を決定します。
- 不平衡誘起振動の位相を測定する
- 位相は重いスポットの角度位置を示します
- 修正重量 ヘビースポットから180°離れた場所に設置
- 効果的なバランス調整には位相精度±5～10°が必要
- 位相がなければバランスをとることは不可能
2. 危険速度の特定
位相シフトにより共鳴を確認:
- 臨界速度以下：位相は比較的一定
- 臨界点通過：特性180°位相シフト
- 臨界値以上: 臨界値未満から位相が180°シフト
- 位相変化オン ボード線図 決定的な共鳴指標
- 振幅のピークだけでは不十分で、位相シフトが必要
3. 故障診断
アンバランス
- 位相が安定しており、再現性がある
- すべての速度で同じ位相（臨界以下）
- 位相はスポットの重心位置を示す
ずれ
- ベアリング間の特性位相関係
- 駆動端と非駆動端では軸方向の測定値が180°異なることがよくあります
- ラジアル位相パターンによるミスアライメントタイプの診断
シャフトクラック
- 起動/シャットダウン時の1×と2×の位相変化
- 通常のアンバランスとは異なる動作
- 位相の変化は亀裂呼吸を示す
緩み
- 不規則で不安定な位相読み取り
- 測定ごとに位相は±30～90°変化する
- 緩みの非再現性診断
2つの測定点間の位相
同位相（0°差）
- 両方の点が一緒に振動する
- 同時に同じ方向に移動する
- 剛性接続または共振以下のモードを示します
- 危険速度以下の同じローター上のベアリングに共通
位相差（180°差）
- ポイントは反対方向に振動する
- 一方が上、もう一方が下
- 点間または共振点以上のモード形状ノードを示す
- 結合不均衡、特定のミスアライメントパターンの診断
90°差（直交）
- ポイントは90°の時間差で振動します
- 一方がピークに達し、もう一方はゼロ
- 円運動または楕円運動を示すことができる
- 共鳴時や特定の形状でよく見られる
測定の課題
位相精度要件
- バランスを取る： ±5～10°の精度が必要
- 臨界速度: ±10～20°許容範囲
- 故障診断: ±15～30°で十分な場合が多い
精度に影響を与える要因
- タコメーターの品質: 1回転ごとに1回のクリーンパルスが必須
- 参照マークの位置: 安全かつ目に見えるものでなければならない
- 信号品質: 良好な信号対雑音比が必要
- フィルタリング： フィルタは位相シフトを引き起こす可能性がある
- 速度安定性: 速度の変化は位相測定に影響を与える
よくあるエラー
- 基準マークのずれ（テープの剥がれ、マークの移動）
- タコメーターの位置ずれまたは断続的な動作
- 信号振幅が低い（ノイズが位相に影響する）
- 位相に間違った周波数成分が選択されました
ベクトル解析における位相
極座標表現
- 振動ベクトルには大きさと位相がある
- 大きさ = 振幅
- 位相 = 角度
- 計画された 極座標 バランスをとるため
ベクトル加算
- ベクトル加算 振幅と位相の両方が必要
- 位相はベクトルの組み合わせ方を決定する
- 0°位相：ベクトルは算術的に加算される
- 180°位相：ベクトルの減算
- その他のフェーズ: ベクトル数学を使用する
文書化とコミュニケーション
標準フォーマット
- レポート形式:「振幅@位相」“
- 例：「5.2 mm/s @ 47°」“
- 周波数を含める: 「5.2 mm/s @ 47° at 1×」“
- 参照を指定（キーフェーザーの位置）
位相プロット
- 位相対速度（ボード線図の下のトレース）
- 位相と周波数
- バランスをとるための極座標プロット
- ODS分析のための位相マップ
位相角は、振動解析において振幅測定値を完全な振動ベクトルに変換する重要なタイミング次元です。位相測定、解釈、そしてバランス調整、共振特定、故障診断への応用を理解することは、高度な振動解析の基礎であり、効果的なローターダイナミクス評価と機械のトラブルシューティングに不可欠です。.
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