回転機械におけるラジアル振動の理解
定義: ラジアル振動とは何ですか?
ラジアル振動 回転軸が回転軸に垂直に、中心から円の半径のように外側へ広がる運動です。「ラジアル」とは、軸の中心線から放射状に広がるあらゆる方向を指し、水平（左右）と垂直（上下）の両方向の運動を含みます。ラジアル振動は、 横方向の振動 または横方向の振動であり、最も一般的に測定され監視される形態である。 振動 回転機械において。.
実際のアプリケーションでは、ラジアル振動は通常、各ベアリング位置で 2 つの垂直方向 (水平と垂直) で測定され、軸に垂直なシャフトの動きの全体像が提供されます。.
測定方法
水平放射状振動
水平振動は左右方向で測定されます。
- シャフト軸に垂直で、地面/床に平行
- 最もアクセスしやすい測定場所
- 典型的には、重力、基礎剛性の非対称性、水平力関数の影響を示します。
- ほとんどの振動監視プログラムの標準的な測定方向
垂直ラジアル振動
垂直振動は上下方向で測定されます。
- シャフト軸に垂直で、地面/床に垂直
- 重力とローターの重量の影響を受ける
- ローターの重量により非対称剛性が生じるため、水平方向よりも振幅が大きくなることが多い。
- 垂直方向の機械（垂直ポンプ、モーター）の問題を検出するために重要
全体的なラジアル振動
総ラジアル振動は、水平成分と垂直成分のベクトル和として計算できます。
- 放射状の合計 = √(水平² + 垂直²)
- 方向に関係なく実際の動きの大きさを表します
- 単一数値の重大度評価に便利
ラジアル振動の主な原因
ラジアル振動は、シャフト軸に対して垂直に作用する力によって生成されます。
1. 不均衡（主な原因）
アンバランス 回転機械におけるラジアル振動の最も一般的な発生源です。
2. ずれ
シャフトのずれ 結合された機械の間には、放射状と 軸方向振動:
- 主に2倍（1回転につき2回）のラジアル振動
- 1倍、3倍、さらに高調波も生成します
- 高い軸方向振動は半径方向の振動を伴う
- ベアリング間の位相関係によるミスアライメントタイプの診断
3. 機械的な欠陥
さまざまな機械的な問題により、特徴的な放射状振動パターンが生成されます。
- ベアリングの欠陥: ベアリング故障周波数での高周波衝撃
- 曲がったシャフトまたは弓状のシャフト: 1X 振動はアンバランスに似ていますが、ゆっくりと転がるときにも存在します。
- ゆるみ: 非線形動作を伴う多重高調波（1X、2X、3X）
- ひび割れ: 起動/シャットダウン中に変化する1倍および2倍の振動
- こする： 準同期コンポーネントと同期コンポーネント
4. 空気力と水力
ポンプ、ファン、コンプレッサーのプロセス力により、ラジアル力が発生します。
- ブレード通過周波数（ブレード数×回転数）
- 非対称流による油圧不均衡
- 渦放出と流れの乱流
- 再循環と設計外運転
5. 共鳴条件
近くで操作する場合 臨界速度, 、放射状の振動が劇的に増幅されます。
- 固有振動数は強制振動数と一致する
- 振幅はシステムによってのみ制限される 減衰
- 壊滅的な振動レベルの可能性
- 設計には十分な分離マージンが必要
測定基準とパラメータ
測定単位
ラジアル振動は、次の 3 つの関連するパラメータで表現できます。
- 変位: 実際の移動距離（マイクロメートル、µm、mils）。低速機械や近接プローブの測定に使用されます。
- 速度： 変位の変化率（mm/s、in/s）。一般的な産業機械で最も一般的であり、ISO規格の基礎となる。
- 加速度： 速度の変化率（m/s²、g）。高周波測定およびベアリングの欠陥検出に使用されます。
国際規格
ISO 20816シリーズは、ラジアル振動の厳しさの制限を規定しています。
- ISO 20816-1: 機械振動評価の一般的なガイドライン
- ISO 20816-3: 15kWを超える産業用機械の特定の基準
- 重大度ゾーン: A（良好）、B（許容範囲）、C（不十分）、D（許容範囲外）
- 測定場所: 通常はベアリングハウジングの半径方向
業界固有の標準
- API 610: 遠心ポンプのラジアル振動限界
- API 617: 遠心圧縮機の振動基準
- API 684: ラジアル振動予測のためのローターダイナミクス解析手順
- NEMA MG-1: 電動モーターの振動限界
モニタリングと診断技術
定期モニタリング
標準的な振動監視プログラムは、半径方向の振動を測定します。
- ルートベースの収集: 一定の間隔（毎月、四半期ごと）での定期的な測定
- 全体的なレベルの傾向: 時間の経過に伴う総振動振幅を追跡する
- アラーム制限: ISOまたは機器固有の規格に基づいて設定
- 比較： 現在の状態と基準値、水平と垂直
高度な分析
詳細なラジアル振動解析により診断情報が提供されます。
- FFT分析: 振動成分を示す周波数スペクトル
- 時間波形: 振動信号の時間経過による変化と変調
- 位相分析: 測定点間のタイミング関係
- 軌道解析: シャフト中心線の動きのパターン
- エンベロープ分析: ベアリング欠陥検出のための高周波復調
継続的な監視
重要な機器には、多くの場合、恒久的なラジアル振動監視が備えられています。
- シャフトモーションを直接測定するための近接プローブ
- ベアリングハウジングに恒久的に取り付けられた加速度計
- リアルタイムのトレンドと警告
- 自動保護システムの統合
水平方向と垂直方向の違い
典型的な振幅の関係
多くの機械では、垂直方向のラジアル振動が水平方向の振動を上回ります。
- 重力の影響: ローターの重量により静的たわみが生じ、垂直剛性に影響する
- 非対称剛性: 基礎と支持構造は水平方向に硬くなることが多い
- 標準比率: 垂直振動は水平の1.5～2倍が一般的
- バランスウェイト効果: ローターの底部（アクセスしやすい）に配置された補正ウェイトは、垂直方向の振動を優先的に低減します。
診断の違い
- アンバランス: 不均衡の場所によっては、一方向に強く現れることがある
- ゆるみ: 垂直方向に顕著な非線形性を示すことが多い
- 基盤の問題: 垂直振動は基礎の劣化に対してより敏感である
- ずれ: ずれの種類によっては、水平方向と垂直方向で表示が異なる場合があります
ローターダイナミクスとの関係
ラジアル振動は ローターダイナミクス 分析：
臨界速度
- ラジアル固有振動数は 臨界速度
- 最初の臨界速度は通常、最初のラジアル曲げモードに対応する。
- キャンベル図 速度に対するラジアル振動挙動を予測する
- 危険速度からの分離マージンにより過度のラジアル振動を防止
モードシェイプ
- 各ラジアル振動モードは特徴的な偏向形状を有する
- 第一モード：単純な円弧曲げ
- 第2モード: 節点を持つS字曲線
- 高次モード：ますます複雑なパターン
バランス調整の考慮事項
- バランス調整は1倍の周波数でのラジアル振動の低減を目標とする
- 影響係数 補正重みをラジアル振動の変化に関連付ける
- ラジアルモード形状に基づく最適な補正面の位置
修正および制御方法
アンバランスの場合
- フィールド・バランシング ポータブル分析装置の使用
- 単面 または 2平面バランス 手順
- 重要な部品の精密ショップバランス調整
機械的な問題の場合
- ずれを修正するための精密アライメント
- ベアリングの欠陥に対するベアリングの交換
- 緩んだ部品の締め付け
- 構造上の問題に対する基礎修理
- 曲がったシャフトの矯正または交換
共鳴の問題
- 危険な速度範囲を回避するための速度変更
- 剛性の変更（シャフト径、ベアリング位置の変更）
- ダンピング強化（スクイーズフィルムダンパー、ベアリング選択）
- 質量の変化により固有振動数が変化する
予知保全における重要性
ラジアル振動モニタリングは予知保全プログラムの基礎となります。
- 早期障害検出: ラジアル振動の変化は故障の数週間または数ヶ月前に起こる
- トレンド: 徐々に増加することは、問題が進行していることを示している
- 故障診断: 周波数成分は特定の障害の種類を識別する
- 重大度評価: 振幅は問題の深刻さと緊急性を示す
- メンテナンススケジュール: 時間ベースではなく状態ベースのメンテナンス
- コスト削減： 重大な故障を防止し、メンテナンス間隔を最適化します
回転機械における主要な振動測定として、ラジアル振動は機器の状態に関する重要な情報を提供するため、産業用回転機器の信頼性、安全性、効率的な動作を確保するために不可欠です。.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 