ローターの偏心を理解する
定義: ローターの偏心とは何ですか?
ローターの偏心 （また 偏心 幾何学的振れ（幾何学的振れ）とは、物体の幾何学的中心が ローター またはローター部品が回転軸（支持ベアリングによって定義される中心線）と一致していない。このオフセットにより、質量が完全にバランスしていても、ローターの外面が「中心からずれる」状態が発生し、ローターの回転時に質量中心が回転軸の周りを周回するようになり、回転軸の周りを回転する回転軸中心のずれが生じる。 振動 質量と同一 アンバランス.
偏心は、電気モーター（ローターとボアのオフセット）、ポンプやファン（インペラの取り付けオフセット）、そして製造公差の積み重ねによって幾何学的な振れが生じる可能性のある組み立てローターにおいて特によく見られます。精密機械においては、厳密な同心度の維持が極めて重要であり、偏心は重大な懸念事項となります。.
ローター偏心の種類
1. 静的偏心（平行オフセット）
- 説明 ローター中心は回転軸からオフセットされているが、回転軸と平行である
- ジオメトリ: ローターの長さに沿って一定の半径方向オフセット
- 効果： 質量の不均衡が生じる（幾何学的中心≠回転中心）
- 共通: インペラ、プーリーなどの単板部品
- 修正： 多くの場合、修正できるのは バランシング または再乗車
2. 動的偏心（角度オフセット）
- 説明 回転軸に対する角度のローター中心線
- ジオメトリ: ランアウトはローターの長さに応じて変化する
- 効果： カップルのアンバランスと変動するランアウトを生成
- 共通: 複数の組み立て段階を備えた長いローター
- 修正： 再調整または特別なバランス調整が必要
3. 複合偏心
- 平行オフセットと角度オフセットの組み合わせ
- 現実世界で最も一般的な状況
- 複雑なランアウトパターン
- 他の問題と区別するためには慎重な分析が必要
一般的な原因
製造公差
- ボアランアウト: ベアリングの内径が外径と同心ではない
- シャフトの振れ: シャフトジャーナルの加工精度
- スタックアップ: 公差を累積して組み立てられた複数のコンポーネント
- 鋳造バリエーション: 鋳物のコアシフトにより壁厚にばらつきが生じる
組み立てエラー
- オフセンターマウント: インペラまたはローター部品がシャフトの中心に配置されていない
- コックドインストール: 圧入中に部品が傾いた
- キー/キー溝の問題: 特大キー溝または偏心キーの取り付け
- 熱適合の問題: オフセットを作成する焼きばめまたは拡張ばめアセンブリ
運用上の原因
- ベアリングの摩耗: 過剰 クリアランス シャフトが中心からずれて動くことを可能にする
- シャフトの曲げ: 有効な偏心を生み出す永久または熱による弓形
- 塑性変形: 過負荷によりシャフトまたはコンポーネントが永久的に変形する
- ゆるみ: 部品が緩んで位置がずれた
影響と症状
振動症状
- 1×同期振動： 主な症状は、質量不均衡と同一であるように見える
- 高い なくなる: 低速ロールでも測定可能なラジアルランアウト
- 一定位相: 他の断層とは異なり、位相は通常安定している
- 速度二乗応答: 振動は速度²の不均衡のように増加する
電気的効果（電動モーター/発電機）
- エアギャップの変化: 偏心ローターが不均一なエアギャップを生成
- 磁気不均衡引力（UMP）： 非対称磁力
- 現在の変動: 抵抗の変化は電流消費量に影響する
- 過熱： 最小のエアギャップでの局所加熱
- 電磁ノイズ: 2倍のライン周波数の振動と騒音
機械的ストレス
- 不均衡力によるベアリング荷重の増加
- シャフトの繰り返し曲げ応力
- 最小隙間位置でのクリアランスの減少
- 近接クリアランスで擦れが発生する可能性
診断と鑑別
偏心と質量アンバランス
| 特徴 | 質量アンバランス | 偏心 |
|---|---|---|
| 振動周波数 | 走行速度の1倍 | 走行速度の1倍 |
| スローロールランアウト | 最小限 | 高い（偏心率に比例） |
| バランス調整への対応 | 振動の低減 | 限定的な改善（補償するために質量のアンバランスを追加） |
| 電気効果 | なし | エアギャップ変動、UMP（モーター/発電機内） |
| 修正 | バランスウェイトを追加する | 部品を再取り付けし、製造上の欠陥がある場合は交換する |
診断テスト
振れ測定
- ダイヤルインジケータまたは近接プローブを使用してラジアルランアウトを測定します
- シャフトをゆっくり回転させる（< 100 RPM)
- 振れが大きい場合（通常0.05 mmまたは2ミル以上）、偏心またはシャフトの曲がりを示します。
- 回転していないときでも振れが存在することは、幾何学的な問題を確認するものである。
バランス反応テスト
- バランスをとる試み 試用重量
- 偏心は達成可能なバランス品質を制限する
- 許容できる振動を実現できるが、高い補正重量が必要
- 重量は質量分布を修正するのではなく、幾何学的なオフセットを「追跡」します
修正方法
機械的修正
- コンポーネントの再マウント: 取り外して、より同心度の高い状態で再度取り付けます
- 機械表面: 振れを改善するために、ベアリングの嵌合部を再加工するか、シャフトを再加工する
- コンポーネントの置き換え: 製造上の欠陥の場合、交換が唯一の選択肢となる可能性があります
- シム調整: 組み立てられた部品の位置を調整する
バランスの取れた補償
- バランスウェイトを追加して不均衡を打ち消す
- 振動は軽減されるが、幾何学的な問題は解決されない
- 偏心が許容範囲内にあり、振動が適切に低減されていれば許容可能
- 精密アプリケーションに関する文書化された制限
電動モーター/発電機用
- エアギャップの変化を最小限に抑えるためにローターの位置を変更する
- 重症の場合はステーターの再穴あけまたは交換が必要
- 高度な制御により電磁補償が可能な場合がある
ローター偏心は、質量アンバランスと同様の動的影響をもたらす幾何学的不完全性ですが、質量アンバランスとは異なる診断特性を有します。ランアウト測定によって偏心を認識し、バランス調整における限界を理解することで、適切な是正措置（実行可能な場合は機械的な修正、幾何学的修正が不可能な場合はバランス補正による是正）が可能になります。.
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