振動監視におけるシャフト中心線の理解

定義: シャフトの中心線の位置とは何ですか?

機械監視の文脈では 近接プローブ、 シャフト中心線位置 軸の幾何学的中心の、流体膜軸受クリアランス内における平均位置、つまり定常位置です。振動測定（信号の交流成分）は、この平均位置の*周囲*における軸の急速な動的運動を表しますが、軸中心線測定（信号の直流成分）は、この平均位置が*どこ*にあるかを表します。この直流位置の変化を経時的に追跡することで、軸受の負荷、アライメント、そして長期的な摩耗に関する重要な知見が得られます。

シャフトの中心線の位置はどのように測定されますか?

シャフトの中心線の位置は、一対のXY近接プローブ（90度間隔で設置された2つのプローブ）からのDC電圧出力を使用して測定されます。その仕組みは以下のとおりです。

1. プローブギャップ電圧: 各近接プローブのドライバは、プローブ先端とシャフト表面のギャップに正比例する負のDC電圧を出力します。例えば、一般的なキャリブレーションは-200mV/milで、これはシャフトがプローブから離れるにつれて電圧が負に大きくなることを意味します。
2. ポジションをゼロにする: 基準を確立するために、通常、シャフトがベアリングの底部で静止しているときに、DC ギャップ電圧が「ゼロ」にされるか、記録されます。
3. 平均位置の追跡: 機械が始動し、運転速度と温度に達すると、シャフトは流体油膜上で上昇します。近接プローブシステムは、XプローブとYプローブからの平均DCギャップ電圧を継続的に監視します。
4. 位置のプロット: X および Y の DC 電圧を相互にプロットすることにより、監視システムはベアリングクリアランスを表す 2D グラフ上にシャフトの平均位置を表示できます。

シャフト中心線プロットの診断価値

A シャフト中心線プロット機械の速度や負荷の変化に応じてシャフトの平均位置の軌跡を表示する は、ターボ機械の強力な診断ツールです。

1. ベアリングの正常な動作の確認

起動時、流体膜軸受内の正常なローターは、流体力学的オイルウェッジの形成に伴い上昇し、水平方向に移動します。中心線プロット上でのローターの軌跡は、機械の起動のたびに滑らかで再現性のあるものでなければなりません。このプロットは、軸受が適切な揚力を生み出し、ローターが正しく配置されていることを確認できます。

2. ベアリング摩耗の診断

時間の経過とともにベアリングが摩耗すると、シャフトのクリアランスは徐々に低下していきます。今日のシャフト中心線の位置を1年前の位置と重ね合わせることで、アナリストはこの傾向を明確に把握し、ベアリングが大きな振動を引き起こすずっと前に、いつ交換が必要になるかを予測することができます。

3. アライメントまたは負荷の変化の検出

ベアリング内のシャフトの位置は、シャフトに作用する力によって決まります。機械のアライメントが変化すると（例えば、熱膨張や配管の歪みなど）、ベアリングにかかる力も変化し、シャフトの中心線の位置がずれてしまいます。定常運転中に中心線の位置が突然変化した場合は、ローターに作用する力に大きな変化が生じていることを示す強い兆候であり、直ちに調査を行う必要があります。

4. ベアリングの不安定性の特定

特定の条件下では、シャフトが安定した位置に定着せず、ベアリング内で歳差運動、つまり「ホイップ」運動を始めることがあります。この状態はオイルホワールまたはホイップと呼ばれ、中心線プロット上で大きく不安定な動きとして観察されます。

中心線位置と軌道

近接プローブから得られた 2 つのグラフを区別することが重要です。

• について シャフト中心線プロット 使用 直流電圧 シャフトの*平均*位置を表示します。時間の経過に伴う緩やかな変化（トレンド）や起動・停止時の挙動を分析するために使用されます。
• について シャフト軌道プロット 使用 交流電圧 シャフトの平均中心位置を中心とした*動的な動き*を示します。アンバランスやミスアライメントなどの特定の故障を診断するために使用されます。

これら 2 つのグラフを組み合わせることで、ベアリング内のローターの健全性と動作の完全かつ詳細な画像が得られます。

← メインインデックスに戻る