ローターバランス調整における3回実行法の理解
について 3回実行法 最も広く使用されている手順は 2平面（動的）バランス. 。それは、 修正重み 2つ必要 修正面 正確に3回の測定実行を行う：1回目はベースラインを確立するための最初の実行である アンバランス 条件、その後に2つの連続した トライアルウェイト 各面ごとに1回ずつ、合計3回の計測を行います。3回の計測は、二面系を完全に記述するための理論的な最小回数であり、これがフィールド作業におけるデフォルト手法となっている理由です。
精度と効率のバランスに優れており、 4回実行法 大多数の産業用ロータに対する有効な修正量を計算するのに十分なデータを収集しながら、 バランシング tasks.
1. スリーランの手順（ステップごと）
この手順は、明確で系統的なシーケンスに従います。各ランにおいて、振動は2つの軸受それぞれでベクトル（振幅と位相の両方）として計測されます。アンバランスの大きさだけでなく位置を特定するためには、この両方の情報が必要です。
第1回 — 初期基準測定
機械は、アンバランスのある現状のまま、バランシング回転速度で運転されます。 振動 両軸受位置（軸受1および軸受2）で計測され、記録されます 振幅 そして 位相角。これらは、元のアンバランス分布によって生じる振動ベクトルを表しています。
- ベアリング1での測定: amplitude A₁, phase θ₁
- ベアリング2での測定: 振幅 A₂、位相 θ₂
- 目的： 修正が必要な基準状態（O₁およびO₂）を確立します
ラン2 — 修正面1への試し重り取り付け
機械を停止し、既知の試験用錘（T₁）を、最初の補正面（通常はベアリング1付近）の正確にマークされた角度位置に一時的に取り付けます。機械を同じ速度で再起動し、両方のベアリングで振動を再度測定します。.
- 追加： 面1の角度α₁に試し重りT₁を取り付け
- ベアリング1での測定: 新しいベクトル（O₁＋T₁の影響）
- ベアリング2での測定: 新しいベクトル（O₂＋T₁の影響）
- 目的： 面1に取り付けた重りが両軸受の振動に与える影響を明らかにします
本機器が算出するのは、 影響係数 面1に対して、新しい計測値から初期値をベクトル減算することにより求められます。
ラン3 — 修正面2への試し重り取り付け
最初の試し重りを取り外し、2番目の試し重り（T₂）を第2面（通常は軸受2の近傍）の指定位置に取り付けます。さらに1回のランを行い、再び両軸受での振動を記録します。
- 取り除く： 面1から試し重りT₁を取り外し
- 追加： 面2の角度α₂に試し重りT₂を取り付け
- ベアリング1での測定: 新しいベクトル（O₁＋T₂の影響）
- ベアリング2での測定: 新しいベクトル（O₂＋T₂の影響）
- 目的： 面2に取り付けた重りが両軸受の振動に与える影響を明らかにします
この機器には現在、各平面が各方位にどのように影響するかを説明する 4 つの影響係数の完全なセットが備わっています。.
2. 修正重りの計算
3回のランが完了すると、バランシングソフトウェアが次の処理を実行します ベクトル数学 補正ウェイトを求めるために使用されます。
影響係数マトリックス
3回の運転から、4つの係数が決定されます：
- α₁₁: 平面1が軸受1に与える影響（主効果）
- α₁₂: 平面2が軸受1に与える影響（クロスカップリング）
- α₂₁: 平面1が軸受2に与える影響（クロスカップリング）
- α₂₂: 平面2が軸受2に与える影響（主効果）
連立方程式を解く
本機器は、W₁（平面1の補正）およびW₂（平面2の補正）に関する2つの連立ベクトル方程式を解きます：
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (ベアリング1の振動を打ち消すため)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂（ベアリング2の振動を打ち消すため）
求解により、各補正ウェイトに必要な質量と角度位置の両方が得られます。算出された角度が障害物上または固定ブレードシートの間に位置する場合、その値を到達可能な位置に再配分するために 分割補正.
Final steps
- 試験おもりを両方とも取り外します。
- 算出された恒久的補正ウェイトを両平面に取り付けます。
- 検証運転を実施し、振動が許容レベルまで低下したことを確認します。
- 必要に応じて、 トリムバランス を実施して結果を微調整します。
3. 3回運転法の利点
いくつかの優れた特性により、3回運転法は二面釣り合わせ作業の業界標準となっています。
最適な効率
3回の運転は、4つの影響係数（ベースライン1回＋各平面に対するトライアル運転1回ずつ）を確立するために必要な最小回数です。これにより、システム全体を特性化しながら稼働停止時間を最小限に抑えることができます。
実績のある信頼性
数十年にわたる現場経験から、3回の運転で大多数の産業機械において信頼性の高い釣り合わせに必要な十分なデータが得られることが実証されています。
時間とコストの節約
4回運転法と比較して、トライアル運転を1回省略することでバランシング時間が約20％短縮され、稼働停止時間の削減および人件費の低減に直結します。
よりシンプルな実行
運転回数が少ないほど、トライアルウェイトの取り扱い作業が減り、誤りが生じる機会が少なくなり、データ管理も簡素化されます。
ほとんどの用途に適しています
クロスカップリングが中程度で適切な バランス許容差, 3 回の実行で、常に成功した結果が得られます。.
4. 3回運転法を使用する場合
スリーラン法が適している対象：
- 日常的な産業用バランシング： モーター、ファン、ポンプ、送風機 — 回転機械の大部分。
- 中程度の精度要件： 品質等級のバランス G 2.5 から G 16 まで（現行の ISO 21940-11 （これは、長年親しまれてきたISO 1940-1に取って代わるものである）。
- 現地バランシング応用： インサイチューバランス ダウンタイムの最小化が重要な場合。
- 安定した機械システム： 線形応答を示す良好な状態の機器。
- 標準的なロータジオメトリ： 剛性ローター 一般的な長さ対直径比のもの。
5. 制限事項と使用に適さない場合
特定の状況では、スリーラン法では不十分な場合があります。
フォーラン法が推奨される場合
- 高精度： 4回目の測定による追加の線形性チェックが有効な、非常に厳しい許容差（G 0.4 〜 G 1.0）の場合。
- 強いクロスカップリング： 修正平面が非常に近接している、または高度に非対称である 硬直.
- 未知のシステム特性： 珍しい機器やカスタム機器の初めてのバランス調整
- 問題のある機械： 非線形挙動または機械的故障の兆候を示す機器。
シングルプレーン法で十分な場合
- 動的アンバランスが最小限である、薄い円盤型ロータ。
- 1つの軸受位置だけで顕著な振動が発生する場合。
6. 他の方法との比較
3回測定法 対 4回測定法
| 側面 | 3ラン | 4ラン |
|---|---|---|
| 実行回数 | 3（初回＋2回の試行） | 4（初期 + 2回の試行 + 合計） |
| Time required | 短い | 約20%長い |
| 直線性チェック | いいえ | はい（実行4で検証） |
| 代表的な用途 | 日常的な産業作業 | 高精度で重要な機器 |
| 正確さ | グッド | 素晴らしい |
| 複雑 | より低い | より高い |
3回測定 対 単一平面法
3回実行法は、 単面バランス, は、2回の実行（最初の試行と1回の試行）のみを使用しますが、1つの平面しか修正できず、 カップルのアンバランス。ロータが両端に独立してアンバランスを持つほど十分な長さを有する場合は、常に二平面でのバランス調整 — すなわちスリーラン法 — が必要となります。
7. 成功のためのベストプラクティス
試験おもりの選択
- 振動振幅が 25〜50% 変化するような試しおもりを選択してください。
- 小さすぎる：信号対雑音比が悪く、計算エラーが発生する
- 大きすぎる：非線形応答または安全でない振動レベルのリスク
- 測定品質を均一にするため、両平面で同様の大きさのおもりを使用してください。A 試し錘計算機 ロータの質量と回転速度から妥当な初期推定値を算出します。
運転条件の一貫性
- 3回すべての測定で、まったく同じ回転速度を維持してください。
- 必要に応じて、測定間で熱的安定化を待つ。
- プロセス条件（流量、圧力、温度）を一定に保つ。
- センサーの取り付け位置と取り付け方法は毎回同じにしてください。
Data quality
- 各回転につき複数回の測定値を取得し、平均値を算出してください。
- 位相測定値が一貫して再現性があることを確認してください。
- 試験重量が明確に測定可能な変化を生み出すことを確認する
- 測定誤差を示す異常値に注意してください。
設置精度
- 試験おもりの角度位置を正確にマークし、確認してください。
- 試験おもりが確実に固定されており、回転中にずれないことを確認してください。
- 最終的な修正おもりも同様の注意を払って取り付けてください。
- 検証運転の前に、質量と角度を再確認してください。
8. よくあるトラブルの解決方法
補正後の結果が悪い場合
考えられる原因：
- 間違った角度や間違った質量で取り付けられた補正ウェイト
- 試運転と修正設置の間で動作条件が変更されました
- バランシング前に対処されなかった機械的問題 — 緩み, ずれ — バランシング前に対処される必要があります。
- 非線形システムレスポンス。
試験おもりの反応が小さい場合
解決策:
- より大きな試験おもりを使用するか、より大きな半径に取り付けてください。
- センサーの取り付けと信号品質を確認してください。
- 運転速度が正しいことを確認してください。
- システムが非常に高い 減衰 または応答感度が低い。
測定の不一貫性
解決策:
- 熱的および機械的安定化のために、より多くの時間を確保してください。
- センサー取付けを改善する — マグネット取付けではなくスタッドで固定。
- 外部振動源から隔離してください。
- 変動する動作を引き起こす機械的な問題に対処する
9. 現場での三回法
バランシングマシンが不要で、起動回数がわずかで済むため、三回法は携帯型機器を使用した現場作業に最適な手法です。 バランセット-1A は1回の回転につき両軸受で振幅と位相を読み取り、影響係数を自動計算して、各修正おもりの質量と角度を返します。その後、おもりを取り付けた後に選択した 残留アンバランス を ISO 21940-11 グレードと照合して検証します。機械固有の軸受内で運転速度において測定することで、ロータが実際に受ける真の運転状態を捉えることができ、これがまさに三回法が現場での フィールドバランシング.
