時間波形：振動解析の基礎

定義: 時間波形とは何ですか?

について 時間波形 （時間領域信号とも呼ばれる）は、加速度計や近接プローブなどの振動トランスデューサーから出力される未処理の生信号です。これは、垂直軸（Y軸）に振動の瞬間振幅を、水平軸（X軸）に時間をプロットしたグラフです。これは、センサー位置における機械の物理的な短時間の往復運動を直接的に表したものです。

診断における時間波形の役割

一方、 周波数スペクトル（FFT） ほとんどの定常機械故障の診断にはFFTが主要なツールですが、時間波形は不可欠かつ補完的なツールです。FFTはサンプルの時間にわたって平均化された周波数成分を計算します。その際、短時間、過渡的、または非周期的なイベントが見落とされてしまうことがあります。しかし、時間波形は瞬間瞬間に何が起こったかを正確に示すため、以下の分析に優れています。

• 衝動的な出来事: ベアリングやギアの欠陥の最初の兆候となることが多い鋭い衝撃がはっきりと示されます。
• 変調とビート: 典型的な上昇と下降のパターン 殴打 時間波形で最も明確に確認できます。
• 一時的なイベント: FFT で平均化されるランダムな 1 回限りのイベントをキャプチャできます。
• 信号クリッピング: センサー信号がアナライザーの入力範囲を超え、FFT が無効になったかどうかをすぐに表示します。
• こする： ローターの摩擦による鋭く歪んだ信号は、多くの場合、波形で最も顕著に現れます。

熟練したアナリストは、機械の状態の全体像を把握するために、常にスペクトルと時間波形の両方を確認します。

時間波形を分析する方法

時間波形を分析するには、その形状と主要な特性を調べる必要があります。

1. ピーク振幅

波形の最大振幅（ピーク）は、ある事象における最大の力または応力の直接的な指標です。低いエネルギーの信号において、高いピーク振幅が見られることは、衝撃の強い兆候です。

2. 全体の形状

健全でバランスの取れた機械は、動作速度の周波数において、きれいな正弦波波形を示すことがよくあります。この波形の歪みは、他の周波数や力の存在を示しています。例えば、「平坦」または「クリップ」されたような外観は、部品の動きが制限されている機械的な緩みの典型的な兆候です。

3. 反復パターンと周期性

プロット上にカーソルを置くことで、アナリストは繰り返し発生するイベント間の時間を測定できます。

• 主要なピーク間の時間を測定することで、 期間 基本振動のもので、これを逆算すると周波数がわかります (周波数 = 1 / 周期)。
• メイン波形に「乗っている」小さな繰り返しの衝撃を探すと、ベアリングまたはギアの故障の正確な頻度を特定するのに役立ちます。

4. 統計パラメータ

時間波形から計算された統計値は強力な診断指標です。

• RMS（二乗平均平方根）: 信号の全体的なエネルギー含有量を測定します。
• クレストファクター: ピーク振幅とRMS値の比。波高係数が高い（>>3）場合、強い衝撃があることを示します。
• 尖度: 信号の「尖度」の尺度。尖度値が高いほど、ベアリングの初期段階の故障に対する感度が高くなります。

波形とスペクトル：パートナーシップ

時間波形と周波数スペクトルは同じデータの 2 つの異なるビューであり、組み合わせると最も効果的に機能します。

• について スペクトラム 複数の近接した定常周波数を分離するのに優れています。
• について 波形 影響の真の大きさと非定常状態のイベントの性質を示すのに優れています。

たとえば、スペクトルではノイズ フロアの上昇が示される場合がありますが、波形を見ると、その原因は進行しつつあるベアリング障害による一連の低振幅の反復衝撃であることがわかります。

← メインインデックスに戻る