目次
- スタティックバランスとダイナミックバランスの違いは？
- ダイナミックシャフトバランシングの指導
- 補正ウェイトを取り付けるための角度測定プロセスの説明
- 試用重量質量の計算
- 設置された振動センサーに対する補正平面
- ファンの2面動的バランシング
スタティックバランスとダイナミックバランスの違いは？
スタティック・バランス
最初の写真では、ローターは静的アンバランスの状態にある。この場合、ローターの重心は回転軸からオフセットしており、ローターを重い方が下になる位置に持っていこうとする一方的な力が生じている。このアンバランスは、重心が回転軸と一致するように、ローターの特定箇所に質量を追加または除去することによって修正される。ローターが静的不均衡にある場合、ローターを90度回転させると、常に「重い点」が下向きになる。
静的アンバランス:
- ローターが静止しているときに起こる。
- ローターの重い部分は重力によって下向きに回転する。
スタティック・バランシング： 狭い円盤状のローターに使用。一平面内での質量分布の偏りをなくす。
ダイナミック・バランス
枚目の写真では、ローターは動的アンバランスの状態にある。この場合、ローターは2つの異なる質量の変位を異なる平面に持っている。これは、静的アンバランスのように片寄った力を発生させるだけでなく、回転中にさらなる振動を発生させるモーメントも発生させる。ダイナミック・アンバランスの場合、一方の面の力と他方の面の力が釣り合う。つまり、ローターを90度回転させても「重い点」が下向きにならないため、静的アンバランスとは区別される。このタイプのアンバランスは、2プレーンバランス機能を備えた振動アナライザーを使用して、動的にのみ修正することができます。
動的アンバランス：
- ローターが回転しているときにのみ表示される。
- これは、2つのアンバランスな質量がローターの長さに沿って異なる平面にあるために起こる。ローターが回転すると、これらの質量は遠心力を発生させるが、位置が異なるため、互いに補い合うことができない。
動的アンバランスを解消するには、アンバランスなマスによって発生するトルクと等しく、かつ反対方向のトルクを発生させるために、2つの補償用ウェイトを設置しなければならない。これらの補正ウェイトは、ローターのバランスをとるのに必要なトルクを発生する限り、元のマスと同じ重さや反対方向である必要はありません。
ダイナミックバランシング： 長いダブルアクスルローターに適しています。回転時の振動を防ぐため、2つの平面における重量配分の偏りを解消。
ダイナミックシャフトバランシングの指導
シャフトの動的バランシングには、バランシングと振動分析装置Balanset-1Aを使用しています。
Balanset-1Aは、2つのチャンネルを備え、2つの平面でのダイナミックバランシングのために設計されています。これは、クラッシャー、ファン、マルチャー、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのものを含む幅広いアプリケーションに適しています。さまざまなタイプのローターを処理する汎用性により、多くの産業にとって不可欠なツールとなっています。
写真1：初期振動測定
最初の写真は、2プレーンダイナミックローターバランシングプロセスの初期段階を示している。ローターはバランシングマシンに取り付けられている。振動センサーがローターに接続され、測定ユニットを介してコンピューターにリンクされている。オペレーターはローターをスタートさせ、システムはコンピューター画面に表示される初期振動を測定する。このデータは、その後の計算のベースラインとして使用されます。
写真2：校正分銅の取り付けと振動変化の測定
2枚目の写真は、第1面のローターの片側に校正用ウェイトを取り付ける段階。センサーX1側のローターの任意の位置に質量既知の錘を固定する。ローターを再び始動させ、システムは取り付けられた錘による振動の変化を測定する。このデータは振動アナライザによって記録され、錘が振動に与える影響を判断する。
写真3：校正分銅の移動と振動の再測定
3枚目の写真は、校正用ウェイトをローターの反対側に移動する段階。ウエイトは最初の位置から外され、ローターの反対側の別の位置に取り付けられる。ローターを再び始動させ、新しい位置でのウェイトによる振動の変化を測定する。このデータはまた、さらなる分析のためにポータブルバランシング機器によって記録されます。
写真4：最終ウエイトの取り付けとバランスチェック
4枚目の写真はバランシングの最終段階です。両側からの測定データを使用して、振動アナライザーは、完全なローターバランシングのために追加する必要がある角度と質量を決定します。重りは、ローター上の計器によって示されたポイントに取り付けられる。設置後、結果を確認するためにローターを再度始動させる。システムは、振動レベルが大幅に減少したことを示し、バランスが成功したことを確認します。
補正ウェイトを取り付けるための角度測定プロセスの説明
画像は、ローターバランシングの際に補正ウェイトを取り付ける角度を測定する方法を示している。
回転方向
図は、ローターの回転方向を矢印で示している。角度はローターの回転方向で測定される。
トライアルウェイトポジション
トライアルウェイトはローターの任意の位置に設置する。この位置を「トライアルウェイト位置」と呼ぶ。
角度測定
この図は、試行ウエイトの位置からローターの回転方向に測った角度f1（またはf2）を示しています。この角度は、バランスをとるために補正ウェイトを取り付ける必要がある位置を示しています。
矯正ウエイトポジション（追加された場合）
補正ウェイトは、図の赤い点で示した位置に取り付けます。この点を「補正ウエイト位置（追加した場合）」と呼びます。角度f1（またはf2）を使って、このウエイトの正確な位置を決定します。
矯正ウエイトポジション（外した場合）
バランシングのためにウェイトの取り外しが必要な場合、補正ウェイトは試行ウェイト位置の 180°反対側に位置するポイントから取り外されます。このポイントは、図上で対角線の赤い点で示され、「補正ウェイト位置（削除した場合；180°反対側）」と呼ばれる。
試用重量質量の計算
トライアルウエイトの質量は式で計算される：
MA = Mp / (RA * (N/100)^2)
どこだ？
- MA - 試験重量の質量、単位はグラム（g）。
- Mp - 平衡ローターの質量、単位はグラム（g）
- RA - 試験錘の設置半径、単位はセンチメートル（cm）
- N - ローター回転数、単位：rpm
設置された振動センサーに対する補正平面
次の写真はマルチャーのローターで、補正面と振動測定ポイントを示しています：
プレーン1と2：
プレーン1（青1）： センサーX1が設置されているローターバランスの第1面を示す（写真右端寄り）。
プレーン2（青2）： センサーX2が設置されているローターバランスの第2プレーンを示す（写真左端寄り）。
インストール1と2：
インストール1（赤1）： 初号機の質量補正を行う場所。
インストール2（赤2）： 2機目の質量補正を行う場所。
この写真はマルチャーのローターのバランスをとるプロセスを示している。つの平面に補正ウェイトを取り付けるゾーンを示している。
ファンの2面動的バランシング
平面の決定とセンサーの設置
センサー設置の準備
センサーを取り付ける面の汚れや油分を取り除く。センサーは表面にぴったりとフィットしていなければならない。
振動センサーの設置
- 振動センサーは、ベアリングハウジングに取り付けるか、ベアリングハウジングに直接取り付けます。
- センサーは通常、半径方向に直交する2方向（通常は水平方向と垂直方向）に設置される。
- 振動測定は、基礎やフレームへの機械の取り付け部でも行われる。
- センサー1（赤）： 画像のように、センサーをファンの前面寄りに取り付けます。
- センサー2（緑）： センサーをファンの後方寄りに取り付けます。
センサーの接続
センサーをBalanset-1A振動分析計に接続する。
補正平面の決定
- プレーン1（レッドゾーン）： ファンの右寄りに位置する補正面。
- プレーン2（グリーンゾーン）： ファンの左寄りに位置する補正面。
バランシング・プロセス
初期振動測定
ファンを始動し、最初の振動測定を行う。
トライアルウェイトの取り付け
質量が既知の試験用ウェイトを、最初の平面（Plane 1）の任意の位置に設置する。ファンを始動させ、振動を測定する。
トライアルウェイトを任意の位置で第2面（Plane 2）に移動する。再びファンを始動させ、振動を測定する。
データ分析
得られたデータを使って、ファンのバランスを取るために必要な補正ウェイトと、それを取り付けるポイントを決定する。
角度測定
補正ウエイトの取り付け角度の決定
次の図は、補正ウェイトを取り付ける角度の決定方法を示している：
- トライアルウエイトの位置（青い点）： トライアルウェイトの位置。これが基準点、0度。
- 修正ウエイトの位置（赤い点）： 補正ウェイトの位置。
- 角度f1（f2）： トライアルウエイトの位置からファンの回転方向に測定した角度。
補正ウェイトの取り付け
アナライザーによって決定された角度と質量に基づいて、第1面と第2面に補正ウェイトを取り付ける。
ウエイト設置後に振動測定を行い、振動が許容レベルまで減少していることを確認してください。
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