ファンバランス調整 - 振動をなくし、機器の寿命を延ばす

高速産業用ファンが激しく振動し、回転するたびにボルトが緩んでしまう様子を想像してみてください。この悪夢のような状況は、ファンのローターのわずかなアンバランスが原因であることが多いです。過度の振動や騒音は単なる不快感ではなく、高額なダウンタイムや修理につながる問題の警告サインです。

ファンバランシング このアンバランスを修正するプロセスです。ファンは重量の不均一な配分に非常に敏感であるため、機器メンテナンスにおいて最も求められる手順の一つです。わずかなずれでも大きな振動につながる可能性があります。アンバランスは、ファンシャフトの幾何学的中心が質量中心と一致していないときに発生します。ファンの回転速度が速いほど、精密なバランス調整が重要になります。

例えば、毎分3000回転で回転する大型ファンローターの端にわずか20グラムのアンバランスが生じるだけで、約900ニュートンの遠心力が発生します。これは、90キログラムの重りがベアリングに毎秒50回ぶつかっているのとほぼ同じです。このようなアンバランスを放置すると、すぐに損傷につながるのも当然です。

ファンの不均衡の原因は何ですか?

ファンのバランスが崩れる最も一般的な原因には、以下のようなものがある：

• ファンブレードの摩耗
• ファンブレードの汚れ
• ハブ上のインペラの緩んだ組み立てまたは位置ずれ
• ファンハウジングまたはシャフトの温度変動
• バランスウェイトの損失（以前に追加）
• ブレードの変形（曲がりや損傷）

ファンのバランス調整が重要なのはなぜですか?

ファンのバランスが崩れた状態で運転すると、構造全体に悪影響を及ぼす振動が発生します。過度の振動は、エネルギー消費量の増加、摩耗の加速、そして多くの場合、シャフトまたは支持構造のベアリングの早期故障につながります。さらには、故障による計画外のダウンタイムを引き起こす可能性もあります。

一方、バランスの取れたファンは次のようになります。

• より効率的に稼働する（エネルギーの無駄を減らす）
• 部品への負担を軽減
• ベアリングなどの部品の寿命を延ばす
• より静かに作動

つまり、新しいファンを取り付ける場合でも、既存のファンを修理する場合でも、メンテナンス中にバランス調整の手順を省略しないでください。

重要だ： ファンの高振動の原因として最もよくあるのはアンバランスですが、それだけではありません。構造上の問題、過度のクリアランス、ベルト駆動の問題、位置ずれ、ローターの亀裂、ベアリングの不具合なども振動の原因となります。バランス調整で解決できると決めつける前に、経験豊富な振動診断の専門家に振動増加の根本原因を特定してもらうことが重要です。

専門家のコメント

経験上、振動が増加するとバランス調整サービスを求める人が多いようです。しかし、バランス調整は実際には振動を低減するための最終段階です。その段階に進む前に、徹底的な 振動診断 機器の状態を点検する必要があります。カップリングの欠陥、シャフトのアライメント不良、支持構造の剛性不足など、不具合があればまず特定し、修正する必要があります。その後、必要に応じてバランス調整の段階に進みます。

例えば、最近、あるお客様から乾燥機のファンバランス調整のご依頼がありました。振動測定（特に振動速度スペクトル）の結果、機械的な緩みが認められました。点検の結果、ファンの支持構造が基礎に取り付けられている部分に損傷が見つかりました。支持構造を再度固定し、再度診断を行った結果、残留アンバランスは許容範囲内であることがわかりました。このケースでは、バランス調整は不要でした。基礎の緩みや位置ずれなどの問題は、バランス調整の成功を阻害します。バランス調整は、機械の機械的状態が良好な場合にのみ実施する必要があることをご承知おきください。

ファンバランス調整の実行方法

当社の専門家は通常、 ファンバランシング （インペラまたはファンホイール全体のバランス調整） 現場で ファン自体のベアリングを使用します。このインサイチュー方式により、分解することなく最大限の精度と速度を実現し、機器の構造への不要な干渉を回避します。

あらゆるバランス作業において、残留アンバランスを可能な限り低く抑えることを目指し、バランス品質基準を遵守しています。 ISO 1940-1-2007 適切な機器クラスに適合させるために、携帯型動的バランス調整装置である振動分析装置を使用します。 バランセット-1A.

ステップ

バランス調整プロセスは複数の段階から構成されます。使用するセンサーの数と配置は、ファンメーカーによって指定される場合があります。一般的なガイドラインでは、ファンシャフトのベアリングとハウジングにセンサーを設置することが推奨されています。設計上の制約によりこれが不可能な場合は、可能な限りベアリングに直接接続された位置にセンサーを設置する必要があります。

1. 振動センサーをローターの回転軸に対して垂直に設置します。

   

2. タコメーターをマグネットスタンドに取り付ける。

   

3. プーリーに反射テープを貼り、回転センサーをテープの方向に向ける。
4. 振動センサーをバランス装置に接続し、装置をラップトップに接続します。

   

5. ラップトップでバランス調整ソフトウェアを起動します。
6. 2 平面バランス調整モードを選択します。

   

7. ローターの識別情報（名前または番号）とその場所を入力します。
8. テストウェイトを計量し、その値と設置する半径を入力します。

   

9. ファン（ローター）を動作させ、初期振動レベル（ベースライン）を測定します。

   

10. ファンのローターの最初の修正面にテストウェイトを取り付けます。
11. ファンを再度稼働させて、2 回目の振動測定を行います。
12. 振動の振幅または位相が少なくとも 20% 変化したことを確認します (テスト重量が測定可能な効果を及ぼしたことを示します)。
13. テストウェイトを最初の平面から取り外し、ローターの 2 番目の平面に取り付けます。
14. もう一度ファンを稼働させて、3 回目の振動測定を行います。
15. 次に、ソフトウェアは必要な補正重量と、それらを第 1 平面と第 2 平面に配置する角度を計算します。

    

16. ローターからテストウェイトを外す。
17. 指定された質量（計算どおり）の永久補正重量を準備します。
18. 補正ウェイトをローターの指定された位置に取り付けるか溶接します。

    

19. ファンを再度実行し、バランス調整が成功したことを確認します (振動レベルが許容範囲内になりました)。
20. ソフトウェアがさらに細かい調整を提案した場合は、推奨どおりに重量を追加し、振動が最小限に抑えられるまでバランスを再確認します。

この手順に従うことで、ファンのバランス調整において高い精度が確保され、産業機器の長期的な効率と信頼性の向上に貢献します。

結論

ファンバランスを適切に調整することで、機械の振動の主な原因の一つを排除できます。その結果、機器の動作がよりスムーズになり、信頼性が向上します。このステップを怠ると、高額な故障につながる可能性があります。一方、（根本的な機械的な問題を解決した後）定期的なバランス調整を実施することで、長期的には時間と費用を節約できます。 待たないで ファンが振動してバラバラになるのを防ぐには、機械を保護し、最適な状態で稼働し続けるために、メンテナンス プログラムに定期的なバランス調整を含めてください。

よくある質問

ファンの不均衡の原因は何ですか?

ファンのアンバランスは、通常、回転部品における質量の不均一な分布によって引き起こされます。一般的な原因としては、ファンブレードの摩耗、ブレードへの汚れの蓄積、インペラの緩みや位置ずれ、材料の膨張または収縮を引き起こす温度変動、以前に取り付けられたバランスウェイトの損失、またはブレードの物理的変形などが挙げられます。

ファンのバランス調整が重要なのはなぜですか?

ファンのバランスが崩れると過度の振動が発生し、ファン自体や接続機器に損傷を与える可能性があります。ファンのバランス調整により、こうした振動が低減され、エネルギーの無駄がなくなり、ベアリングなどの部品への負担も最小限に抑えられます。また、ファンのバランスが適切に保たれると、動作音も静音化され、効率も向上するため、機器の寿命も延びます。

ファンのバランスをどうやって取るのですか?

ファンのバランス調整は、ファンのローター（インペラー）に重りを追加または取り外し、質量のアンバランスを修正することで行われます。一般的な手順は、ファンの振動を測定し、アンバランス箇所を特定し、ローターの特定の位置に小さな補正用重りを取り付けることです。最新のポータブルバランサーは、センサーとソフトウェアを使用してこのプロセスをガイドし、必要な重量と配置を正確に計算します。（詳細は上記の手順をご覧ください。）

産業用ファンのバランスはいつ取るべきですか?

産業用ファンは、過度の振動に気付いた場合、またはバランスを崩す可能性のある修理・メンテナンス作業（ファンブレードの交換や溶接など）を行った後は、必ずバランス調整を行う必要があります。新品のファンは通常、メーカーによって適切にバランス調整されていますが、経年劣化や材料の蓄積により、バランスが崩れることがあります。メンテナンスの一環として定期的に振動レベルを確認し、推奨値を超える場合はバランス調整を行うことをお勧めします。

ファンのバランス調整は現場で行えますか?

はい。ファンのバランス調整は、多くの場合、ポータブルバランス調整装置を用いて現場で行うことができます。上記のサービスと同様に、現場でのバランス調整では、ファン自体のベアリングを使用するため、機械を分解する必要はありません。これにより、時間を節約し、ファンが通常の動作条件下でバランス調整されていることを確認できます。