振動解析は、振動を測定し分析することにより、機械の状態を監視するために使用される技術です。それは、早期に潜在的な欠陥を特定し、ダウンタイムとメンテナンスコストを削減するのに役立ちます。この記事では、故障検出のための振動解析に関与する実用的な計算について説明します。

振動解析の基礎原則

振動解析は振動の振幅と周波数を測定することを含みます。これらの測定は、不均衡、不整列、ベアリング障害、およびその他の問題を明らかにすることができます。キーは、初期段階で欠陥を検出するために、データを正確に解釈することです。

振動振幅の計算

振動振幅は、ミリメートルやインチなどの単位で典型的に表現されます。 これは、加速度、速度、または変位信号の根平均四角(RMS)値を使用して計算することができます。 例えば、RMS速度(V rms)は、次のように計算することができます。

[]V rms = √(1/n) Σ v i^2]

v i は各速度測定値であり、n は測定値の数です。この値は振動の重大度を評価することができます。

周波数解析と故障検出

周波数解析は、Fast Fourier Transform(FFT)のような技術を使用して、時間ドメイン振動信号を周波数領域に変換することを含みます。特定の欠陥タイプは、特徴的な周波数署名を生成します。

例えば、ベアリングの不具合は、次の方法で計算された特性の頻度でよく表示されます。

[]ボールパス周波数(BPFO)=(n/2)×(RPM/60)×1((1 -(d/D)2))][]

nは転がりの要素の数、RPMは回転速度、dは球の直径であり、Dはピッチの直径です。

故障検出の閾値

しきい値を確立すると、振動が故障を示すときに決定するのに役立ちます。 これらのしきい値は、機械の仕様や履歴データに基づいてよくあります。 振動レベルがこれらの限界を超えると、メンテナンスの操作がトリガーされます。

典型的なしきい値値は、装置やアプリケーションによって異なりますが、一般的に速度測定用に7〜15 mm/sの範囲です。