軸受診断1.軸受診断とは?損傷したベアリング焼損した固定子この写真は軸受が損傷した事により回転子(ロータ)が固定子と接触し、巻線が焼損・短絡事故に至った例です。箇所に悪影響を与えます。復旧については納期、費用が大幅に増大したり、修理不可能となる事が多々有ります。異物混入が主な原因です、その他にも環境や設置状況によって様々な原因があります。損傷前には必ずその前兆が色々な危険信号となって現れます。この様な損傷事故を起こさない為にも、日頃から軸受の危険信号を監視する事によって事故を防止する事が出来ます。潤滑油の焦げた臭い等はないか?しかし、人間の五感では限度があります。軸受に異常がある場合、その信号は、人間の聴覚では発見しづらい音(振動)となり現れます。その振動を様々な要素で測定・分析し、異常を発見する事が軸受診断です。当社では最新のデジタル式軸受診断器を用い、設備稼働中に、わずかな時間で振動データを測定・分析する事が可能です。測定風景2.振動の基礎知識1変位(両振幅)・・・DISP(μm)いわゆる振動値と呼ばれる。2振動周波数・・・(Hz)1秒間に起こる山の数をカウントこの波形の振動周波数は6Hzとなる。2、3は単位は同じ(Hz)だが意味は全く違う3回転周波数・・・fr(Hz)回転数(min-1)は1分間の回転数を表すが、(Hz)は1秒間の回転数を表す。20Hzこの回転周波数は後で述べる周波数分析において、最も重要な要素となる。4周波数分析(コンピュータで高速フーリエ変換=FFT解析)実際の振動波形は下図のように様々な振動周波数により複雑になっている。例)これは、振幅(DISP)レンジの振動波形で横軸は時間軸モーター回転数=3000min-1この波形は大きく分けて、3つの波形から成り立っている。この波形の周波数は100Hzで大きさは3.7μmこの波形の周波数は50Hzで大きさは3.3μmこの波形の周波数は7.5Hzで大きさは3.4μmこれを横軸を周波数として、各周波数ごとの大きさで表したものが下図に示すFFTグラフになります。fr(回転周波数)=50Hzとなり、波形と一致する。上記グラフより、50Hz・100Hzの波形が表す意味は1回転に1回及び2回の振動が発生していることを表している。このように周波数の分析から、振動の発生原因を特定することを精密診断と言う。振動は3次元の動き=よって3方向の成分で表します。一般的には振動の方向性によってH-アンバランスV-基礎のガタ・ボルト締付け不良A-ミスアライメントと言われていますが、機器または測定箇所の剛性が最も弱い方向に出る場合も多く、この限りではない。8振動の大きさ振動レベル(大きさ)を表す用語としては以下の4つがあります。(ピークの約71%)*正弦波以外はこの関係は成り立たない。*オーバーオール値は正弦波の場合ピーク値と同じになる。3.軸受診断1測定モード軸受診断に用いる測定モードはその判断用途から全部で5つあり、簡易診断ではオーバーオール値またはピーク値といった数値で表します。十分)弊社軸受診断では、特に基準値は設けていない。単位(cm/s2)アンバランスやミスアライメント、ガタ、据付不良等の異常は回転周波数を基準に速度として現れる。周波数帯域で十分)振動速度にはJIS規格による基準値があり、弊社でもこれを引用している。単位(G)ベアリングは高周波焼入れ鋼を材料としており、機器の他の部品の中で最も硬い。これは、ベアリングの固有振動数が他の部品より高いことを表し、実際にベアリングの周波数帯域は1k~20kHzである。硬い材料が高速で回転しているため、ベアリングに異常がある場合は衝撃振動となり、加速度として現れる。(OA)はオーバーオール値を、(PEAK)はピーク値を示している。振動加速度には統一された基準値はなく、ベアリングメーカーや測定器メーカーが独自に基準値を設けている。(弊社では測定器メーカーのものを引用)基準値はオーバーオール値のみで弊社では軸受荷重方向の1方向だけで判定する。基準値は回転数とベアリング軸径によって計算式により算出される。(PEAK)は通常(OA)の5倍以内が平均的であるがベアリングに傷等がある場合はそれより高くなる。単位(G)前述のACC(OA)モードの周波数帯域を低周波域まで広げた(スルーさせた)もので、ベアリング以外での低周波域の衝撃振動も合わせて、加速度として現れる。具体的には、ギヤの噛み合いや自冷ファンによる風切り音、その他の高周波振動だが、あくまで参考値程度と考えて良い。軸受診断に用いるのは「圧電型」:加速度を直接検出(速度・変位は信号変換):高周波帯域まで測定可能よって一般の振動計で加速度を測定してもベアリングの異常は現れない。(または正常値)に対し、傾向を見て判定する。一般的に初期値の3倍を超えると注意、5倍(まれに9倍とする場合もある)を超えると危険と判定する。同型機が存在する場合は、同型機との比較・検証も行い判定する。絶対値判定の基準値は絶対ではない。統計上の目安であって、機器によっては据付・負荷条件でもともと高い場合もある。定期的に傾向を見ての比較判定の方が信頼性は高い。そのためには、初期値(正常値)の把握が重要となる。直後のデータ測定が望ましい。出来なければ、数回の傾向を見て初期値の見当をつける。当然ながら、傾向を見る場合、ピックアップの取付け箇所や運転条件は同じでなければならない。絶対値判定を行う場合は、最低でも機器容量(kW)・回転数(min-1)・ベアリング型番の3つは必須です。周波数分析を行うことである。判定はあくまで簡易診断で行い、精密診断は理論付けということ。(異常な波形が現れても、絶対値自体が低ければ、必ずしも不良とは言えない。波形を周波数分析(FFT解析)する。波形をエンベロープ処理する。このACC(ENV)波形を周波数分析(FFT解析)する。精密診断(エンベローブ処理)異常特性周波数を見出すためにベアリング各部の詳細なデータが必要となる。約2500種類のベアリングデータがすでに測定器メモリーに入っております。ピーク波が発生・・・異常が懸念される。・内輪傷ではfin成分の他にfin付近前後に側帯波(サイドバンド)成分を伴って発生し、傷の初期段階ほど顕著に現れる。高くなり(波形の底上げ)、fr・fcの値が大きくなる。グリース給油等で擦過音が解消すると、絶対値自体(波形全体)が下がる。電食fout(外輪損傷周波数)で顕著な高調波が発生する。嵌め合い不良により、内外輪が回転するfr・2fr(回転周波数の高調波)が発生する。この現象は測定タイミングが難しく、他の欠陥に移行し高調波が消える場合もある。reserved.本社/工場TEL:072-967-3400(代表)関東支店TEL:048-487-8601中部営業所TEL:052-822-3460。