振動の種類と解析方法


振動の種類

振動の単純な形は単振動で、振幅・周波数・位相の3つの要素の合成波から成り立っています。

1.振幅
   振動の大きさ
2.周波数
   1秒間に何周期の振動があるのか
3.位相
   振動している箇所が他の箇所に対して、どのような位置関係にあるのか


振動のパラメータ

振動を測定するにあたって、変位・速度・加速度の3つのパラメータがあります。

変位 速度 加速度

 変位のDは英語で変位を表す Displacement の頭文字
 速度のVは同じく、Velocity の頭文字
 加速度のAは、Acceralationの頭文字


振動パラメータ 異常の種類
変位 変位量または動きの大きさそのものが問題となる異常
速度 動きの大きさと、その繰り返し回数(疲労度)が問題となる異常
加速度 衝撃力などの力の大きさが問題となる異常
  • 変位 :回転機械の軸振れ
        (ゆっくりとした動きで目視にて確認できる)    
  • 速度 :回転機械の振動
        (目視では確認できないが、触れると振動していることが確認できる)
  • 加速度:軸受の損傷による振動歯車の損傷による振動
        (触れても確認できないが、異音として確認できる)

速度が一定ならば変位が大きいほど加速度は大きく、変位が一定ならば速度が大きいほど大きくなります。

水平面が垂直に振動している場合、その上に物を置きその物が浮き上がる場合は1Gより大きな値で振動している事になります。
上記にもあるように、変位と速度と加速度の式は、微分積分の関係になっています。
(変位を微分すると速度、速度を微分すると加速度)

振動 微分積分 関係




電動機 振動

 振動を測定する場合は、負荷側・反負荷側の「軸方向・垂直方向・水平方向」を測定します。
組立・据え付け不良によるアンバランスやガタつきなどによる「低周波振動」にそれぞれ特有の方向があるためです。

  • 水平方向:アンバランス
  • 軸方向 :軸受、歯車等の疲労・劣化
  • 垂直方向:基礎ボルトのゆるみ等によるガタつき

振動波形と高速フーリエ変換

 測定された波形からどのような周波数が、どの程度の割合で含まれているかを調べることで
機械内部のどの部分に問題があるのかを推測することができます。
 振動周波数解析には、高速フーリエ変換(FFT)が一般的に用いられています。
測定した振動波形を高速フーリエ変換し、その周波数成分から内部の異常箇所を推測することができます。
(周波数スペクトル推定方法)

振動値 高速フーリエ解析 軸受診断

高速フーリエ変換とは

 測定した振動波形は複雑で、評価することが困難ですが、高速フーリエ変換すると
周波数が異なる単調な正弦波(sinカーブ)に分解することが可能です。
その正弦波が各周波数に対して何個含まれているかにより、評価することができます。

振動解析 高速フーリエ変換

正弦波の周波数はそれぞれ、1,2,3,4[Hz]として表すと、それぞれの振幅(正弦波の強さ)は
4,0.5,2,1として表すことができます。

振幅と周波数成分

精密診断報告書

 弊社では振動データ管理システムを使用し、精密に解析します。(解析データはお渡し致します)

精密診断報告書