深い溝のボールベアリングで振動の問題を診断する方法は？

世界中の産業施設は、の滑らかで静かな操作に依存しています 深い溝のボールベアリング s。 予期しない振動が発生すると、潜在的なトラブルが示されます。チェックされていないままにしておくと、費用のかかる予定外のダウンタイム、二次的な損傷、早期のベアリング障害にエスカレートする可能性があります。これらの振動の根本原因を診断することは、当て推量ではありません。振動分析の基礎に基づいた構造化された分析的アプローチが必要です。

ステップ1：症状の特定と収集のコンテキスト

診断は、センサーを接続するずっと前に始まります。技術者は細心の注意を払って注意してください：

• 振動特性： それは絶え間ないハム、断続的なランブル、または鋭いノックですか？それはどこで最も強いですか - 放射状にまたは軸ですか？強度は速度または負荷とともに変化しますか？
• 運用コンテキスト： 振動はいつ始まりましたか？最近のメンテナンスアクティビティ（ベアリングの交換、再編成、潤滑の変更）はありましたか？動作条件（速度、荷重、温度）とは何ですか？
• 聞こえる手がかり： 振動に伴う特定のノイズ（スクレイピング、研削、クリック）はありますか？
• 身体検査： 明らかな問題の初期チェック：ベアリング近くの過度の熱、目に見えるグリースの漏れまたは汚染、ゆるみ、または外部損傷。

ステップ2：振動分析ツールの採用

正確な診断は定量的測定にかかっています：

1. センサー配置： アクセラメーターは、通常、シャフト（放射状測定）に垂直に、時には平行（軸）に振動データをキャプチャするベアリングハウジングに戦略的に取り付けられています。
2. データ収集： ポータブル振動アナライザーは、時間領域の波形を収集し、高速フーリエ変換（FFT）を使用して周波数ドメインに変換し、存在する特定の振動周波数を明らかにします。
3. スペクトル分析 - コア診断ツール： FFTスペクトルは、主要な診断ウィンドウです。技術者は、支配的な周波数とその高調波（倍数）について精査します。重要な指標は、ベアリングジオメトリと運動学に直接関係しています。
   • ボールパス周波数外レース（BPFO）： 外側のレースウェイの欠陥を示します。周波数ピーク （n * f_r / 2） *（1-（bd / pd） *cosβ） （どこ n =ボールの数、 f_r =回転速度、 bd =ボールの直径、 PD =ピッチ径、 β =接触角）。
   • ボールパス周波数内側レース（BPFI）： 内部レースウェイの欠陥を示します。周波数ピーク （n * f_r / 2） *（1（bd / pd） *cosβ） .
   • ボールスピン周波数（BSF）： ローリング要素自体の欠陥を示します。周波数ピーク （pd /（2 * bd）） * f_r * [1-（（bd / pd） *cosβ）^2] .
   • 基本列車頻度（FTF）： ケージの欠陥に関連付けられています。周波数ピーク （f_r / 2） *（1-（bd / pd） *cosβ） .
   • ランニング速度周波数（1x rpm）とハーモニクス： 多くの場合、不均衡、不整合、ゆるみ、または曲がったシャフトを示します。 原因 負傷またはその振動署名を増幅します。

ステップ3：証拠の解釈

スペクトルピークを特徴的な周波数に一致させると、障害タイプの可能性があります。

• BPFO、BPFI、BSF、またはFTFでのクリアピーク： 対応するコンポーネント（外側の人種、内側の人種、ボール、ケージ）の局所的な損傷（スパリング、ピット、亀裂）の強力な証拠。
• ノイズフロアの増加（ブロードバンド振動）： 多くの場合、潤滑の問題（不十分、劣化、または誤った潤滑剤）または広範な摩耗/スコアリングを示唆しています。
• ランニング速度高調波の存在： 不整合や緩みなどの根本的な問題を示している可能性があります。
• 変調（サイドバンド）： ドミナントベアリング周波数（特にBPFI）の周りに間隔を空けた周波数は、多くの場合、ベアリング欠陥とゆるさや不均衡などの別の問題の組み合わせを示します。

ステップ4：調査結果を裏付け、根本原因を特定します

振動分析は強力ですが、相関からの利点です。

• 時間波形分析： 生の振動信号の形状と振幅を調べることで、衝撃（亀裂や斑点を示す短期間スパイク）または潤滑の欠如（高周波「ノイズ」）を確認できます。
• 包む（復調）： この手法は、特に騒々しい環境や初期段階の故障では、低周波の機械の振動から高周波への影響（ベアリング欠陥からのような）を分離し、障害を検出しやすくします。
• トレンド： 現在のスペクトルと全体的な振動レベルを履歴ベースラインデータと比較すると、劣化率が明らかになり、変化の重要性が確認されます。
• 補足チェック： 潤滑の種類と間隔のレビュー、適切な設置（適合、クリアランス）の確認、およびアラインメントの評価は、理解に不可欠です なぜ ベアリングは失敗しました。

深い溝のボールベアリングでの振動の問題の診断は、鋭い観察、FFTスペクトル分析を使用した正確な測定、および特徴的な頻度の専門的な解釈を組み合わせた系統的なプロセスです。コンポーネントの欠陥、潤滑問題、または機械的障害に関連する特定の振動署名を体系的に識別することにより、メンテナンスチームは反応的な修理を超えて移動できます。このターゲットを絞った診断アプローチにより、予測的な維持が可能になり、壊滅的な障害を防ぎ、寿命を最大化し、重要な効率的な臨界機構の操作を確保する、潤滑補充やベアリング交換などのタイムリーな介入が可能になります。振動分析スキルとテクノロジーへの投資は、運用上の回復力とコスト管理への投資です。