精密高速回転機械の振動測定と解析 ◆ 精密高速回転機械の振動解析と診断 ◆ 軸振動、軸位置、遠心膨張/圧縮測定 ◆ 研究開発、改良試験 ◆ 機械保護 ターボポンプ/圧縮機、遠心分離機や精密高速モータ機器において高性能化、超高速化、小型化の開発が進んでいます。これらの回転体は開発、設計、試験段階で実用時に求められる耐久性、長期安定性など様々な条件下で信頼性試験が行われ、その1つに振動の測定と解析・診断があります。回転機械内部で装置へのダメージとなる振動が発生していないか、またその振動の原因を調査し、振動を抑えるため渦電流式変位センサと振動解析装置が使用されています。 渦電流式変位センサの外観と関連システム おすすめコラム 渦電流式変位センサの特長 測定/振動解析構成例 VCシリーズ 渦電流式変位センサの構成 センサセレクションガイド ポータブル振動解析システム Kenjinの解析機能 関連製品 関連コラム 渦電流式変位センサの外観と関連システム ▲左:渦電流式変位センサ(VCシリーズ)/ ▲右:ポータブル振動解析システム(Kenjin) おすすめコラム 室蘭工業大学 教授 / 航空宇宙機システム研究センター長 内海 政春 様 ご執筆コラム ロケットエンジンに心臓病を起こしてはならない フライト時のロケットターボポンプってどんな状況? ターボポンプはどのように開発されるのでしょう? 渦電流式変位センサの特長 非接触高分解能測定 静止状態から高速で回転する軸の振動、軸位置を高分解能で測定します。 周波数応答:DC ~ 20 kHz(-3 dB) 耐環境性 センサ部は低温から高温環境、高圧環境で使用でき、様々な環境にも安定した測定ができます。 (-10 ~ +130 ℃ *対応実績:+200 ℃、-253 ℃、25 MPa ) センサ間の近接使用対策 小径軸のX-Y方向の軸振動計測、軸位置測定にも対応できます。 本質安全防爆 Ex ia ⅡC T4 Ga 工業用変位・振動計(VI-Cシリーズ) 測定/振動解析例 ▲回転軸(ロータ)の振動、変位と渦電流式変位センサの出力例(ギャップ対出力信号のイメージ) VCシリーズ 渦電流式変位センサの構成 記号 名称 機能/仕様 ① センサ センサ先端内部のコイルから高周波磁界を発生し、渦電流の測定原理により、ターゲット(被測定物)との距離を非接触で検出するセンサです。測定原理上、水、油、ほこりなど非導電体の影響を受けない耐環境性の高いセンサです。 世界トップクラス*1のセンサ温度特性(±0.015% of F.S./℃典型値) 装置の温度上昇や周囲温度の変化にも安定した信頼性の高い変位測定が可能です。 (*1:2023年6月 新川電機調べ) ② 延長ケーブル センサとVC型変換器を結ぶ専用同軸ケーブルで、センサから変換器までの距離を3 mまたは5 mに整合します。 ③ 中継コネクタ センサと延長ケーブルを接続するコネクタ。防滴仕様の中継コネクタも選択可能です。 ④ VC型変換器 センサと延長ケーブルを介して接続され、安定した高周波発振回路とセンサコイルを一辺とした交流ブリッジ回路、リニアライザ回路を内蔵し、センサとターゲットの距離に対し直線化されたアナログ信号(0 ~ 5 VDC)を出力します。 センサセレクションガイド ポータブル振動解析システム Kenjinの解析機能データ表示例ポーラ線図 機械のスタートアップ/シャットダウン時の振動ベクトルを表し、バランスの状態や振動状態・危険速度の把握ができます。 表示データ(切替表示):1X、2X 任意の過去データとの重ね書きも可能です。ウォーターフォール図 奥行(Z軸)を時刻表示としてスペクトルを時系列に並べて表示した3Dグラフです。 時間変化に対応した周波数成分の変化とその全体像を解析することができます。 奥行(Z軸)を回転数としたカスケートグラフも表示可能で、回転数変化に対応した周波数成分の変化とその全体像を解析することもできます。トレンドグラフ 横軸を時間軸として測定値や解析データの経時変化を時系列グラフに表示します。 表示データ(複数選択可):回転数、GAP、OA、0.5X振幅、0.5X位相、1X振幅、1X位相、2X振幅、2X位相、Not-1X振幅、nX1~nX4振幅および位相、SmaX振幅、各種警報設定値。キャンベル線図(オプション) 横軸に回転数、縦軸に振動周波数、原点から放射状に次数毎の直線を示し、振幅値を円の大きさで示したグラフです。これにより回転数変化に伴う振動の大きさと周波数の変化の全体像を分析、また一連の振動が特定の次数に沿っているのか、特定の周波数成分なのかを視覚的に把握できます。オービット&波形グラフ X・Y各センサからの信号を合成し、回転中の軸心のダイナミックな振れ回り(軌跡)を表示します。 オービットの形状によりアンバランス、ミスアライメント、オイルホワールやオイルホイップなどの異常状態を推定できます。ボード線図 横軸を回転数として振幅と位相を別々のグラフで表示します。機械のスタートアップ/シャットダウン時の振動状態・危険速度の把握ができます。 表示データ(切替表示):1X・2X 任意の過去データとの重ね書きも可能です。関連製品 VCシリーズ渦電流式非接触変位・振動計 Quick RIVERNEWFA/ラボ用非接触変位計 VNDシリーズ高精度タッチロール式厚さ計 VGシリーズ高温用変位計 VI-Cシリーズ工業用変位・振動計 特殊用途センサ FKシリーズ非接触変位・振動トランスデューサ CAシリーズ圧電型加速度トランスデューサ CVシリーズ圧電型速度トランスデューサ Kenjinポータブル振動解析・診断システム 関連コラム▼ 渦電流変位センサの原理と特徴 渦電流式変位センサの原理と特徴 渦電流変位センサの原理と特徴 vol.1 ~ 原理と特徴(概要) ~ 渦電流変位センサの原理と特徴 vol.2 ~ 励磁方式・取扱い上の注意 ~ 渦電流変位センサの原理と特徴 vol.3 ~取扱い上の注意~ 渦電流変位センサの原理と特徴 vol.4 ~ エレクトリカルランナウト~ ▼ 磁気浮上と渦電流式変位センサ 磁気浮上と渦電流式変位センサ ▼ 鉄道の安全と渦電流式変位センサ その1 軌道検測 その2 地点検知 ▼ 回転機械の状態監視 回転機械の状態監視vol.4 振動解析・診断システム ▼ 振動解析と診断 振動解析と診断 vol.1 ~ 振動解析の概要 ~ 振動解析と診断 vol.2 ~ 解析グラフ ~ 振動解析と診断 vol.3 ~ オービットとポーラ線図 ~ 振動解析と診断 vol.4 ~ ロータキットによる異常発生時の解析事例(1) ~ 振動解析と診断 vol.5 ~ ロータキットによる異常発生時の解析事例(2) ~ 振動解析と診断 vol.6 ~振動解析診断システムの紹介(1)~ 振動解析と診断 vol.7 ~振動解析診断システムの紹介(2)~ 振動解析と診断 vol.8 ~振動解析診断システムの紹介(3)~ 振動解析と診断 vol.9 ~振動解析診断システムの紹介(4)~ 振動解析と診断 vol.10 ~振動解析診断システムの紹介(5)~ 振動解析と診断 vol.11 ~ポータブル振動解析システム Kenjin~ ▼ 分かりにくい用語とその意味 分かりにくい用語とその意味 (4) 軸振動センサのX-Y取付けでできること 分かりにくい用語とその意味 (5) 位相基準信号(フェーズマーカ) 分かりにくい用語とその意味 (6) サンプリング周波数 分かりにくい用語とその意味 (7) データ収集間隔/データ保存間隔 分かりにくい用語とその意味 (8) 同期サンプリングと非同期サンプリング 分かりにくい用語とその意味 (9) 非同期サンプリングにおける設定 分かりにくい用語とその意味 (10) 同期サンプリングにおける設定 分かりにくい用語とその意味 (11) 振動ベクトルとポーラ線図 分かりにくい用語とその意味 (12) ハイスポットとヘビースポットの位相角 分かりにくい用語とその意味 (13) バランス調整 / 不釣合い修正