ポンプ、ギアボックス、タービン、コンプレッサーのような回転機器の過度の振動は、機器が正常に機能していないことを示す明らかな兆候です。過度の振動を示す機器は、期待される寿命を達成できない可能性が高く、予定外の downtime 、危険な状況の原因となる可能性があります。そのため、振動信号を測定・分析することにより、振動の根本原因を突き止めることが重要です。一般的な振動の原因について以下に説明します。
アライメントの問題
2つ以上の回転機械が接続されている場合、正しいアライメントが非常に重要です。
典型的なアライメントエラーは以下の通りである：
- 平行ミスアライメント：
シャフトの中心線は平行だが、一直線にはなっていない。これは水平方向にも垂直方向にも起こりうる。平行ミスアライメントはオフセットミスアライメントとしても知られています。 - 角度のずれ：
シャフトが一点で合っているが、平行でないこと。これは水平軸上でも垂直軸上でも起こりうる。角度のミスアライメントは、ギャップのミスアライメントとしても知られている。 - 平行と角度の複合ミスアライメント：
平行と角度のミスアライメントの組み合わせ。平行と角度の複合ミスアライメントは最も一般的なミスアライメントである。
アンバランス
回転体の重心が正確に中心線上にない場合、機械のアンバランスが生じ、振動が発生する。機械がアンバランスになると、機械自体や基礎、パイプなどに損傷を与える可能性がある。アンバランスには、静的アンバランス、連成アンバランス、動的アンバランスの3種類がある。
静的アンバランス
静的アンバランスとは、重心軸（慣性軸）が回転中心（シャフト中心線）と一直線上になく、重心と重心が同一平面上にあることです。静的アンバランスは、シャフトの中心線に対する主質量軸の平行移動の結果であり、非対称な質量分布や変形によって引き起こされることがあります。理論的には、静的アンバランスは、対象物の両端に回転点を置いて検出することができます。静的アンバランスがあり、摩擦がゼロの場合、重力によって重い側が下向きになります。
連成アンバランス
連成アンバランスは、回転する物体が2つ以上のアンバランスな質量を異なる平面に持ち、それらが静止位置で互いに等しくなるときに現れる。主質量軸はもはや重心に平行ではなく、重心軸を横切る。システムが回転し始めると、これらの質量は遠心力の影響を受け、振動が発生する。
動的アンバランス
動的アンバランスは最も一般的なタイプのアンバランスで、静的アンバランスと結合アンバランスの結果です。主質量軸が変位し、シャフトの中心線と平行ではなくなります。
共鳴
すべての機械には、1つ以上の共振周波数（固有振動数）がある。回転周波数が機械の共振周波数と一致すると共振が起こる。共振は大きな影響を与える。
ルースパーツ
ベアリングのゆるみ、ボルトのゆるみ、腐食は、機械を過度に振動させる原因となります。機械の機械的な力により、緩んだ部品は急速に損傷を引き起こします。
動的アンバランスは最も一般的なタイプのアンバランスで、静的アンバランスと結合アンバランスの結果です。主質量軸は変位し、シャフトの中心線と平行ではありません。
ベアリングの損傷
回転機械では、主にころ軸受とスリーブ軸受の2種類の軸受が使われています。
ローラーベアリングはいくつかの方法で損傷する可能性があり、それぞれに振動指紋があります：
- インナーリングの損傷
- 外輪の損傷
- ケージの損傷
- 転動体（シリンダー、コーン、ニードルなど）の損傷
ころ軸受の各部分には固有の周波数があります。これらの周波数を計算することで、振動解析を使って振動が軸受の損傷の結果であるかどうかを判断することができます。
ころ軸受とは異なり、スリーブ軸受は転動体を使わず、流体（油）の膜で摩擦を低減させます。安定した油膜が形成されないと、油膜が破れ、オイルホイップやオイルホワールが発生します。また、このタイプのベアリングは、ベアリング内のシャフトの位置が固定されていないため、シャフトの位置に対する外部からの影響を受けやすい。
ギアの損傷または磨耗
ギアボックスの振動は、ギアの歯の損傷や磨耗によって引き起こされることが多い。ギヤの歯が損傷していると、他のギヤの歯の噛み合いと同じように力を伝達することができません。ギアの歯が破損している場合、サイクルのこの時点で伝達できる力は少なくなります。その結果、振動が発生する。
