機械振動の計測分析方法

ある機械を稼働したときに振動が発生する場合で、この振動を実験的に計測・分析したい場合、どういう計測方法で、どうやって分析したら良いのでしょうか？また注意することありますか？お教えください。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2016/02/02 00:42

何を目的に振動を測定・分析するのかによります。

まずは「振動を測定・監視・分析することで、何をしたいか」を明確にすることが大切です。

摩耗による軸の偏心やアンバランスのように「回転数に比例した振動」を見たいのか、「ゆるみ」による回転数の2倍成分の振動を見たいのか、回転数の整数倍の高次振動を見たいのか、軸と軸受けの「かじり」のような高周波数の振動を見たいのかなど、その目的によって振動の計測位置や方向、振動数範囲を選定する必要があります。流体などに起因するバックグラウンドノイズから目的とする振動を識別する必要もあります。

振動を計測した後には、通常は振動波形をフーリエ変換して周波数特性を求め、その「正常時」からの変化を見ることになります。

ご参考まで：
http://www.asahi-kasei.co.jp/aec/pmseries/shindo …

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。いろいろあるのですね。なるほどと思いました。

お礼日時：2016/02/02 16:22

No.2 回答者： horityan-5 回答日時： 2016/02/02 00:46

私が学生の頃は、被験物の振動をピエゾ素子とか、ダイナミックあるいはコンデンサタイプの素子で

パソコンにデータを取り込んでFETソフトで解析してました。

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

お礼日時：2016/02/02 16:23

No.3 ベストアンサー 回答者： kangaeru2 回答日時： 2016/02/02 11:28

振動の計測についてですが、ｘ、ｙ、ｚの三軸方向に振動センサを貼り付けます。

振動センサは種類ごとに感度や周波数特性が異なりますので、使い分けが必要です。よく使われるのが、圧電センサですが、極低周波の場合は、ムービングコイルを使います。センサ出力を電圧に変換し、スペクトルアナライザーで振動周波数の分布を調べます。スペクトルアナライザーは、オシロスコープにFFT（高速フーリエ変換）機能を備えたものです。最近は、デジタルオシロが多く、これには、FFTの機能がついています。調べるのは、ピークの周波数とその大きさです。
機械の内部には、周期的な運動をする部分があります。例えば、歯数が２３枚の歯車が、１秒間に１回転していたとすると、２３Hzの振動成分が観測されるはずです。その場合は、振動の原因がこの歯車にあると推測されます。このようにして、振動の原因がどこにあるのかを見つけて、その振動が問題となるときは何らかの対策を講じます。特に特定の振動数成分が取り分けて大きい場合は、共振が発生していると考えられ、機械要素に繰り返し応力が生じており、要素の寿命が短くなり、最悪短時間で破壊されます。

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。歯車起因の振動で起きる問題で使用されるのですね。

お礼日時：2016/02/02 16:24

No.4 回答者： kangaeru2 回答日時： 2016/02/02 12:15

No.3です。

先ほどは周波数解析のお話しをしたのですが、モード解析というのもありますので、補足させていただきます。
モード解析では、センサの貼り付け位置を動かして、振動振幅の分布を調べます。特に特定周波数において、振幅の大きい部分（腹）と小さい部分（節）の位置を求めることが重要です。振れの向きは、節の両側で逆向き（位相が１８０°ずれているという）になります。モアレ縞や光干渉縞を使った観測方法もあります。

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。モード解析ですか。勉強させて頂きます。構造中における振動分布を測定し解析するのですね。

お礼日時：2016/02/02 16:26