損傷を防ぐためには、振動を早期に検知することが重要です。振動がもたらす影響を過小評価してはなりません。例えば、タービンの振動は、人、環境、そして工場に壊滅的な影響を及ぼす可能性があります。振動とその原因を早期に検知することで、不必要な事故や高額なコストを未然に防ぐことができます。多くの場合、必要なのは軽微なメンテナンスや修理のみです。
機械の振動の原因
機械の振動には多くの原因があります。最も一般的なものを以下に説明します。
反復的な力
反復的な力は、繰り返し発生する力のパターンから生じます。多くの場合、機械におけるこれらの力は以下の要因によって引き起こされます：
機械は不均衡です：
回転機械部品の重心が中心に位置していません。これにより、機械に反復的な力が加わります。
機械の整列がずれています：
回転中に機械部品が曲がり、機械に反復的な力が加わります。
機械の摩耗：
機械の部品は使用によって摩耗します。例えば、ベアリングやギアなどが挙げられます。これにより、反復的な力が生じる可能性があります。
機械の不適切な操作：
電源の不安定さは、反復的な力の発生を引き起こす可能性があります。
レゾナンス
あらゆる機械には、ある程度の固有振動があります。また、あらゆる機械には共振周波数（または複数の共振周波数）があります。この共振周波数が回転速度と一致すると、共振が発生します。力が比較的小さい場合は、大きな問題にはなりません。しかし、大きな力が加わると、壊滅的な結果を招く可能性があります。
ルーズパーツ
遊びが大きすぎるベアリング、ボルトの緩み、腐食などの原因により、機械が振動することがあります。機械内部には莫大な力が作用しているため、部品の緩みはすぐに損傷につながる可能性があります。
振動の種類
振動の形態は、以下の3種類に区分されます：
- 非周期振動
これらの振動は時間とともに繰り返されないため、その挙動は予測不可能です。 - 過渡振動
これらの振動は、一定期間のみ観測可能です。 - 周期振動
これらは繰り返し発生する振動です。これらは機械において最も一般的な振動です（図1を参照）。
振動測定によって何を防ぐことができるのでしょうか？
振動測定の実施には当然ながら費用がかかります。したがって、それによって何が防止できるか、あるいはどの程度のコストを削減できるかを理解することが重要です。
深刻な機械の損傷
振動を早期に検知できない場合、機械に深刻な損傷が生じることがよくあります。最も極端なケースでは、機械全体を交換しなければなりません。振動の原因を早期に特定することで、多額のコストを削減できるだけでなく、安全性も向上します。
高いエネルギー消費量
振動する機械はより多くのエネルギーを消費します。振動に抗うために余分なエネルギーが必要となるためです。機械の状態を測定することで、これを最小限に抑えることができます。
予期せぬ downtime
機械の状態を測定しなければ、機械は突然故障する可能性があります。その結果、予期せぬ downtime （稼働停止）が発生します。プロセス産業の多くの工場では常時稼働が求められるため、これは極めて高額な（不必要な）コストにつながります。多くの場合、簡単な対策でこれを防ぐことができますが、そのためには機械の状態を監視する必要があります。
配信上の問題
多くの企業は、特定の納期契約を遵守しなければなりません。部品の欠陥や深刻な損傷により機械が予期せず停止した場合、企業がこれらの契約を満たせなくなる可能性が高くなります。これは顧客の不満につながります。
半完成品
機械が予期せず停止すると、半製品が工程内に残されてしまいます。多くの場合、これらは劣化により廃棄せざるを得ません。少なくとも、これにより不必要なコストが発生します。
不必要なメンテナンス
多くの場合、機械を常に稼働可能な状態に保つために、予防的に部品が交換されます。これにより、不必要に部品が交換されてしまうことがあります。機械（部品）の状態を測定することで、修理や交換は真に必要な場合にのみ行われるようになります。
品質上の課題
多くの場合、肉眼では機械が正常に機能しているように見えるかもしれませんが、実際にはそうではないこともあります。これを判断するには測定が必要です。測定を行わないと、製品の品質が低下する恐れがあります。
状態監視
状態監視とは、機械の状態を確認することです。これには様々な方法がありますが、振動測定が最も信頼性の高い方法です。状態監視についてさらに詳しく読む »
