振動・振れ測定システムは、産業用機械における回転・揺動部品を高速かつ非接触で検査するよう設計されています。ラジアルおよびアキシアル変位の精密な監視を維持することは、機械の長寿命化、ノイズ低減、厳しい設計公差への適合を確保するために重要です。これらのシステムは高精度な振動測定機器として機能し、物理的接触なしに動的な偏差を捉え、従来のプローブでは対応できない高速スピンドル、タービン、モータ軸に最適です。
対象物の質量に影響を与えたり、高回転数で損傷したりするおそれのある機械式ダイヤルゲージや接触式センサとは異なり、レーザ振動測定システムは完全に非破壊でリアルタイムのデータ収集を行います。これらのソリューションにより、メーカーは機械振動の測定を連続的に実施し、偏心やアンバランスを即座に検出して、重大な設備故障を未然に防止できます。Riftekの先進的な振れ測定機器はさらに、軸の中心線の偏差を監視するラジアル振れ（半径方向の振れ）と、端面の振れを測定するアキシアル振れ（軸方向の振れ）を区別することで、トータルインジケータ読み（TIR）の総合的な解析を可能にします。複数の振動測定センサを用いることで、表面粗さの影響を補正し、表面の凹凸と真の機械振動とを分離することもできます。
- サブシステムの最大数 - 2;
- 測定範囲 - 20 mm;
- 測定誤差 - 2 µm。
高速ロータの安定性や繊細な構造物の振動の測定には、専用の振動測定器が必要です。Riftekは超高速レーザ三角測距を利用してこの課題を解決し、ごくわずかな表面変位を捉える非接触振動測定を可能にします。Riftekの代表的な振動測定装置は、対象物の表面にレーザビームを投射し、対象物が振動または回転する際、振動測定センサが最大180 kHzのサンプリングレートで位置の変化を追跡します。
汎用的な振れ測定機器として、これらのレーザベースのソリューションは油の付着した表面や磁場の影響を受けません。これらのシステムは、高精度かつ高速のデータ取得が必須の環境で振動を測定する機器として一般的に使用されます。ポータブル振動測定器を使用する場合でも、固定式レーザ振動測定システムを使用する場合でも、当社の技術は物理的接触による減衰の影響なしに、高周波の高調波さえも捉えて解析します。
Total Indicator Reading (TIR)は2種類の異なる偏差に分けられ、信頼性の高い振れ測定ツールでは、それらを単一の合算値として報告するのではなく、区別する必要があります。ラジアル振れは、軸が回転するときに軸表面が真の回転軸からどれだけ逸脱するかを追跡します。これは曲がり、ベアリング摩耗、芯ずれした取り付けの結果です。これに対してアキシャル振れは、回転軸方向に沿った揺れ、つまり部品が回転する際に端面やフランジが前後にどれだけ移動するかを測定し、直角度誤差や組立の芯ずれを示します。
これらを一般的な「振動」測定値として1つに扱うと、根本原因が隠れてしまいます。軸は大きなラジアル偏差を持ちながらアキシャル揺れは最小限である場合も、その逆の場合もあり、それぞれ必要な機械的対策が異なります。RIFTEKの振れ測定装置は、センサを配置して軸の外周でラジアル変位を、端面でアキシャル変位を独立して追跡することで、エンジニアに単なる数値ではなく診断を提供します。この区別は、クランクシャフト、鉄道車軸、タービンロータのように、ラジアル公差とアキシャル公差が異なる工学仕様および異なる故障モードで管理される部品で特に重要です。
機械式ダイヤルインジケータや接触式プローブは、回転機器の別の時代を前提に作られていました。つまり、物理スタイラスが表面に遅れたり跳ねたりせず追跡できるほど、軸速度が低い時代です。現代の高速スピンドル、タービン、モータ軸では、この前提は成り立ちません。接触プローブには質量と慣性があります。高RPMではその慣性により、急速な表面変位を正確に追従できず、接触圧自体が繰り返しサイクルの中で繊細な表面や研磨面を損傷する可能性があります。
非接触振動測定のアプローチでは、プローブを完全に排除します。レーザ振動測定システムは表面位置を光学的に読み取るため、遅れを生む質量がなく、対象を摩耗させる圧力もなく、センサ自体が遠心荷重で故障するリスクもありません。これにより、振動測定センサは最大70 kHzのレートでサンプリングできます。これは、振動を測定する機械式機器では平均化されるか見逃されてしまう高周波高調波を分解するのに十分な速度です。
実際の差は、予知保全で最も顕著に現れます。接触式機器は軸が公差外であることを示せますが、非接触振動測定装置は、すでに損傷している可能性のある部品に一切触れることなく、その偏差の背後にある正確な波形をリアルタイムで取得できます。
Fast Fourier Transform (FFT)解析は、振動信号を時間領域、つまり時間に対する変位のプロットから周波数領域へ変換し、その振動を構成する特定の周波数と、それぞれの強さを示します。生の変位データは軸が振動していることを示しますが、FFT解析はその理由を示します。
これが重要なのは、さまざまな機械的故障がそれぞれ異なる予測可能な周波数で振動するためです。ベアリング摩耗は通常、ベアリングの形状と回転速度に関連する周波数のエネルギーとして現れます。共振は、構造物の固有振動数における鋭いピークとして現れます。緩みや芯ずれは、軸の回転速度の倍数にあたる高調波を発生させることがよくあります。周波数領域データがなければ、これらはすべて同じ一般的な「振動」測定値に見えてしまいます。周波数領域データがあれば、技術者は故障に至る前に不具合を特定できます。これこそが、事後修理ではなく予知保全のための機械振動測定の基本的な考え方です。RIFTEKの高サンプリングレートセンサは、低分解能の機器では周波数がぼやけてしまう高速回転部品でも、FFT解析がこれらの周波数を明瞭に分解するために必要なデータ密度を提供します。
Riftekは、さまざまな産業分野で振動を測定する統合機器として機能するよう設計された幅広いハードウェアとソフトウェアを提供しています。当社の製品ラインには、RF603HSシリーズを使用して高速スピンドルやロータの微小振動を追跡する専用セットアップや、自動車軸用の包括的な振れ測定装置として機能する自動化機械が含まれます。
さらに、当社の振動測定システムは、複数のベアリングで支持された複雑な軸を監視するために、複数チャネルにわたって同期させることができます。この機能は、タービンブレードの監視や大型回転体に不可欠であり、鉄道車輪や大径パイプなどの部品の真円度と芯出しを点検するために、専用の振れ測定ツール構成が必要となります。
Riftekの最新の振動測定機器は、超高速のデータ処理やミクロンレベルの分解能を含む卓越した技術性能を提供します。高速振動測定器は、高速フーリエ変換（FFT）解析に十分なデータ密度を提供します。これにより、エンジニアは特定の振動周波数を特定し、軸受摩耗、共振、構造的な緩みなどの問題を突き止めることができるため、予知保全プログラムに不可欠な振動測定機器となります。
振動を測定するプロフェッショナルな機器として、これらのツールはEthernet、RS232/485、PROFINETなどのデジタルインターフェースに対応し、PLCに直接接続できます。多くの振動測定機器は専用の「Smart」処理を備えており、振動測定センサがピークツーピーク変位を内部で計算できます。1秒あたり最大180,000回の測定に達するこの高い周波数応答により、振動測定器は高速製造環境において最も複雑な振動波形さえも再構築できます。
Riftekの振動測定機器は、最新のスマートファクトリーへのシームレスな統合のために設計されています。100%検査用のインライン振れ測定装置として設置することも、ポータブル診断キットとして使用することもできます。当社のカタログに掲載されているすべてのレーザ振動測定センサは、高速のアナログおよびデジタルプロトコルをサポートし、モータコントローラに直接リアルタイムフィードバックを提供します。これにより、振動測定機器が安全しきい値を超えるレベルを検出した場合、能動的な振動減衰や自動シャットダウンが可能になります。
非接触原理のおかげで、これらの振動測定器は最小限の保守で済み、長期的な安定性を提供します。レーザ技術に基づく振動測定機器は、Industry 4.0に求められるクローズドループ制御を実現し、自動化された振動測定により最高水準の製造品質を確保します。
振動測定機器と振れ測定システムは、高性能な回転機器を使用し、故障が一切許されない業界に不可欠です。発電分野では、振動測定システムは蒸気タービンおよびガスタービンの監視に不可欠です。自動車・航空宇宙業界では、運用上の安全を確保するため、クランクシャフト、カムシャフト、ジェットエンジン部品に振れ測定を活用しています。さらに、鉄道製造においては、重荷重下での車軸や輪軸組立体の精密な形状を維持するため、専用の振れ測定機器が必要となります。
標準的な赤色または赤外レーザは、ある種の表面では構造上、精度を失いやすくなります。赤熱した金属はそれ自体が赤外放射を発し、赤外センサが対象を周囲の熱ノイズから識別する能力を妨げます。また、高度に研磨された金属や反射性の高い金属は、標準レーザビームを予測しにくい形で散乱させ、センサが明瞭な測定値を得るために依存する信号を劣化させる可能性があります。新たに鍛造、熱処理、または機械加工された金属部品の振動を測定する装置にとって、これは例外的な状況ではなく、生産環境で日常的に発生する条件です。
RIFTEKは、ブルーレーザ技術によりこの問題に対応します。ブルーレーザはより短い波長で動作し、高温金属からの熱放射に埋もれず、研磨面からより予測しやすく反射します。その結果、標準波長の機器では信号を完全に失うか信頼性の低いデータを返す対象でも、精度を維持する振動測定用センサが実現します。これにより、冷却後のつや消し仕上げ部品だけでなく、熱間圧延ラインや仕上げ工程上で直接インライン監視を行うための実用的な選択肢となります。
Riftekの振動測定器は、高速データ収集と産業用堅牢性を兼ね備え、最も要求の厳しい計測課題を解決します。当社のソリューションは、以下を含む明確な技術的優位性を提供します：
- 180 kHzサンプリング。超高速取得により高次高調波を捉え、正確な周波数解析を実現します。
- 青色レーザ技術。標準的なレーザでは対応できない赤熱または研磨された金属表面でも、安定した振動測定を確保します。
- 同期マルチチャンネル化。サブマイクロ秒の同期で軸上の複数点を測定し、完全な動的プロファイルを取得します。
- 堅牢化設計。重工業の現場の油や粉塵の多い環境に耐えるよう作られたIP67対応の振動測定機器。
高度な振動測定ツールや完全な振動測定システムをお探しの場合、Riftekは、お客様の特定の機械資産に最適なレーザ振動測定システムの選定をお手伝いする専門知識を提供します。