モーターのミスアライメントの種類

産業機械アプリケーションでは、モーターと駆動装置間の適切な位置合わせが重要です。たとえ 1 ミリのわずかなずれでも、過度の振動、ベアリングの早期故障、効率の低下などの問題を引き起こし、最終的には予定外のダウンタイムや高額な修理費用が発生します。技術の進歩に伴い、位置合わせ技術は、基本的なツールを使用する簡単な方法から、比類のない精度を提供する高度なレーザーベースのシステムへと進化しました。

このブログ記事では、モーターのミスアライメントの 3 つの主なタイプ (角度、平行、および組み合わせミスアライメント) について詳しく説明します。次に、シンプルな直線定規と隙間ゲージ法から高度なレーザー アライメント システムまで、現場で使用されている最も一般的なアライメント手法について説明し、各アプローチの利点と制限について説明します。

モーターのミスアライメントの種類

モーター シャフトと駆動装置間の位置ずれは、過度の振動、ベアリングの早期故障、シール漏れ、カップリングの損傷など、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。

発生する可能性のあるずれには、主に 3 つの種類があります。

角度のずれ

角度のずれでは、モーターと従動シャフトの中心線は交差しますが、平行ではありません。角度をつけて交差する 2 本の線を想像してください。

シャフト間の交差角度により、回転ごとにカップリングに曲げモーメントが発生します。カップリングは、ずれを吸収しようとして常に前後に曲がります。

角度のずれは、通常、不適切なシム調整や水平でない基礎のせいで、機械が同じ水平面上にないことによって発生します。1 台の機械がもう 1 台よりもわずかに高く設置されている様子を想像してください。

繰り返し曲げられることによるストレスにより、カップリングが早期に故障する可能性があります。また、モーターや機器のベアリングやシールに損傷を与える周期的な力が伝わります。

平行（オフセット）ずれ

平行ミスアライメント (オフセット ミスアライメントとも呼ばれる) では、モーターと従動軸の中心線は平行ですが、互いにオフセットされています。同じ平面上にあるが交差しない 2 本の線を想像してください。

シャフト間のオフセットにより、カップリングは回転時にアコーディオンのように常に伸縮します。カップリングは常にシャフト間の隙間を補正しようとします。

平行ずれは、モーターと駆動装置が互いに対して水平方向にずれていることが原因で発生することがよくあります。これは、設置時の配置が不適切であったり、基礎がずれていることが原因である可能性があります。

平行ずれによるカップリングの継続的な伸張と圧縮により、摩耗が加速します。また、回転ごとにシャフト、ベアリング、シールに引張荷重と圧縮荷重が交互にかかります。

組み合わせの不整合

現実の世界では、シャフトのミスアライメントのほとんどは、角度のミスアライメントと平行のミスアライメントの両方の組み合わせです。モーター シャフトは、従動シャフトの中心線に対して角度がついており、それらの間にはオフセットもあります。

複合ミスアライメントは、角度と平行の両方のミスアライメントの悪影響を組み込んでいます。カップリングは、回転時に角度歪みと軸方向の変位の両方を同時に受けます。

個々のミスアライメント タイプと同様に、組み合わせミスアライメントは、不正確な設置、劣化した基礎、不適切なシムによって発生する可能性があります。これにより、機械システム全体が損傷を与える周期的なストレスにさらされます。

モーターアライメントのテクニック

直定規と隙間ゲージ法

最も基本的な モーターアライメント この方法では、直定規と隙間ゲージのセットというシンプルなツールを使用します。直定規は、通常、精密研磨された金属定規で、モーターと駆動装置を接続するカップリングに渡して配置されます。次に、正確な厚さの薄い金属ブレードである隙間ゲージを使用して、カップリング面と直定規の間の隙間を測定します。

モーター側と機器側の両方でカップリングの上部、下部、側面を測定することで、オフセットと角度のずれを判定できます。次に、モーターまたは機器の脚の下にシムを追加または削除して、カップリングの半分を機器の仕様に合わせて調整します。直線定規と隙間ゲージの方法は、一部の用途では効果的ですが、特に精密な調整が必要な機器では、精度が制限されます。

ダイヤルインジケータ方式

ダイヤル インジケーター アライメント法は、直定規や隙間ゲージよりも精度が一歩進んだ方法です。ダイヤル インジケーターは、プランジャーを使用してダイヤル面を動かし、変位を通常 0.001 インチ単位またはそれより細かい単位で表示する測定ツールです。

アライメントを行うには、カップリングの片側に取り付けられたブラケットにダイヤル インジケータのペアを取り付けます。プランジャーは、カップリングのもう片側の面と縁に接触するように配置します。シャフトが一緒に回転すると、ダイヤル インジケータはさまざまな位置でのオフセット量または角度のずれを示し、アライメント データシートに記録できます。

ダイヤルインジケータが、カップリングが 1 回転にわたって許容範囲内で位置合わせされていることを示すまで、モーターまたは機器にシム調整と調整が行われます。ダイヤルインジケータによる位置合わせは、ストレート エッジ法よりも時間がかかりますが、多くの産業用途に適した高い精度を実現します。ただし、モーターと機器の間の距離が長いと、精度が低下する可能性があります。

レーザーアライメントシステム

最高の精度を求める場合は、レーザー アライメント システムを使用するのが望ましい方法です。これらのシステムでは、モーターと機器のシャフトに取り付けられたレーザー送信機と受信機を使用します。レーザー送信機はレーザー光の平面または線を放射し、受信機がそれを受信します。

特殊なソフトウェアが、シャフトの 1 回転全体にわたってレーザーの読み取り値を解析し、垂直および水平の角度とオフセットのずれを計算します。次に、シャフトを正確に位置合わせするために必要なシムまたは調整の量と場所を正確に示す視覚的な読み取り値を提供します。

レーザー アライメントの主な欠点は、機器の初期費用が高いことです。ただし、アライメントが重要な精密アプリケーションの場合、投資は機器の寿命の延長、振動の低減、およびメンテナンス費用の節約という形で長期的に見合うものとなります。多くのレーザー システムでは、タービン ボアや工作機械のウェイの幾何学的測定などの追加機能も提供されています。