ポンプアライメントとは

ポンプの位置ずれは、工業施設ではコストのかかる一般的な問題であり、過度の振動、漏れ、コンポーネントの早期故障につながります。位置ずれはエネルギーを浪費し、メンテナンス コストを増加させ、高価なダウンタイムを引き起こす可能性があります。

ポンプのミスアライメントを無視すると、機器と収益が危険にさらされます。ミスアライメントされたシャフトは最大 6 倍の負担を受け、ベアリングの寿命が大幅に短くなります。小さなアライメントの問題でも時間の経過とともに悪化し、放置すると壊滅的な故障につながります。

このガイドでは、位置ずれの種類、ポンプ シャフトを正確に位置合わせするための実証済みの方法、およびポンプをスムーズに稼働させるための手順について説明します。

ポンプアライメントとは

ポンプのアライメントとは、ポンプとその駆動ユニット (電気モーターなど) の回転中心線を正確に配置して方向付けし、2 つの機械間のずれを最小限に抑えるプロセスです。適切なアライメントにより、ポンプとモーターのシャフトが同軸になり、中心線が水平方向と垂直方向の両方で一直線になります。

ポンプのミスアライメントの種類

ラジアル方向のずれ

ラジアル 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) は、ポンプとドライバー シャフトの中心線が平行であるが同心ではない場合に発生します。このタイプのミスアライメントにより、ベアリングとシールに不均一な負荷がかかり、早期の摩耗や故障につながる可能性があります。ラジアル ミスアライメントは、通常、不適切な設置や基礎の沈下によって発生します。

軸ずれ

軸方向のずれ、またはエンドフロートとは、ポンプと駆動シャフトが同心ではあるが平行ではない状態を指します。このずれは、カップリング面の間に過度の隙間または不十分な隙間がある場合に発生します。軸方向のずれにより、ベアリングにスラスト荷重が発生し、早期の故障や振動の増加を引き起こす可能性があります。

角度のずれ

角度のずれは、ポンプとドライバーのシャフトが平行でも同心でもないという特徴があります。この場合、シャフトは互いに角度をなしています。角度のずれは、カップリング部品の不均一な摩耗、振動の増加、ベアリングの早期故障の原因となります。このタイプのずれは、不適切な設置、基礎の沈下、または熱膨張によって発生することがよくあります。

ポンプアライメントの方法

直定規と隙間ゲージ法

直定規と隙間ゲージ法は、カップリングの半分に直定規を置き、隙間ゲージを使用して直定規とカップリング面の間の隙間を測定する基本的な位置合わせ手法です。この方法は比較的簡単ですが、より高度な手法ほどの精度はありません。大まかな位置合わせや、より正確な方法を採用する前の準備段階として最適です。

ダイヤルインジケータ方式

ダイヤル インジケータ方式では、各シャフトに 1 つずつ取り付けられた 2 つのダイヤル インジケータを使用して、シャフトの円周上のさまざまなポイントでの相対位置を測定します。この方法は、直線定規と隙間ゲージの手法よりも正確な結果を提供します。ダイヤル インジケータは、半径方向と軸方向の両方のずれを測定できるため、より包括的な位置合わせプロセスが可能になります。

レーザーアライメントシステム

レーザー アライメント システムは、ポンプとドライバー シャフトをアライメントするための最も先進的で正確な方法です。これらのシステムでは、レーザー送信機と受信機を使用して、シャフトの相対位置を高精度で測定します。レーザー アライメントでは、アライメント プロセスをリアルタイムで監視できるため、調整が容易になり、最適なアライメントを実現できます。レーザー アライメント システムは他の方法よりも高価ですが、最高レベルの精度と効率を提供します。

シャフトの位置合わせ方法

ステップ1: 準備

アライメント プロセスを開始する前に、ポンプとモーターが電源から切断され、カップリングが取り外されていることを確認してください。シャフトの端、カップリング面、アライメント ツールを清掃して、正確な測定を妨げる可能性のある汚れやゴミを取り除きます。続行する前に、交換が必要な目に見える損傷や摩耗がないかコンポーネントを検査します。

ステップ2: 大まかな位置合わせ

直定規と隙間ゲージ、またはレーザー アライメント システムを使用して、大まかな位置合わせを行います。直定規をカップリングの半分に 90° 間隔で置き、隙間ゲージを使用して直定規とカップリング面の間の隙間を測定します。隙間の測定値がポンプ製造元の指定許容範囲内になるまで、モーターの位置を調整します。

ステップ3: 微調整

より正確な位置合わせを行うには、ダイヤル インジケータまたはレーザー位置合わせシステムを使用します。ダイヤル インジケータを一方のシャフトに取り付け、インジケータの先端をもう一方のシャフトに当てます。両方のシャフトを同時に回転させ、90° 間隔でインジケータの読み取り値を記録します。インジケータの読み取り値がすべての位置で指定された許容範囲内になるまで、モーターの位置を調整します。このプロセスを垂直面と水平面の両方で繰り返し、角度と平行のずれを修正します。

ステップ4: 位置合わせを確認する

微調整が完了したら、測定値を再確認して、シャフトが適切に調整されていることを確認します。シャフトを再度回転させて、ダイヤル インジケーターの読み取り値がすべての位置で許容範囲内にあることを確認します。必要に応じて、微調整を行って、最適な調整が確実に行われるようにします。

ステップ5: 最終ステップ

アライメントが確定したら、カップリングとガードまたは安全装置を再度取り付けます。ポンプとモーターを電源に再接続します。ポンプを起動し、動作中に異常な振動、ノイズ、または熱の蓄積がないか監視します。ポンプが通常の動作温度に達した後、発生した可能性のある熱膨張を考慮するために、最終的なアライメント チェックを実行します。

ポンプのミスアライメントに関連する一般的な問題

• 早期コンポーネント障害ポンプの位置がずれると、ベアリングに余分な応力がかかり、 メカニカルシール、カップリング、シャフトなどです。負荷が増加すると摩耗や疲労が加速し、これらの重要な部品が早期に故障する原因となります。
• 過度の振動と騒音: 位置がずれたポンプは、位置が正しいユニットに比べて、振動レベルが著しく高くなる傾向があります。ポンプ内の力の不均衡とコンポーネントの大きな動きにより、システム全体で感じられ、聞こえるほどの強い振動が発生します。
• 消費電力の増加と効率の低下: 位置ずれ状態でポンプの動作を継続するには、追加の摩擦力と抗力を克服するために、より大きな入力電力が必要です。ただし、この余分なエネルギーの多くは、有用なポンプ作業に貢献するのではなく、熱として無駄になります。
• メカニカルシールとガスケットからの過度の漏れ: 位置ずれによりメカニカルシールが適切な接触を維持できなくなり、不均一な シール面 漏れが大きくなります。また、ガスケットは力の不均衡によって歪みが生じて変形し、時間の経過とともに密閉性が損なわれます。
• メンテナンス要件とコストの増加: 位置ずれしたポンプは故障が多くなるため、より頻繁な修理や部品の交換が必要になります。ポンプを稼働させ続けるには、計画的および計画外のメンテナンス作業をより頻繁に行う必要があります。
• ポンプケーシングの破損と高サイクル疲労: 重大な位置ずれにより、ポンプのケーシングに極度のストレスがかかり、亀裂や完全な破損につながる可能性があります。また、過度の振動や不均衡な力により、ポンプのインペラがケーシングに衝突し、徐々に損傷を引き起こす可能性があります。
• 配管のひずみとベースプレートのずれ: 位置ずれしたポンプによって発生する力は、接続された配管に直接伝わります。圧力定格と材料強度を超えると、パイプが曲がったり、座屈したり、破裂したりすることがあります。位置ずれにより、ベースプレート上のポンプ アセンブリもずれ、支持点と力の分布が変わります。