リスニングでモーターベアリングノイズを特定するには？

一般に、モーターの騒音は、標準化された試験環境に音響測定器を設置して測定し、一定の補正と計算を経てモーターの騒音レベルを求めます。

このプロセスには、試験環境、装置、方法、計算調整に関する特定の要件が含まれます。モーター・エンジニアは、単純にマイクロホンで測定するのではなく、これらの点を理解することが重要です。

それでも、モーターエンジニアが測定するのはモーターの騒音であり、ベアリングの騒音ではありません。モーターノイズには電磁ノイズと機械ノイズがあり、後者の大部分は冷却ファンから発生するノイズであることが分かっています。これらのノイズは、ベアリングのノイズを大きく「マスク」し、バックグラウンド干渉として作用します。

ベアリングの規格には、ベアリングノイズの試験方法も含まれている。しかし、モーター工場で一般的に使用されているベアリング検出装置は、テストヘッドにベアリングを取り付け、荷重をかけ、その信号を数値に変換したり、スピーカに送ったりして検査するものである。

実際には、これはモーターベアリングの振動試験機であり、騒音試験機ではありません。スピーカーから音が聞こえても、それは振動信号を変換したものであり、ノイズではありません。

とはいえ、ベアリングがモーターに取り付けられ、モーターが回転すると、ベアリングが経験する負荷条件はテストベンチ上とは全く異なります。そのため、モーター用軸受の騒音性能も異なります。

多くのメーカーは、ベアリングが "テストベンチ "の検査に合格しても、モーターに取り付けたときにノイズが発生するという状況に遭遇しています。このような混乱は、「振動」と「騒音」測定の違いだけでなく、テストベンチの条件とモーターベアリングの実際の条件との違いから生じます。

特殊なベアリングの騒音試験は、モーターの騒音試験と同じように、環境、試験装置、試験方法、計算調整などの条件があります。通常のモーター工場では難しい。

ベアリングにとって、モーターから発生する他のノイズはすべて試験条件干渉、つまりバックグラウンドノイズです。モータのベアリングノイズのバックグラウンドノイズが計算によって補正できるのであれば、モータの構造自体がベアリングノイズに対してかなりの課題を提示することになります。例えば、モーターベアリングのエンドキャップは、あるレベルのノイズの障害となります。

現場のモーターベアリングの騒音は評価できないということでしょうか？特にメンテナンスの観点から、モーターベアリングの騒音はどのように測定・聴取すべきでしょうか？

実際、利用できる方法はある。

第一に、騒音測定には高い環境要件があり、干渉の影響を受けやすいため、実際の故障解析や機器のメンテナンスでは、騒音から振動に焦点が移ることがよくあります。モーターベアリングの日常的なメンテナンスにおいて、エンジニアがベアリングの潜在的な故障を心配する場合、振動検出はいわゆる騒音測定よりも直接的で効果的な方法です。

しかし、モーターメーカーがモーター全体の「聴感」を重視するのであれば、やはり専用の騒音試験が必要です。聴感上の騒音測定については、等ラウドネス・コンターに関する問題がありますが、これについては次回以降に詳しく説明します。まず、潜在的な故障の "ノイズ "を測定する方法について説明しよう。

潜在的な故障の "ノイズ"（実際には振動）の現場測定について：

a) 現在、振動試験で最も信頼できる方法は、振動センサーとそれに対応する分析装置を使用することである。このような装置には多くのメーカーがあります。

一般に、故障の可能性のある原因を特定するための詳細な解析には、時間領域と周波数領域の手法を用いることができる。(これには状態監視に関するより専門的な知識が必要であり、これについては以降の記事で詳しく説明するため、ここでは割愛する)。

b) しかし、現場でのモニタリング要件には、それほど詳細でないものも多い。例えば、作業員のパトロール。振動監視装置がない場合、どのように対処すべきでしょうか？

実は、最も一般的な検査方法は「聴診器」である。聴診器を使っても、技術者がその使用原理を理解していなければ、よく耳にする結果が本当のものとは限らない。前述したように、「聴診器」を使っても、「騒音検査」ではなく「振動検査」をしていることに変わりはない。

したがって、聴診の際には、聴診器の一端を検査部に押し当て、もう一端を外耳骨に押し当てるだけでよい。こうすることで、検査部と耳の骨は、空気で接続されるのではなく、「剛体」で接続される。これにより、他の部品の「ノイズ」による干渉がなくなる。

ここで実際に聴いているのは「ノイズ」ではなく「振動」である。このようにする重要な理由のひとつは、空気中を伝わる干渉ノイズを除去するためです。

この方法は一般的に使われているが、その詳細は「強く押す」かどうかにある。この違いだけで、技術者がこの測定法の原理を理解しているかどうかが現場でわかることが多い。経験豊富な技術者であれば、聴診器から伝わる「振動」からベアリング内部の異常を見分けることができることも多い。

現場で "ノイズを聞く "正しい方法をマスターすれば、その後のモーターベアリングのノイズと振動の分析が、より的を射たタイムリーなものになります。現場で多くのエンジニアが様々な問題について長時間議論していますが、結局は同じことを話しているわけではないことに気づきます。このような事態を避けるためには、「聞く」という小さな一歩が実はとても有効なのです。