モーターベアリングのノイズ解析：包括的な概要

電動モーターのベアリングノイズ解析

電動機軸受の運転中に発生する騒音は、電動機ユーザーや技術者にとって常に懸念事項となっています。多くの場合、騒音測定は電動機軸受の運転状態を診断・分析するための一般的な方法の一つです。

実際、騒音の根本的な原因は振動である。私たちが日常生活で耳にする音は、ある周波数範囲の振動に過ぎず、それが空気を通って鼓膜に伝わり、聴覚で感知される。

したがって、騒音の定量的分析方法は、基本的に振動の定量的分析方法と一致している。

しかし、測定環境や人間の知覚能力の影響により、ある種の独特な特徴を持つ。

モーターベアリングの異常音

第一に、モーターのベアリングは、一度動作すると内部振動により一定レベルのノイズを発生します。どのような機械装置でも、作動時には振動により騒音が発生します。

完全に静かなベアリングは存在しないため、モーターのベアリングには運転中に固有のノイズが発生します。このノイズはベアリングの構造に起因するものです。

さらに、このノイズはベアリングの職人技と設計に関係しています。このノイズは、ベアリング内の潜在的な欠陥の存在を示すものではないため、正常なノイズと考えられます。

モーターベアリングのユーザーとして、この固有の正常なノイズを変えたり取り除いたりすることはできません。このノイズは故障を示すものではないため、特別な注意を払う必要はありません。

しかし、軸受内部に欠陥や故障がある場合、その欠陥に起因する振動が加わると、運転時にノイズが発生します。このノイズは、ベアリング内部の欠陥が外部に現れたものです。

これは、モータ技術者にとって実用上懸念される領域であり、排除されるべきものである。従って、モーター軸受の故障診断で言及されるノイズは、内部軸受の故障を反映するノイズを指し、しばしばモーター軸受の異常ノイズと呼ばれます。

モーターベアリングの異常音は、モーター、ベアリング、または関連部品の故障によって引き起こされるノイズです。故障を取り除くことで、このノイズを除去することができます。従って、モーター軸受の異常騒音を除去することができる。

この異音は、モータに何らかの故障があることを示すことが多い。従って、モーター軸受の異常音は、モーター軸受の故障の診断と分析における決定要因として使用することができます。

モーターの異常音は故障の種類によって異なりますが、モーターベアリングの正常音パターンは比較的一定しています。モータ軸受けの正常音は覚えやすい。

モーターベアリングノイズ診断と解析の限界

モーターベアリングから発せられる騒音は、振動励起源から空気媒体を介して伝達された後、人間の耳によって知覚される。この伝達はかなりの距離にわたって起こります。

この空間内に他の干渉音が存在すると、人間の耳に届く音はミックスされたものになる。人間の耳がこの混ざり合ったノイズを分離するのは難しい。

試験装置であっても、ある種の干渉条件下では不正確な結果が得られることがあります。そのため、モーターベアリングの騒音測定には、周囲の騒音による干渉を排除するために厳密に制御された環境が必要です。

一方、モータは全体として動作しており、軸受音だけでなく、ファンや電磁素子などの部品からの騒音も発生します。これらのノイズはモータ全体のノイズの一部であり、動作中は切り離すことができないため、モータの軸受ノイズの解析に支障をきたします。

そのため、モーター軸受の騒音試験を実施する際には、前述の調整要因や制限を考慮する必要があります。これらの要因により、モーターベアリングの騒音分析は、現場で定量化することが難しい場合があります。

モータベアリングの騒音解析方法

モーターベアリングの騒音と振動は同じ起源を持つことは以前述べた。優れた装置と実験条件を用いてモーターベアリングの騒音を効果的に捉えることができれば、その解析方法は振動解析と一致します。これには時間領域解析と周波数領域解析があります。

実際、モーターベアリングの騒音試験に最適な条件下では、モーターベアリングの騒音を周波数領域で分析することで、モーターからの電磁ノイズやファンノイズなどの干渉要因を排除し、ベアリング固有の騒音スペクトルを特定することができます。

モーターベアリングノイズ診断と解析の現場応用

モータ軸受け騒音の定量分析には厳しい条件が要求されるため、一般的な実用シーンでは実現が困難な場合が多い。そのため、現場での分析は通常、モーターベアリングの騒音を定性的に分析し、定量的な分析はあまり行われません。

このいわゆる定性分析では、「正しい方法」を使ってモーターのベアリングノイズの性能を聞き取ります。このプロセスでは、正常なノイズとの比較による定性的な判断や、特定の故障ノイズに対する推定を行います。モーターベアリングの故障の診断と分析は、他の診断・分析方法と組み合わせて完成されます。

このプロセスにおいて、経験豊富なエンジニアはしばしば記憶を頼りにする。現在では、典型的なノイズの例を記憶している機器もあり、現場技術者の比較に役立っている。

しかし、人間による比較は、経験や聴感によるばらつきがあります。そのため、実際のエンジニアリングの現場では、ノイズ解析は定性的な判断を補助するツールとして機能することが多い。