진동을 발생시키는 대표적인 힘으로는 ‘충격가진력’과 ‘원심불평형력’이 있는데 이 중에서 원심불평형(Imbalance)은 원심의 불평형력( F= mrw²)으로 작용하여 회전기계전체의 결함현상의 80%이상을 차지하는 매우 중요한 결함 원인이기도 하며, 다른 원인(축정렬불량, 베어링불량, 베어링조립불량 등)에 의해 파생되는 2차결과이기도 하다. 그런데 이러한 원심불평형력( 1X, 1Order)을 제거할 수 있을까?
진동분석에서 말하는 "회전시 Imbalance는 반드시 존재한다"는 의미는 "언발란스는 줄일 수는 있어도 없앨 수는 없다"는 말과 같다. 그래서 소위 ‘발란싱’이 필요한데 회전불평형력의 교정작업은 불평형력을 줄여주는 것으로서 발생면(Plane)에 따라 단면발란싱, Multi발란싱(Dynamic)으로 나눌 수 있고, 교정작업을 하는 장소로 구분해 본다면 필드발란싱과 삽(랩)발란싱으로 구분한다.
If the body temperature measured in a person is
too high or too low, everyone agrees that they are not feeling well. I think
this premise is natural because we have learned it through numerous results for
a long time even if we do not know science. An auditor asked a question. He
appeared to be a mid-level researcher, and this was a novel idea I had never
heard before. “Is high vibration a bad condition for the machine? Why do you
say that premise is obvious?” All the other auditors next to him looked at him
strangely, but I could only answer indirectly, “Vibration, like temperature,
expresses a state.”
Vibration signals include the
state of the machine.
This is written on the front page
of the basic textbook of a renowned professional company that performs
equipment diagnosis through vibration. ‘The vibration signal you are currently
measuring from the machine contains all the defect signals of the machine. By
analyzing these signals well, the machine can tell where the pain is.’
Now let me say it again. ‘The
state of a moving machine can be judged by vibration.
진동에 관한 그래프의 X축(가로축)은 대체로 두 가지 방법으로 표현되는데 바로 시간과 주파수이다. 여기에서 시간은 짧거나 긴 것으로 또 나눌 수 있는데 바로 ‘Raw data’, ‘Trend data’가 된다.
반면에 또 다른 표현으로 초당반복수로 계산되는 ‘주파수’가 될 수 있다. 이 주파수는 반복되는 패턴을 시간으로 나눈 ‘주기(period)’의 역수(1/주기)’를 의미하기도 한다. 그리고 그 주파수는 첫 번째 원인주파수의 배수(Order, X)로 다시 세분화하여 표현되기도 한다. X축을 정리하면 다음과 같다.
좌우그래프 모두 X축은 주파수비(해당주파수/ 고유주파수)이고 Y축은 진폭비(동적진폭/정적진폭) 또는 위상을 나타낸다. 왼쪽의 그래프는 중간에 주파수비가 1이되면, 진폭이 급속히 커진다는 것을 표현하며 우측의 그래프도 주파수비가 1이면 중간에 위상의 패턴이 정반대로 바뀐다는 것을 의미한다. 한마디로 해당주파수와 고유주파수가 같아지면(주파수비가 1이면) 진폭이 크게 상승하는 '공진(resonance)'이 발생한다는 것이다.
주파수별로 측정된 dBn값이 있다. 이 값은 진동가속도레벨(VAL, 진동가속도차이를 환산한)일 수도 있고 진동레벨(VL, 주파수별 가중도가 적용된)일 수도 있고, 음압레벨(SPL, 주파수별 가중도가 적용된), 음향파워레벨(PWL)일 수도 있다. 그런데 이 값들은 각각의 '주파수별'로 각각 계산되므로 하나의 값으로 합산해야만 법규정 값과 비교할 수 있다. 이 것을 총진폭합(dB합, allpass, 총소음도, 총진동합 등)이라고 한다.
이 때 dB값의 합산은 대수합으로 해야 하므로 dB를 log로 다시 풀어서 합산한다. 이 것을 'dB합산방법'이라고 한다. dB로 결과가 나왔다면 이 방법을 사용해야 한다.
진동을 일으키도록 작용하는 외력을 '가진력(exciting force)'이라 하고 갑작스런 일시적인 가진을 ‘과도(Transient)’라 하며 이 것은 망치로 내리칠때나 폭발, 프레스 진동과 같은 파형이 갑작스럽고 뾰족한 Impacting pulse 또는 Impulse의 형태를 가진다.
반면에 지속적인 가진은 모터나 터빈을 통해서 발생하는 원심력에 의한 회전운동일 경우가 많은데 ‘연속(Continuous)’이라 하여 Rotating과 Rectilinear(직선운동)과 통한다. 다시 말하지만 이러한 가진으로는 계속 똑 같은 진동이 발생하고 결코 줄어들지 않는다. 아무튼 가진을 하지 않으면 진동이 발생하지 않으며 또 한 번만 가진을 한다면 진동이 지속되지도 않는다. 그 이유는 이상계와 달리 자연계에는 감쇠(Damping)라는것이 존재하여 진동을 줄이게 하기 때문이다.
