진동소음공진 하이라이트 701-visope (미분적분, 비틀림진동, 능동소음제어, 정재파)

 

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적분 개념과 노이즈

진동분석기에 인입되는 시간변동 전압은 가속도센서도 그대로 표현하기 때문에 진동의 진폭은 자연스럽게 전압대의 가속도로 알려지고 그리고 가속도에서 속도로 변환도 거의 자주 필요로 한다. 이때 적분이 사용된다. 가속도센서로부터 측정된 가속도값은 기계상태평가에 자주 사용되는 속도값으로 변환해야 할 때, .....

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직선진동과 비틀림, 회전진동의 비교

두가지 선형진동계를 아래의 표와 같이 서로 비교한다.

힘과 토오크, 변위와 각도 그리고 질량과 질량관성모멘트가 서로 대치되고 강성과 비틀림강성이 서로 대치됨을 특히 확인하기를 바란다.

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능동소음제어-소음을 저격하다.

능동소음제어라는 기술이 있습니다. '음은 파동으로 매질을 타고 전파된다'는 성질과 어떤 '파동은 반대의 위상 파동으로 상쇄될 수 있다'는 이론적 원리가 적용된 기술이죠. 노이즈 캔슬링 헤드폰 등에 사용되고 있는 그 기술입니다. 한마디로 ‘+’에 ‘-‘를 더해서 ‘0’으로 만들 수 있다는 것입니다.

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정재파(Standing Wave)

음의 '진행파'와 '반사파'가 서로 간섭을 일으켜, 보기에(위치를 이동하면서 측정해 보면) 마치 움직이지 않고 정지해 있는 것처럼 보이는 파동을 말한다. 이 현상은 소음원은 확인할 수 있는데 이곳에서는 소음이 크고 그 근처 저곳에서는 소음이 작은...즉, 특정 위치들에서 소음의 크기가 서로 다르게 고정되어 있는 것을 ....

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진동의 단위변환과 주파수의 관련성2 (변위, 속도, 가속도의 그래프 비교)

진동의 단위변환과 주파수의 관련성2 (변위, 속도, 가속도의 그래프 비교)

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측정된 데이터를 분석하기 위해서는 정확한 측정도 중요하지만 측정된 데이터가 얼마나 많은 정보를 포함하고 있는가의 여부도 중요하다. 만약, 측정된 스펙트럼데이타가 변위그래프로 되어 있을 경우, 기어박스의 분석을 하기 위해서 고주파를 잘 확인할 수 있는 가속도 그래프로 변환할 수 없다면 이 것은 측정은 하였으나 분석을 전혀 할 수 없는 정보일 수 밖에 없다. 또한 가속도센서로 가속도 그래프를 보는 것이 가장 좋은 방법이지만 저주파가 잘 보여야 하는 벨트나 오일유동진동 때문에 변위를 확인하고 싶다면 이때 저주파로 변환하면 되는데(진폭은 신뢰할 수 없음, 패턴분석은 가능) 그러한 기능이 없다면 분석에 큰 제한이 있기 마련이다. 따라서 이러한 것을 이해하기 위해서는 변위-속도-가속도간의 그래프 특성을 기계요소의 특성과 반드시 연관시켜서 확인하기 바란다.

변위, 속도, 가속도의 변환

우측의 그래프는 한 곳의 진동을 가속도센서로 측정한 것으로서 단위의 선택에 따라서 그래프를 선택하여 볼 수 있는데 제일 위의 그래프 순서로 변위-속도-가속도의 그래프를 서로 변환하였다.

 

변환의 알고리즘은 시간파형을 각 단위별로 별도로 측정하여 스펙트럼 변환할 수도 있지만 계측기 제조사마다 세부방식은 다를 수 있다. 그러나 대체로 가속도센서에서 출발한 가속도 시간파형을 FFT처리한 다음, 가속도 스펙트럼 그래프로 변환한 후, 각 주파수별로 계산하여 속도 및 변위로 적분해 주는 방법을 취한다. 그 때의 변환식은 

수식을 잘 살펴보면 우측의 그림이 이해가 될 것이다. 즉, 위에서 아래로는 미분이, 아래서 위로는 적분으로 변환 계산된다. 미분이 진행될수록 당연히 고주파에서는 가속도 진폭이 커지고 해당 고주파수는 더 크게 잘 표현이 된다. 이 때 고주파에 적합한 분석기계요소는 구름베어링, 기어박스, 모터의 슬롯통과주파수, 압축기 블레이드 통과주파수 등이 있을 것이다. 반면에 적분이 진행할수록 저주파에서는 진폭이 커지고 해당 주파수와 기계결함요소(오일훨, 벨트, 슬리브베어링마찰, 볼 케이지 주파수 등)는 더 크게 잘 표현이 된다.

그러면 진동의 분석은 어떤 그래프로 하여야 하는가? 하나의 포인트로 그렇게 많은 그래프를 보아야 한다면 너무나 많은 분석량 때문에 고민될 것이다. 이 때의 경험적인 규칙은 우선 속도그래프로 보고 일반적인 기준진동스펙트럼 기계패턴과 비교한 후, 정상여부를 판단하고 그 다음에 특별히 기계요소가 고주파를 확인할 필요가 있거나 저주파를 확인해야 할 필요가 있을 경우에 변환하여 해당 그래프를 보는 것이 좋다. 이 것은 속도그래프가 가진 넓은 영역의 객관성과 중간그래프의 의미를 충분히 갖는다고 할 수 있다. 다행스럽게도 ISO의 진동평가도 속도에 우선하므로 속도그래프를 우선하는 것이 좋은 방법일 것이다. 한가지 주의할 점이 있는데 주단위인 변위-속도-가속도의 변환 이외에도 부단위인 P-P, rms간의 변환에도 주의하여 확인해야 한다. 물론 분석 소프트웨어에서 자동으로 계산이 되지만 말이다.

 

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