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2025년 8월 20일 수요일

129 Rolling Bearing의 진동문제 4 결함주파수의 원인


Rolling Bearing의 진동문제-4-결함주파수의 원인

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구름베어링은 고유한 결함주파수 계산공식을 가지고 있다. 이 결함주파수는 미세하더라도 항상 발생하는데 ‘결함’주파수가 아닌 베어링의 ‘고유’주파수라고 부르자고 하기에는 주파수가 일정한 채 고유한 일정하므로 정확히 고유주파수는 아니다. 고유주파수는 실제로 다른 곳에 존재하기 때문이다.

따라서 이 결함주파수를 구름베어링 ‘회전특성주파수’로 바꿔 명칭 하는 것이 더 나은 표현처럼 보인다.


렇다면 어떻게 베어링의 결함을 확인하는가?

구름베어링의 결함주파수 메커니즘

베어링의 결함은 주파수나 시간파형(Waveform)의 패턴으로 확인한다.

패턴(Harmonic, Sidebands)으로 확인했는데 베어링의 정보가 정확하지 않으며 10Hz이내의 오차가 있다면 베어링의 결함으로 판단해도 무난할 것으로 판단된다. 이 결과가 대부분이기 때문이다.

구름베어링은 거동주파수를 가지고 있다.

이 주파수는 회전주파수와 관련이 있으나회전수의 정수배(Harmonics, Synchronous)로 맞아 떨어지지 않는다. 또한 베어링의 고유주파수(Natural frequency)도 존재하는데 대체로 구름베어링의 결함주파수의 10배 이상의 고주파에서 존재하므로 이 주파수군에 가까울수록 베어링의 진폭은 점점 더 커지게 된다.

따라서 초기 결함 시에는 극 고주파인 음향방출(AE)에 의한 초음파로 읽어 들이기가 더 쉬우며 Looseness현상과는 달리 베어링의 결함이 심화될 경우 고주파에서 심한 측대파(Sidebands)가 더해지면서 아래의 저주파 대역으로 번지게 되는 패턴을 가진다.

이 때 만약 그 영향이 1x TS까지 미칠 경우에는 베어링을 교체해야 할 시점이라고 간주할 수도 있다.

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2024년 3월 10일 일요일

진동소음지식 컨텐츠 프리미엄 167-visope

 진동소음지식 컨텐츠 프리미엄 167-visope

임계감쇠계수(Critical Damping Coefficient)의 수학적 의미와 산출방법

먼저, 임계감쇠계수의 물리적 의미는 초기 힘을 주었을 때 반복하면서 진폭이 ‘0’이 되는 것반복 함이 없이 진폭이 즉각 ’0’이 되는 상태의 경계가 되었을 때의 감쇠계수이다. 다시, 임계감쇠라는 상태는 진동하면서 죽느냐 그냥 죽느냐의 중간상태를 말하기도 하므로 매우중요한 개념이다. 왜 중요한지 이제 수식을 예로 들어 설명한다.

https://contents.premium.naver.com/bisope/visope/contents/240229071420278ah

Kine과 gal (카인과 갈-진동의 단위)

진동의 측정은 대부분 센서(transducer)를 통해서 물리적 변화를 전기적신호로 변환하므로 결과는 전하량 pC->전기량 mA, mV로 측정되지만 그 값을 정해진 감도값(sensitivity)을 통해 최종값(변위-속도-가속도)으로 읽어 표현하는 것이다. 그래서 주파수 또는 파형의 패턴만을 확인하려 한다면 그래프의 ‘Y’값은 측정된 그 값(voltage 등)으로 그냥 높고 확인해도 되는 것이다.

https://contents.premium.naver.com/bisope/visope/contents/240228084208873ew

질량과 탄성(Mass & Stiffness)

진동의 필수적인 구성요소 중에서도 질량과 탄성은 힘의 발생이 있다면 진동이론을 표현할 수 있는 최소한의 변수라고 할 수 있다.

질량은 중력하의 경우에 방향성의 힘을 계속 유지시키는 역할(가속도에 저항하는 요소)을 하고 있고 반면에 탄성인 스프링은 고체적인 의미를 가지고 있으며 ‘원래의 상태를 유지하려는 성질’을 가지고 있다. 즉, 질량으로 인해 힘이 한 쪽방향으로 쏠리도록(관성) 유지되면 스프링은 그 반대 방향으로 귀환(탄성)하게 하는 성질을 계속 가하므로 기준점을 중심으로 운동이 반복하게 되는 것이다.

이것이 바로 진동의 물리적 정의와 같게 되는 것이다.

https://contents.premium.naver.com/bisope/visope/contents/240117161017826ut

베어링은 회전부와 비회전부를 연결하는 중매자이자 관절

​애초에 회전하지 않아도 되는, 움직일 필요가 없는 고정된 부품이거나 물건이라면 베어링이라는 부품자체가 필요가 없습니다. 베어링은 회전부와 비회전부를 연결하는 부품이니까 회전부가 비회전부에 잘 붙어있게 끔 하는 역할을 하지요. 이렇다면, 단순히 생각만 해봐도 마찰이 심할 것이고 열도 있을 것이라서 자주 고장이 날 수 있는 역할임에는 당연합니다. 그런데 만약 ....

https://contents.premium.naver.com/bisope/visope/contents/240229072553542zs

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