(주간)진동소음공진 하이라이트 427-visope (펌프진동사례, 최대진폭, 진동자격증, overlaping)

 

요약사례 1-펌프

1.이송펌프 구름베어링결함->BPFI, BSF주파수감지, 황산이송용수직펌프,29.6Hz

2.저압순환펌프 전동기베어링결함->고주파군진동, 수직형, 900rpm, 전동기베어링, 아주 거친소리, 전동기내측 볼베어링파손->부적절한 grounding 접지

3.저온펌프 구름베어링, 0.5X 상승->, 구름베어링예압부족, preload스프링예압부족(저온->외륜과 마운트 틈새공간증가)->베어링마운트재질을 베어링재료와 거의 같은 선팽창계수로 교체

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'최대진폭'이라 함은 두 가지 의미를 가지고 있다.

하나는 주파수가 변동되면서 가장 높은 진폭을 나타내는 경우이고, 이 때에 주파수는 공진을 일으키는 고유주파수이며 만약 감쇠가 있을 경우에는 그 조건이 약간 다르게 된다. 또 하나의 의미의 최대진폭은 금속스프링 등에서 '최대변위'를 설명할 때 자주 쓰는 표현으로 스프링의 상하 권선이 서로 닿게 되면서 스프링이 충격 흡수를 하지 못하고 충격하중이 그대로 전달되는 때, 이 때의 정해진 .....

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진동속도와 회전속도

진동속도를 주행속도와 비교한다면 곤란하다. 주행속도는 km/hr로 운동의 속도이지만, 진동속도는 mm/s로 진동의 속도이기 때문이다. 운동은 가면 끝나지만, 진동은 다시 반복해야한다. 진동은 원(circle)안에서 반복하도록 수학으로 풀어낼 수 있다. 그래서 반복해야 한다. 그리고 진동속도는 진동그래프에서 세로축이 되어 ...

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문제3-10.

2- 다음의 괄호에 채워질 적절한 용어를 순서대로 짝지은 것을 고르시오.

( )은 각각의 새로운 데이터 블록이 처리될 때마다 각라인에서 피크치나 rms값의 최대치를 유지하는 기능이다. 이 기능은 과도시험(transient)들에 대해 사용한다. 과도시험에 있어서 FFT분석기의 주요한 결점은 데이터 샘플링 시간에 있다. 데이터 블록은 화면에 표시도기 앞서 처리과정을 거쳐야만 한다. 주파수 범위, 라인수, 중펍평균화가 분석기 설정시 고려되어야 한다.

① Peak hold

② Window

③ Overlapping

④ Impact test

⑤ weighting

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일시적인 흔들림과 계속적으로 진동하는 것과의 차이점 (고유진동과 강제진동)

일시적인 흔들림과 계속적으로 진동하는 것과의 차이점 (고유진동과 강제진동)

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유연한 긴 낚시대, 고무줄에 달린 공 또는 물위에 있는 공에 손을 데어 한 번 움직여 보자! 처음에는 크게 반복하여 움직이다가 점차 크기가 줄어들어 원래의 위치로 정지할 것이다. 누구나 결과는 같다. 그리고 힘을 크게 주던 작게 주던 반복의 주기(반복시간)도 같다. 다만 얼마나 더 오래 반복할 것이냐가 관건일 뿐이다. 그런데 모터에 연결되어 회전하는 기계는 계속 흔들리다가 고유주파수를 만나면 진동이 더 커지게 되는데 모터에 연결되어 크게 떨리고 있는 얇은 전기파이프나 우수 방지용 커버철판은 공진 때문에 그런 것인가?

 

강제주파수(Forced frequency)

결론을 먼저 말하면 ‘힘을 주어 흔들리는 것’이란? 힘(F, 강제력)과 강성(K)에 의해 움직이는 (X), F=KX현상과 계의 시스템의 고유주파수(fn)과 강제주파수(f)가 만나서 생성되는 공진(Resonance)을 모두 포함한다.

공학적으로 진동방정식의 해를 원심력(Fsinwt)이 가해지는 평범한 회전기계로 설명하면 정상해(xsin(wnt+Ф)와 특수해(Fsinwt/(k-mw²))의 합으로 구성되는데 정상해는 초기힘을 가했을 때의 자유진동상태에 대한 진폭을. 특수해는 지속적 원심회전력이 가해졌을 때 가진력과 공진의 관계가 모두 포함된 조화진동상태의 진폭을 의미한다.

이를 쉽게 풀어서 설명하면 위 식의 (정상해+특수해)으로 힘에 의해 강성이 약해서(x=F/k) 크게 움직이는 것(x1)과 공진의 의한 진폭(x2)은 서로 구분이 되지 않으나 일시적 흔들림(정상해)과 계속 진동하는 것(특수해)는 구분해 낼 수 있다.  따라서 만약 모터에 연결되어 크게 떨리는 얇은 파이프나 철판은 강성이 약해서 그럴 수도 있고 공진 때문에 더 커진 것일 수도 있는 것이라고 답할 수 있다. 왜냐하면 공진이 없어도 힘이 크고 강성이 약하면 큰 진동이기 때문이다.

 

키워드	공진, 고유주파수, 강제주파수, RPM, harmonic, 하모닉, 정상해, 특수해

 

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고유주파수와 강제주파수 (소음과 진동의 주파수)

고유주파수와 강제주파수 (소음과 진동의 주파수)

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통기타의 악보코드를 맞추고 기타줄을 튕기면 각기 코드에 맞는 다른 음색을 보이는 하모닉 음이 발생한다.  기타는 각 줄(현) 별로 독특하고 소리의 높낮이가 서로 다르다. 약간의 상식을 갖고 잘 살펴보면 튕기고 있는 기타줄의 길이와 기타줄의 종류 그리고 기타줄이 조여있는 정도에 따라서 소리가 다르다는 것을 이해 할 수 있다. 반면에, 선풍기를 작동시키면 발생하는 진동, 자동차의 엑셀을 밟을 때마다 변동하는 RPM(분당 회전수)은 위의 기타줄에서 발생하는 고유한 특성과는 다르다. 즉, 이 것은 새롭게 생성되는 것이며 반면에 기타줄은 원래 가지고 있었던 것, 쉽게 말하자면 손으로 튕기지 않으면 소리가 아예 나지 않는다는 것과의 차이이다.

강제주파수(Forced frequency)

힘을 가하면 고유주파수와 강제주파수는 모두 변동하지만 강제주파수는 만들어 생성된 값이고 고유주파수는 원래부터 있던 값이다. 이 두 개의 주파수가 중첩되면 큰 진폭을 유발하게 되는데 이를 공진(Resonance)이라고 한다. 이해를 돕기 위해 고유주파수와 강제주파수의 예를 들면 아래와 같다.

고유주파수	강제주파수
-튕기고 난 다음의 기타줄 발생음 -마찰을 하고 난 다음의 바이올린 현 발생음 -타격하고 난 다음의 컵의 물높이에 따른 발생음 -물체를 망치로 치고 난 다음의 물체의 방향별로 달리 발생하는 진동과 소음 -바람이 불 때 발생하는 교량의 고유한 움직임 -진자시계의 추가 움직이는 고유한 주기 -차 실내에 있는 동전이 움직이는 회전수	*회전력(협대역 주파수)-아래 -자동차 엔진 크랭크 회전수 변동 -각 종 기계설비의 축(shaft)의 회전수 -전기적인 가진(60Hz, 120Hz) -모터나 터빈의 회전수 -각종 회전체(기계, 바퀴, 팬, 펌프, 벨트, 기어, 베어링 등)에서 발생하는 회전수   *유체력(광대역 주파수) -바람, 스팀, 파도, 기포(캐비테이션), 액체유동(펌프), 고압기체(압축기)   *충격력(광대역 주파수) -왕복동엔진, 망치, 장력, 프레스, 단조, 항타, 빗물, 불규칙랜덤

 강제주파수가 고유주파수를 깨우는 것이 아니라 가진력이 고유주파수를 깨우는 것이라는 것을 기억해야 한다. 가진력은 뚜렷한 주파수(협대역, 사인파, 조화파)를 가질 수 도 있고 광대역의 주파수(불규칙파형, 충격파형)를 발생시킬 수 도 있다. 협대역 주파수는 공진을 발생시키려면 고유주파수와 일치시켜야 하지만, 광대역 주파수는 그냥 발생시키면 고유주파수가 일어난다. 이때 발생하는 고유주파수를 굳이 공진이라고 부르지는 않는다. 자연의 많은 현상처럼 잠재주파수가 드러난 것이지 심각한 상태는 아니기 때문이다.

키워드	공진, 고유주파수, 강제주파수, RPM, harmonic, 하모닉

 

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