진동(Vibration), 소음(Noise) 교육 컨설팅 한국CBM

진동(Vibration), 소음(Noise) 교육 컨설팅 전문사 한국CBM

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진동과 소음문제로 고민하고 있으며 대책필요, 엔지니어링, 연구분야에서 근무하고 계신 여러분! 

1.진동소음 문제로 고민이다. 직접 해결하기 어렵다. 같이 고민해 줄 사람이 필요하다.

2.진동 감시시스템 및 진동진단장비 선택 등을 하고 싶다. 물어볼 사람이 있으면 좋겠다.

3.지속적인 진동교육커리큘럼과 예측진단/진동 분석체계를 갖추고 싶다.

4.교육 받으러 갈 시간이 없다. 우리 현장에서 우리 기계(설비)대상 실무 교육이 필요하다.

  

한국CBM의 (Training Service)는 아래와 같은 교육커리큘럼을 가지고 있습니다.

1.     진동이론교육 (ISO level 1, 2자격과정)

2.     모달해석+공진 교육(EMA)

3.     CAE해석교육(진동, 소음, 응력)

4.     소음이론 및 실무교육 (소음지도)

5.     소음측정 및 소음법규관련교육

6.     진동측정 및 진동평가관련교육

7.     ODS실무교육

8.     최신 설비진단 기술교육

9.     설비진단 진동결과보고서 교육

10.   준전문가 양성목표(ISO level2+)

11.   현장 실습교육(생산장비대상)

12.   사례교육 (Skill up)

13.   PDM을 위한 장비선정 기술교육

14.   측정 장비사용교육(offline)

15.   모니터링시스템 관련교육(기술체계, 알람체계, 파라미터체계, 중요성능 등)

16.   소음대책엔지니어링

17.   진동대첵엔지니어링

18.   회전체 동력학(Rotor dynamics)

세부적인 진동(설비진단)의 개념에 대한 사항을 예로 들면 다음과 같다.

- 진동단위의 선정과 활용(주단위와 보조단위의 이해 주파수와 각 단위의 용도를 알고 있어야 한다.)

- 진동 위상 측정법 (위상은 매우 중요한 결함을 판단하는 증거자료나 교정자료로 활용된다.)

- 고유 진동수 측정과 축의 위험 속도 이해 (진동이 증가 또는 감소하는 원인의 동력학 이해)

- 진동 센서의 선정과 사용법 (센서를 잘 선정해야 함)

- 센서 설치 방법과 진동 데이터 취득 (센서를 잘 설치하고 계측기를 적절히 설정해야 함)

- FFT 개념과 Spectrum 분석(주파수를 이해하고 분석할 수 있어야 함)

- Rotor Dynamic 이해와 축 진동(회전체 동력학을 알고 그래프를 분석할 수 있는 능력)

- Bump Test, Modal Test 이해와 응용법(동특성을 추출하는 방법)

- 질량 불평형의 원인과 진단법

- 축정렬 불량의 원인과 진단법

- Mechanical Looseness 원인과 진단법

- Bearing(Rolling, Sleeve) 의 결함 원인과 진단법

- Gear 및 Belt 진동의 원인과 진단법

- Motor의 원리와 진동 진단법

- Fan, Pump, Compressor의 구조와 동작 이해 및 진단법

- 위험도 평가와 진동 규격 이해

- 설비 교정 원리 이해 (발란싱, 얼라인먼트)

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키워드	진동교육, 진동계측기, 진동컨설팅, 진동진단, 설비진단, Pdm, 예측진단, CBM

내진설계의 원칙

내진설계의 원칙

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건물이 흔들린다는 것은 건축구조물이 흔들린다는 것을 의미한다. 지진과 바람 또는 건물내부의 가진원에 의해서 생기는 하중은 대체로 ‘풍하중’과 ‘지진하중’이 원인인데 이 중에서 바람에 의한 풍하중은 건물의 외형이 특히 중요한 영향인자이며 또 하나의 가장 중요한 내진설계의 기본인 지진하중은 건물의 동특성(고유진동주파수)과 큰 영향을 받는다. 이 지진하중은 질량과 가속도의 곱인 관성력이므로 만약 강제로 멈추려 할 때 구조물에 파괴를 가할 수도 있다는 생각을 할 수 있다.

내진설계

지진의 진동주기는 대체로 0.2~0.4초(2.5~5Hz내외)에 해당된다 그리고 건물의 고유진동수는 대략 ‘10/층수’ 로 계산된다. 만약 5층의 경우 건물의 고유주파수는 약 2Hz로 계산되므로 2층~5층이하 낮은 건물이 공진으로 인해 더 큰 피해를 입는다.

내진설계는 건축구조물의 강도를 증가시키는 것이며 따라서 고유주파수를 증가하는 것이므로 다음과 같은 내진설계의 원칙을 가진다.

1.     사용한계상태(Service Limit State)

2.     손상한계상태(Damage limit state)

3.     붕괴한계상태(Collapse limit state)

이는 자주 발생하는 지진에는 아무런 피해가 발생하지 않도록, 가끔 발생하는 지진에는 구조적인 피해가 발생하지 않도록, 아주 드물게 발생하는 지진에는 붕괴되지 않도록 설계하는 것을 의미한다.

사실 광의의 내진설계에는 건물의 지지방식을 변경하여 고유진동수를 지진보다 더 작게 하는 방식인 면진과 적극적으로 지진을 동흡진기로 제어하는 제진을 포함한다.

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키워드	내진, 제진, TMD, AMD, 면진, 지진, 진동, 방진, 제진, 내진설계

온라인 상태모니터링시스템(VMS, CMS, PdM, CBM) 컨설팅 전문

온라인 상태모니터링시스템(VMS, CMS, PdM, CBM) 컨설팅 전문

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온라인 모니터링시스템 기획, 도입 및 설치 문제로 고민하고 계신 여러분께! 

(Vibration Monitoring System, Condition Monitoring System, Predictive, Condition Based Maintenance)

1. 온라인 모니터링 도입문제로 고민이다. 직접 선정하기 어렵다. 검토자료를 같이 준비해 주면 좋겠다.

2. 우리 설비의 특성에 맞는 상태기반 모니터링을 설계하고 싶다.

3. 적절한 예산에 맞도록 온라인 모니터링 설계가 필요하다.

3. 전문용어에 대한 이해와 교육 그리고 지속적인 유지보수조건은 어떤 곳이 좋은가?

(CMS Service)는 아래와 같은 기술 커리큘럼을 가지고 있습니다.

1.     온라인 모니터링 시스템 설계, 견적, 예산분석, 리포팅, 구매대행.

2.     CMS, VMS, CBM, PdM 최적 설계조건 검토(센서, 유무선통신배선, DAQ, S/W)

3.     CMS, VMS, CBM, PdM 최적 운영 대행(유지보수, 교육, 운영, 보고, ROI)

4.     CMS, VMS, CBM, PdM 최적 데이터 후처리(Big data, AI, Smart factory, IoT)

5.     전체 생산설비의 평가(Assessment), 설비관리 및 평가기준, 측정주기 등 셋업

6.     설비진단 기술 지원(계획, 측정, 분석, 진단)

7.     설비진동진단 관리대행 (연간계약-정기측정-정기보고서)

8.     공동기술개발 및 설계.

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키워드	온라인 상태모니터링시스템(VMS, CMS, PdM, CBM),진동교육, 진동계측기, AST, 진동컨설팅, 진동진단, 설비진단, Pdm, 예측진단

눈으로 확인하는 초음파 (들리지도 않는 초음파를 볼 수 있다! leak shooter

눈으로 확인하는 초음파 (들리지도 않는 초음파를 볼 수 있다.)

초음파는 20kHZ이상의 고주파영역을 가지고 있는 소음과 진동 모두를 포함하여 지칭하는 파장의 종류로서 물론 사람의 귀로 들을 수 없으며 직진성을 특징으로 하므로 발생위치를 알게 되면 원인의 해결을 할 수 있으므로 다양한 방법으로 활용되는 기술이다. 인체에 해로움이 적어 누설진단, 기계이음진단, 전기코로나, 임산부 유아확인, 차량후면 거리측정, 비파괴진단 기술, 세척 등에 매우 광범위하게 사용되고 있다. 그런데 귀로 들을 수 있는 기술을 가진 초음파 진단기는 있어도 눈으로 볼 수 있는 초음파 계측기 또는 카메라가 있을까? 과학은 점점 쉬워진다.

초음파 누출진단 카메라 (LEAK SHOOTER)

초음파가 발생하는 위치를 실시간으로 카메라 화상으로 확인해 볼 수 있는 초음파 계측기가 출시되었다.

프랑스 SYNERGYS TECHNOLOGIS사의 ‘LEAK SHOOTER(초음파진단 카메라)’는 휴대용 초음파 계측기로서 초음파가 발생하는 위치를 LCD화면에서 실시간으로 표기하고 헤드폰으로 병행하여 초음파를 가청음으로 확인하는 방법으로 사용된다.  또한 본 초음파진단 카메라는 발생되는 초음파의 양을 dB색(노랑 및 적색)으로 표기하며 저장 및 컴퓨터로의 전송할 수 있는 기능도 제공한다.

기존에 초음파 설비진단기 제품군과 성능이 유사하고 화면에 위치를 표기하는 기술은 독보적인 특허기술로서 본LEAK SHOOTER(초음파진단 카메라)만이 가지고 있는 방법이다.

초음파 진단 카메라의 사용용도는 기계진단, 공기누설, 전기코로나 음 등의 발생위치를 확인하고 정밀진단을 위한 초기검침기기로서 매우 획기적인 계측기라 할 수 있다.

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관련 Tag

Leak shooter, 음향방출(Acoustic Emission), 가스누출, 초음파 가스누출, 초음파 카메라, 초음파 설비진단 카메라, 코로나, 초음파카메라

진동방지대책-발란싱(balancing)-Field발란싱-일반적 교정절차

진동방지대책-발란싱(balancing)-Field발란싱-일반적 교정절차

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사전을 가지고 있다고 언어를 잘 할 수 없듯이 공식만 가지고 설비진단을 절대로 할 수가 없다. 필드발란싱 계측기는 단지 정상적인 상태에서의 균형잡기만을 정확하게 풀어내므로 컨설턴트 입장에서는 절대로 계측기에만 의존할 수 없다는 것도 알게 되는 시점이 있다. 필드발란싱을 통해 회전기계의 진동을 낮추고자 할 때에는 위험한 작업과 정밀한 작업을 모두 수행해야 하므로 때때로 별도의 자격증을 요구하기도 하며(미국에는 발란싱전용 별도자격 있음) 생산팀, 공무팀, 컨설턴트가 모두 참가하여 이를 확인하고 아이디어를 공유하기도 한다. 그 만큼 중요한 업무절차가 요구되며 좋은 결과를 기대할 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 경험이 있는가 없는가의 확인은 센서를 어디에 부착해야 할 지에 대한 것부터 알 수 있다.

현장 발란싱(field Balancing)의 일반적 교정작업순서

현장에서 발란싱을 수행할 때 일반적인 교정작업순서는 다음과 같은’ 표준작업절차’를 이용하는 방법도 있다. 정돈과 시스템이 잘 된 회사의 경우에 반드시 이러한 기준절차서가 존재하며 그 절차서를 살펴보면 일반적인 교정작업순서를 알 수 있다.

필드발란싱의 일반적인 교정작업순서를 정리하면 다음과 같다.

1.     준비물(계측기의 충전상태, RPM센서, 케이블, 저울, 사진기, 수정중량과 고정공구 그리고 표준작업지시서를 준비한다.)

2.     대상물의 예외사항에 대한 고찰(수정면, 회전수, 바닥고정상태, 주파수분석을 통한 언발란스확인, 베어링 등 기타기계요소확인, 안전, 공진 등)

3.     RPM센서(Tachometer)의 설치(안정된 위치에 반사판과 각도 및 거리를 고려하여 설치,  회전센서의 위치를 마킹, 전원충전을 확인, 회전센싱을 별도 검증)

4.     진동가속도센서의 설치(가급적 수평, 수직에 설치, 접촉공진 및 안전에 유의, 케이블처리)

5.     계측기설정(수정면, 회전방향, 센서의 위치 및 교정중량부착위치의 설계와 마킹)

6.     기준측정(초기측정, Reference Measurement)

7.     시험측정(시험중량부착 후 다시 측정, Trial run measurement)

8.     교정위치확인(계측기에서 알려준 위치와 질량을 확인)

9.     교정측정(교정중량부착 후 다시 측정, Correction run measurement)

10.   초기결과에 만족하지 않을 경우 다시 교정.

11.   교정완료, 현장정리

필드 발란싱에서 경험이 중요한 이유는 안전요인 이외에도 작업을 위한 설비가동이 제한적일 가능성이 있고, 교정평면을 이해하지 못하고 단면교정만 하거나 무리한 시험중량으로 진동이 크게  또는 너무 작게 되거나 공진을 알지 못하고 정확한 교정지점을 찾지 못하는 경우, 진동의 단위 및 센서의 원리를 이해 못하는 경우 등 다양하게 결과의 질로 나타날 수 있다. 무엇보다 가장 중요한 것은 진동의 원인이Imbalance가 아닌데 발란싱작업을 하는 경우에 대한 작업의 오류이며 따라서 진동을 정확히 진단하여야 하는 것이 더 중요한 사항이 된다.

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발란싱, 필드발란싱, 샾발란싱, 질량불평형, Unbalance, Imbalance, 설비진단, ISO1940, 허용진량불평형, 편심, 현장발란싱.

모달해석과 ODS;운전중변형형상(물체의 움직임을 본다면 얼마나 해석하기 쉬울까?)

모달해석과 ODS;운전중변형형상(물체의 움직임을 본다면 얼마나 해석하기 쉬울까?)------------------------------------------------------------------

물체, 건물, 기계의 움직이는 형상(Shape)을 인지한다면, 가장 많이 흔들리는 부분에 고무를 삽입하거나 버팀목을 붙이는 보강조치 등을 쉽게 적용할 수 있을 것이다. 그러나, 움직이는 형상이 그리 쉽게 보이지 않는다는 점이다. 만져서 느끼는 것 조차도 고주파일 경우에는 거의 불가능하다. 그래서 ‘모드해석(Modal Analysis)’이란 개념이 나타나게 되었다. 형상의 거동은 주파수;초당 반복수(Hz)에 따라 모두 다르고 또한 고유주파수와 가진 주파수가 일치하면(공진,공명;Resonance) 생각하지도 못했던 파괴에 이를 수도 있다.

모달해석(Modal Analysis)

시간에 따라 힘이 변동하는 동적상태(Dynamic)에서 본다면 구조물은 형상에 따라, 지지상태에 따라, 각기 고유한 특성을 가지는데 이를 동특성이라 하며, 이 동특성(고유주파수, 감쇠비, 고유벡터, 고유모드형상)을 찾는 방법을 모달해석 또는 고유치 해석이라고도 한다. 이 고유치(동특성)을 알아 낸다면, 주파수가 변동함에 따라 변동하는 물체의 모양(Mode shape)등 을 시뮬레이션을 통해 미리 알 수 있고, 최대 변형점이나 절대로 움직이지 않는 점(Node)도 알 수 있다. 그리고 위험한 주파수 대역을 알아내어 그 주파수와 운전속도가 일치하지 않도록 설계조치의 변경작업도 할 수 있는 것이다.

이 동특성을 미리 알아내기 위해 사용되는 방법은 크게 두 가지로 첫째, 유한요소법(FEM), 경계요소법(BEM) 등을 이용한 수학적인 해석적 방법이 있으며, 둘째, 실제로 가진력을 주어 반응하는 것(응답함수)을 신호분석하여 동특성을 구하는 방법(EMA; Experimental Modal Analysis)이 있다. 위의 방법론과 연구분야는 실제로 진동연구가 진행되는 학교 및 연구기관 산업현장에서 가장 많이 하고 있는 연구과정이나 목표의 하나이며, 진동해석의 기본이기도 하다.

운전중 변형형상(ODS; Operational Deflection Shape)

구조물, 특히 기계는 대부분 설계시점에 동특성을 기본으로 참고하였고 일정한 가진력을 계속 받고 있으며 일정한 속도로 운전하고 있다. 이 기계의 운전상태가 좋지 않다는 것은 진동을 통해 인지하게 되므로, ‘운전중 변형상태를 형상’으로 확인해 본다면 실제로 구조물의 안정적인 운전에 기여할 것이다. ODS는 이렇게 복잡한 해석의 절차를 달리하여 간편화한 것으로서, 구조물의 주요부분을 각각 진동을 측정하여, 그 상대적인 위상차로 거동을 표현하는 방법이다. 따라서 입력 값에 대한 동특성을 아는바 없어도 현상 중 분석으로, 각종 Trouble Shooting에 대처할 수 있는 것이다. 즉, 거동이 가장 심한 곳에 대한 문제를 먼저 해결하는 근거로 사용하는 것이다.  

ODS는 주성분해석법과 전달행렬법으로 나눌 수 있으며, 주성분해석은 전달행렬법과 달리 여러 개의 기준점을 사용하여 운전중 변형형상을 구해내기 때문에, 기준점이 절점(Node)에 위치했을 경우의 오류를 배제할 수 있으며, 여러 개의 랜덤소스가 있을 경우에는 그 개수와 중요도도 구할 수 있는 장점이 있다.

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진동, 기계진단, 모달해석, Mode, 모드해석, ODS.

진동+발란싱+ODS EI Digivib MX30 (설비진단전문가용 FFT)

진동+발란싱+ODS  EI Digivib MX30 (설비진단전문가용 FFT)

 

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진동교육, TPI, 진동진단, 진동가속도센서, 초음파카메라, fft, 설비진단전문가용 FFT진동+발란싱 EI Digivib MX30

-      4채널 Vibration FFT Spectrum Real time Live

-      Route 측정(설비진단), Overall 자동 진동평가(ISO)

-      Field balancing 및 Rotor dynamic 분석기능

-      Laser alignment 연동

-      ODS simulating

-      공진(FRF), 공간분석(Orbit, waterfall, Polar plot, Nyquist plot외)

-      Raw data 후처리 분석기능

-      3축센서 활용, 2면, 시간데이타저장

-      Data output (wav, UFF58, ASCII)

-      Barcode를 통한 자동측정지점 인식

-      Bearing Analysis

-      다목적 기능(설비진단 진동 Route측정분석, Real time, 후처리분석, 필드발란싱, 레이져축정렬, ODS 등)

-      Vibro Laser alignment 장비와 연동

-      전문장비+실무정비 실용적인 전문기능의 구현

-      유지보수 패키지, 합리적인 가격대(동일기능구성 1/3이하)

-      ODS 기본탑재, 2면 필드발란싱(Dynamic) 기능 기본탑재

-      공진측정 기본탑재

-      소규모(4ch) 연구시험용 장비로도 사용

-      설비진단, 연구시험 (Motor, Turbine, Pump, Compressor, Roll, Bearing, Fan, Blower, Generator, Paper, Petrochemical, Machine tool, Ship, Cement, Tire 기타 분야)

-      설비관리 (정유 중화학공장, 제지, 전력, 가스, 에너지, 시멘트, 공작기계, 식품제조, 전자생산, 조립생산, 자동차, 조선 관련 사업체)

-      설비진단자격보유자, 전문센터보유사 진동진단분석가, 설비관리 2년이상 준전문가 이상급 활용, 온라인모니터링시스템의 이상진단용. 예측진단팀, 정비팀, Reliability팀, 설비보전팀, 공무팀, 생산지원팀, 시설팀. 설비진단엔지니어링컨설팅사

강성(Stiffness)과 탄성(Elasticity)

강성(Stiffness)과 탄성(Elasticity)

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진동을 구성하는 필수요소 3개중 하나인 강성은 ‘원래의 상태를 유지하려는 성질’을 의미한다. 강성은 탄성에너지(위치에너지)와 상호 변환할 수 있고 질량관성이 이루는 운동에너지와 교번하여 전체에너지를 나누어 가진다. 따라서 강성과 관성이 방향이 서로 반대인 것이 정상인데 만약 방향이 같을 경우에는 공진이 발생하는 것이라고 볼 수도 있겠다. 강성은 이렇듯이 공진의 기본 원인인 고유주파수를 이루므로 강성[N/m]이 세다는 것은 고유주파수가 높고 고집이 세다는 뜻이기도 하다.

탄성계수(Modulus of Elasticity)는 강성의 구성요소

탄성계수는 임의의 재질의 탄성특성을 나타내는 척도로서 종탄성 계수일 경우 ‘young modulus(영률)’이라 하며 σ=Εε, E=(응력/변형률)으로 정의된다. 종, 횡탄성계수는 면적당 단위(Pa,N/m²)로서 사용되며 steel일 경우19.5*10^10Pa, Soft Rubber는 0.0005*10^10Pa로 ‘탄성이 크다는 것은 응력을 많이 받아도 조금만 변한다는 것’으로 강성과 그 특성이 유사하다. 공간수학적으로는 함수(복소수, 편미분)로 표현하여 조화운동(Harmonic)을 표현하게 된다. 탄성계수는 체적탄성계수로 사용되기도 한다. 이 때 유체일 경우 K[비열비*압력]으로, 고체전단일 경우 G(EI/A)로 사용되는데 따라서 매질내 음속[v,전파속도]은 √(K,E,G/ρ)로 계산된다. 그래서 진동주파수는 f=v/λ이므로 강성과 주파수간의 관계는 f=√(K, E, G/ρ) /λ가 되는 것이다.

종합적으로 강성과 탄성의 관련성을 정리하면 강성을 구할 때 재질 및 구조의 특성요소가 포함된다는 것인데 여기에 탄성계수가 있다. 즉, 강성을 탄성을 포함한 식으로 각 지지유형별로 정리해 보면 다음과 같다.(EI=굽힘강성, I=단면2차모멘트)

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키워드,	강성, 등가강성, Stiffness, 정강성, 동강성, 진동의 필수 3요소, 탄성계수