기어-진동진단1

기어-진동진단1

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한가지 또는 여러 가지 원인에 해당되는 결함을 일으키는 가진력들로 인해서 기어박스는 진동이 발생되고 소음이 유발된다. 여기서 한가지 전제하여야 할 것은 기어박스에서 발생하는 소음이 항상 ‘고장’을 의미하는 것은 아니라는 점이다. 물론 이러한 노이즈가 발생하여 수리를 요하는 상황에 이르게 될 수도 있지만 기어의 수명과 노이즈가 동등한 상태라고 할 수 는 없다는 점이다. 예를 들어 진동이나 소음으로 기어의 상태를 판단하기 때문에 기어박스에서 GMF가 증폭되는 것을 줄이기 위해 제조사에서는 이를 대비해서 메인프레임과 커버를 서로 고도의 댐핑(damping)을 처리하여 차진(isolate)하기도 한다.

 

기어의 진동원인과 스펙트럼분석(frequency analysis)

1. 피니온과 기어축을 지지하고 있는 베어링과 관련된 주파수(결함주파수와 하모닉주파수)
2. 피니온과 기어축의 1X TS와 그 하모닉스주파수
3. GMF(Gear Mesh frequency)와 그 하모닉스 주파수
4. GMF와 그 하모닉스의 Sidebands(피니온과 기어축 회전수의 ‘+’혹은 ‘–‘측대역주파수들)
5. 기어의 wobble(disk resonance)주파수
6. 기어치의 tooth resonance
7. Frequencies from the gear hobbing or cutting machine, or from the cutters. 스펙트럼에서 ghost error 발생.
8. 기어의 bolt holes관련 주파수
9. 축의 변형(deflection), 축의 공진(resonance)
10. 축하중에 기인한 베어링의 변형(deflection)

 

위와 같은 주파수는 기어박스에서 진동스펙트럼을 취득하면 막연하게 보이는 복잡한 주파수들이 의미하는 일종의 질병발생가능성들이라고 할 수 있다. 기어의 회전수와 관련 제원을 입수하여 이 것들의 패턴과 진동원인들을 필요한 것과 필요가 없는 것을 잘 분리하여 분석하는 것이 가장 기본적인 진동분석의 순서일 것이다.

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키워드	기어진동, GMF, 기어주파수, 기어결함

 

추천-진동 및 온도 블랙박스 IOG shock recorder

진동 및 온도 블랙박스 IOG shock recorder,

Introduced by 추천 전문사 AST

진동, 온도 기록감시계(기록 및 저장)

일정한 시간 동안 기계 또는 제품에 이상이 없었는지를 궁금해 한다면 어떤 것을 구매해야 하는지?를 생각하기 전에 어떤 기술을 사용해야 상태를 알아낼 수 있을까?를 먼저 고려해야 한다. 바로 진동과 온도가 이런 경우에 사용해야 하는 상태모니터링기술이다. 진동과 온도가 높거나 이상한 상태였다면 기계의 수명, 제품의 파손, 식품의 안전 등을 저해하는 요소가 증가합니다. 특히 경제적인 비용으로 진동 및 온도 블랙박스를 사용하면 과거를 알 수 있습니다. 그리고 제조 후 수송과정의 안정성을 증명할 수 있습니다.

주요기능, 특징과 용도	진동과 온도가 기록된 블랙박스.
-      진동가속도(온도) 기록저장, 표시 -      1축, 3축 (1-500G, 다양한 제품군) -      6개월over battery지속, 또는 밧데리 불필요 -      간단한 USB접속 자동인식 다운로드 -      USA -      중요기계 및 장비수송, 보험, 택배 -      사고기록 및 진단 -      생산설비 및 조립품(조립공정) -      충격기록계, 환경기록 및 진단 등

추천사유

• 초소형, 초경량, 초내구성, 확실한 기록의 블랙박스
• 수송기계에 최적, 간편한 설정(인간편의), 간편한 설치(가벼움), 간편한 관리
• 대규모 부착, 합리적 가격대.

다음의 용도로 사용​

• 중요기계 및 장비수송, 보험, 택배
• 사고기록 및 진단
• 생산설비 및 조립품(조립공정)
• 충격기록계, 환경기록 및 진단 등
• 모니터링(구조, 기계, 생산, 공진분석)
• 가변속 설비진단, 기계진단, 수송기계
• 설비관리 (건축기계설비, 정유 중화학공장, 제지, 전력, 가스, 에너지, 시멘트, 공작기계, 식품제조, 전자생산, 조립생산, 자동차, 조선 관련 사업체)
   
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설비진단 진동평가기준 3 (ISO7919-축변위센서에 의한 평가기준)

설비진단 진동평가기준 3 (ISO7919-축변위센서에 의한 평가기준)

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회전 기계(설비)의 진단을 위한 진동평가기준에는 가속도센서를 이용한 비회전부(베어링 하우징 등)의 측정방법 이외에 축변위센서(회전축거동을 직접 비접촉방법으로 측정)의 기준이 있다. 고속이며 대형인 설비(대형모터, 터빈, 압축기, 대형 블로워, 펌프 등)는 슬리브베어링(Sleeve, Metal, journal, hydro static)을 사용하고 있으며 베어링과 하우징간에 유막이 형성되어 감쇠가 되므로 축(shaft)거동을 직접 변위센서로 측정하는 방법의 기준이 필요하기 때문이다. 또한 이러한 설비들은 공장 내에서 매우 중요한 설비에 속하므로 설비의 안정상태를 온라인으로 감시해야 한다. 따라서 이러한 절대적으로 설정된 진동기준을 참조, 자체적인 기준을 별도로 정하여 설비의 건강상태를 모니터링을 하고 있다.

평가기준(회전기계) ISO7919

7919의 진동평가도 Overall(진동량)으로 평가한다. PLC나 DCS, PI 시스템에서 읽어 들여 보여주는 그 값이다. 이 값으로 TRIP설정도 하고 Warning신호도 발생하는 것이 현재에 사용하고 있는 위험상태 감시 방법이다. 비접촉 변위진동센서를 이용하여 기계의 축의 변위(X축은 1000*RPM, Y축은 변위Peak to Peak, ㎛)를 관찰하는 방법은 증기터빈(7919-2)과 가스터빈(7919-4)의 기준이 있으나 범용적인 산업설비는 7919-3에 나타나 있다. 이는 상대적인기준(Relative)에 의한 평가로서 변위센서에서 취득한 AC성분을 Peak to Peak로 표현하여 읽는 값이어야 하며 이는 절대적인 기준(DC+AC, True peak)을 의미하지 않는다는 것에 주의해야 한다. 즉, 절대기준에 대해서는 증기터빈(7919-2)에서 별도로 기준표가 있는데 이는 센서가 움직이는(센서가 고정된 하우징이 같이 움직이는)상태를 포함하는 축거동의 취득신호를 의미하며 Bently에서는 고유하게 ‘True peak’로 표현하므로 이를 확인하여야 한다.

7919: 변위센서(Proximity probe)로 측정, 변위(Peak to Peak)로 판단, 적어도 회전속도의 2.5배 이상 주파수를 포함하여 측정하여야 함, 주로 Sleeve bearing이 사용되는 대형 고속 회전기기(7919-2,3,4가 주로 사용)에 사용, 절대진동과 상대진동기준이 별도로 있으며 낮은 기준으로 우선 적용, Dresser-Clark선도, API611, VDI2059가 모체.

주의사항

하나의 설비 조합 유닛(Application, Assembly component)에서 측정된 수평, 수직, 축방향 DE측 NDE측 모두에서 측정된 것 중 최고 진동량(Overall)으로 평가하며 7919와 10816으로 동시에 평가했을 경우에는 더 낮은 평가기준으로 우선 적용한다.

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키워드	진동평가, 설비진단, ISO10816, ISO7919, 절대기준, 상대기준

 

음향방출(AE, Acoustic Emission) 카메라모니터-Leak shooter

음향방출(AE, Acoustic Emission) 카메라모니터-Leak shooter

고체와 고체간의 마찰(베어링, 마찰 및 충격부위) 및 유체(기체, 액체)와 고체와의 마찰이 발생할 때에 초음파(Ultrasonic)를 발생한다. 이를 음향방출(Acoustic emission)이라는 비파괴 검사용어로 사용되기도 하는데 이 때 발생하는 초음파 이외에 추가적으로 직접적으로 소음이나 진동으로 파생되기 전에는 초음파 자체를 사람이 들을 수는 없다. 또한 진동으로 느낄 수도 없다. 그래서 초음파 감지기는 가청음역대의 주파수로 이 초음파를 변환하여 헤드폰으로 듣고 이상현상을 판단하게 된다. 칼라 액정 화면에 가스가 누출되는 위치를 표기할 수 있는 초음파 가스 감지기가 전세계적으로 다양하게 사용되고 있다.

카메라형 초음파(음향방출) 감지기

화면에 물리적 상태를 표기할 수 있다는 것은 혁명이다. 베어링의 이상음을 발견하여 설비의 조기결함을 모니터링할 수도 있고, 가스누출감지기(초음파)로서 초음파가 발생하는 누설위치를 그 양을 표시(dB)하여 칼라화면에 표기해주므로 만일에 있을 대형사고를 방지하는 안전 검사장치로도 아주 유용하게 사용할 수 있다.

특히 최근의 대형사고들로 인해 설비의 베어링 고장관리 및 가스누출현상을 사전에 방지할 수 있는 검사장치기술로 파악할 수 있다는 것은 매우 편리한 방법이 될 수 있다. 초음파는 우리가 들을 수 없으므로 변환장치가 필요한데 동종의 초음파 누출감지기는 헤드폰 만으로 그 양을 판단할 수 있었지만 본 Leak shooter (LK2000)은 화면에 그 위치까지 표기 할 수 있는 매우 혁신적인 계측 감지기라고 할 수 있다.

초음파가 발생하는 곳을 화면으로 추적하면 베어링의 상태와 가스가 누출(Leak)되는 곳을 쉽게 찾을 수 있다.

 

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다음의 용도로 사용

• 검사장치 및 설비관리 (건축기계설비, 정유 중화학공장, 제지, 전력, 가스, 에너지, 시멘트, 공작기계, 식품제조, 전자생산, 조립생산, 자동차, 조선 관련 사업체)

 

압축기(Compressor)진동-결함유형2-공진과 헐거움

압축기(Compressor)-결함유형2-공진과 헐거움

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기계를 운전하면 진동이 발생하기 마련이지만 유사한 다른 기계보다 더 큰 진동의 원인은 공진과 헐거움 때문인 경우가 많다. 특히 각 부품의 고유 주파수와 운전상에서 발생되는 주파수와 일치되지 않아야 한다. 운전 중에서 발생되는 주파수로는 Compressor rotor의 작동주파수, Blade Pass frequency, Compressor 베어링 주파수, 구동부(Driver)의 작동주파수, Imbalance, Angular Misalignment, Bent Shaft 등이 있다. 또한, 각 파이프의 고유주파수도 Surge와 Stall상태 등에서 상황에 따라 큰 사고를 발생시킬 수 있다.

Compressor결함진단- Resonance와 Looseness

압축기의 축과 베어링지지대(pedestal)의 공진(resonance)은 압축기의 작동주파수에 있어서 치명적일 수 있다. 특히 이 1X 주파수는 줄이기 위해서 필드발란싱(Field balancing)을 수행할 수 있는데 아주 불가능한 작업은 아니다. 컴프레샤의 회전축(rotor) 또는 크랭크샤프트 자체에는 조립체로서 기본적인 고유주파수가 있고 또한 각 블레이드나 베인(vane)도 자체의 공진주파수가 존재한다. 그래서 작동주파수와 날개주파수가 이러한 고유주파수들과 일치하지 않도록 해야 한다.

컴프레샤의 구동부는 강제주파수를 발생하고 이 것 또한 컴프레샤의 고유주파수를 가진시키지 말아야 한다. 컴프레샤는 구동부에 직결커플링으로 연결되므로 구동부의 작동주파수와 컴프레샤의 1X RPM이 같다. 따라서 모터에서 발생하는 Imbalance, Angular Misalignment, Bent Shaft 등도 컴프레샤로 그대로 전달되기 마련이다. 흡입과 토출측 파이프의 고유주파수 또한 압축기의 강제력 특히 stall(선회실속)이나 서어지(surge)상태에서 비롯된 강제력과 공진을 일으킨다.

 

느슨한 베어링과 풀린 볼트 등은 시스템의 강성을 변화시켜 높은 진동을 유발시킬 수 있다. 또한 축상의 회전체의 loose (Wheel bore와 축사이의 과도 Clearance)는 작동 중 축이 shift 되어서, 적절한 balancing작업을 수행할 수도 없게 되니 이를 잘 유념하여 진단하여야 한다.

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키워드	압축기의 진동진단, 컴프레샤의 공진, 컴프레샤의 기계적이완, 헐거움, Looseness

 

기술검토-진동 알람램프식 진동모니터링장치 VWD

계측기술검토-User의 관점

 

 

 

진동 알람 램프식 진동모니터링장치 VWD

 

검증추천	나쁨	별로..	쓸만함	권장수준	자랑할 정도
다양한 기능		y
출력과 성능		y
동종 가격대				y
사용이 쉽다			y
외관 및 편리					y

 

Key word -경제적인 가격으로 진동체의 진동상태를 모니터링 할 수 있다. 크고 밝은 빛으로 감시하며 궁금하면 액정으로 확인해 볼 수 있다. 특히 ISO기준탑재와 자석으로 인한 부착방법은 사용자 편의를 높였다 할 수 있다. -원격 네트워크 모니터링 기능이 장착된다면 분명히 가격이 상승할 것이다.

Model: VWD (Vibration Watch Device) 설비상태진단용, 진동상태모니터링용, 교육용

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진동교육, 진동계측기, TPI, 진동진단, 발란싱 EI Digivib MX30, IOG shock recorder, Ronds, vwd, 진동램프

 

 

다음의 용도로 사용

• 중요기계 및 설비 상태모니터링(watch dog)
• 설비관리 (건축기계설비, 정유 중화학공장, 제지, 전력, 가스, 에너지, 시멘트, 공작기계, 식품제조, 전자생산, 조립생산, 자동차, 조선 관련 사업체)
• 설비진단자격보유자의 현장 1차 모니터용-전문센터보유사 진동진단분석가, 설비관리 2년이상 준전문가 이상급 활용, 온라인모니터링시스템의 이상진단용. 예측진단팀, 정비팀, Reliability팀, 설비보전팀, 공무팀, 생산지원팀, 시설팀.
  특징
• 진동가속도(MEMS)센서(최대16G)
• LCD(속도, 가속도 rms) 값 표시
• 충전-밧데리 방식(5V)/ 전원아답터 전환가능.
• ISO10816-3 알람기준 탑재 진동한계 램프작동방식
• 빛으로 모니터링(원거리 확인가능 고휘도 램프장착)
• 국내 최대 진동훈련기관, 모니터링전문기업 직접 국내제작
• 진동 모니터링을 빛으로.
• 탈부착이므로 이동하여 원하는 위치에서 측정할 수 있음
• ISO 진동기준 탑재.