VISOPE-진동소음음향방출분석-진단모니터링-한국CBM

2016년 4월 17일 일요일

추천-로터다이나믹 설계 및 해석 R4

로터다이나믹 설계 및 해석 R4,

Introduced by 추천 전문사 AST

AST는 이에 대한 최적의 로터시스템 해석 및 전문 설계소프트웨어를 추천합니다.

DynamicsR4는 2016현재 국내 K연구소, D중공업, H사 등에서 사용하고 있으며 많은 연구소 및 기업체에서 DynamicsR4의 사용 및 활성화가 진행될 예정입니다. 자세한 내용을 추가로 적어드립니다

1. DynamicsR4 현재 버젼

1) User Guide (www.alfatran.com/dyn/userguide_eng.pdf )

2) Tutorial (www.alfatran.com/dyn/Tutorial_English.pdf )

3) Simulation in Dynamics R4 (HowTo…) (www.alfatran.com/dyn/dynamics_r4_howto_eng.pdf )

Useful materials on Dynamics R4 applications:

4) Solutions (http://www.alfatran.com/solutions.shtml )

5) Publications (http://www.alfatran.com/publications.shtml )

6) Media Library (http://www.alfatran.com/movie.shtml )

2. DynamicsR4: FEM tool

1) DynamicsR4.9는 1D와 2D를 지원하는 FEM tool 입니다. 따라서, beam, shells, springs, masses, nonlinear element 등과 같은 special elements들을 가진 FEM tool 입니다.

2) rod-shaped structure 지원하고, Flat cross-section hypothesis를 가집니다.

3) Global dynamics matrix, FEM solver를 가지고 있습니다.

4) Modal methods of SOE reduction

5) 현재 DynamicsR4는 Solid elements(3D) 구조물을 모델링하는 기능은 가지고 있지 않습니다.

6) Recommendations for cases modeling using FEM

7) Recommendations to model section of rotor shaft using FEM

3. DynamicsR4의 특징

1) Rotor 해석시, rotor case의 영향도 무시할 수 없는데, DynamicsR4에서는 rotor+case에 대한 해석이 커플링이 되어 함께 이루어 집니다. 샤프트 사이의 연결은 다양한 링크로 만들어 질 수 있습니다.

2) 각 자유도를 조정하는 것이 가능한데, rotor와 case 사이의 링크 뿐만 아니라, 로터 요소의 링크도 조정하는 것이 가능합니다.

3) 사용자 메뉴얼(User Guide)을 보면, [2, p.9-51 : 9-59]에 강성, 댐핑 특성, 그리고 구속조건의 정의에 대한 예를 확인하실 수 있습니다.

4) Generalized element와 coupling에 대한 flexibility에 대한 내용은 UG(UserGuide)의 [2,p.8-42:8-48]에서 확인하실수 있습니다.

5) 베어링 종류의 경우, Any kind of journal bearing in quasi linear statement (If you have non-symmetric stiffness and damping coefficients). Plain journal bearing in non-linear statement. Full list of available nonlinear bearings can be found in UG [2,p.

11-71 : 11-94]. Nearly each new version of Dynamics R4 comes out with new nonlinear element. The next one will include [Floating ring seal] and [Crack] elements.

6) 베어링의 강성과 댐핑계수 경우, Via additional output in nonlinear bearings. See 48 example in Tutorial [3], or [Rolling Bearing Info] post-processing for 5DOF angular – contact ball bearing UG[2, p. 16-179].

7) 댐퍼의 종류의 경우, You may found the equations used for SFD in the Appendix 3 of Tutorial [3, p. 123] ; list of parameters in UG [2, p. 11-82]

8) DynamicsR4 내부에서 댐퍼 모듈을 생성시키고 사용하는 A short presentation on plain journal bearings which used the same equations as SFD may be interesting for you

www.alfatran.com/pptx/plain_journal_bearing.ppsx

9) 기어종류의 경우, Dynamics R4 allows to simulate rotor systems with free orientation of spin axes. Analysis in our software is performed for coupled lateral, axial and torsional vibrations. (No separate analysis for lateral and torsional vibrations)

Our GearSet link allows to model cylindrical gears couplings with spur and helical teethes (inner or outer); bevel gears with consideration of moment in contact. Please see updated User Guide [2] and Tutorial Guide [3]. Especially take a look at our How To [5] - “12 Simulation of bevel gear set”

TEL: 02-6480-9991 FAX: 02-6971-8178 mail: sales@astint.co.kr

키워드	진동교육, 진동계측, 진동컨설팅, 진동진단, 설비진단, Pdm, 예측진단, 진동센서, 소음센서, 진동시뮬레이터, 진동해석소프트웨어

2016년 4월 10일 일요일

진동방지대책-발란싱(balancing)-측정과 기본원리

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동그라미가 한쪽으로 조금만 튀어나오거나 휘어져도

정상적으로 운동할 수가 없다. 이와 비교하여 회전부위 한 곳이 묵직한 이물질이 부착되거나 부러져서 탈락해도 당장에 진동이 증가하였다는 것을 알아챌 수 있다. 발란싱은 흔히 자동차의 휠발란스(바퀴의 휠부분에 한쪽으로 납덩이를 붙여서 질량불평형(Imbalance)을 맞춰놓은 상태)로 익숙한 개념인데 진동을 낮추는 방법으로 공장 및 회전기계를 사용하는 현장에서 모두 적용이 가능한 진동제어의 원리이기도 하다. 이 것을 발란싱(Balancing)이라고 한다.

발란싱(Balancing)

발란싱은 질량의 불평형을 해소하기 위해 균형을 맞추는 방법이다. 아무리 균형이 잘 맞추어져서 제작된 회전기계 또는 원판이라고 해도 이 Imbalance(질량불평형)은 반드시 존재한다. 이러한 질량불평형을 교정하기 위해서 제조사에서 출하 전에 시험대에서 맞추는 방법도 있고 현장에서 실제로 바닥에 고정 설치해 놓은 다음에 시운전 전에 실시하거나 진동이 높아서 현장에서 재 수행하는 방법도 있다. 이 것을 샾발란싱과 필드발란싱으로 명확히 구분한다. 그러나 이러한 두 가지 방법의 발란싱의 작업절차는 큰 차이가 없는데 주로 다음과 같은 순서로 진행된다.

1. 문제가 언발란스(Unbalance)로 판명되었을 경우에 발란싱작업을 수행한다. 전문업체에 의뢰(업체로 이송, 현장에서 대신 수행)할 수 도 있고 자체적으로 정비할 수도 있다.

2. 계측기(진동센서, RPM센서)를 이용하여 진동량과 위상(Phase)를 기록하여 벡터를 이용하여 수계산하거나 전문발란싱계측기를 이용하여 정확한 위치에 질량을 추가하거나 감량시킨다.

3. 다시 진동을 측정하여 목표량이 미치지 못했을 경우 작업을 다시 수정한다.

발란싱작업을 위와 같이 단순히 설명하면, 무거운 지점을 찾아서 원중심의 반대방향에 똑 같은 질량의 무게추(weight)를 부착하면 되는 간단한 작업이다. 그러나 발란싱 작업도 축정렬작업과 마찬가지로 고도의 측정 및 정비능력이 필요하며 무엇보다 경험이 많이 필요하다. 왜냐하면 공식대로 또는 계측기가 모든 경우의 수를 포함하지 않기 때문이다. 그리고 진동(Vibration)의 해석과 관련이 있다.

현장의 설치상황은 고도의 기술을 보유한 경험자만이 판단하고 부가적인 조치를 취할 수 있는데 그 이유를 설명하면

첫째로 진동이 최고인 지점으로 무게가 최고인 지점을 찾는 것이 쉽지 않다. 이 것은 측정하는 지점(Bearing housing)이 진동이 가장 높은 지점이 아니기 때문(Phase lag)이다.

둘째로 축은 회전하면서 휜다(Bent). 이 것은 진동을 하면서 거동하는 모드(Mode)의 형태와 같은데 이 지점을 측정(Measurement)할 수 없다는 것이 문제가 된다.

셋째로 위험속도(Critical speed)라는 구간은 공진(Resonance)의 영향을 받는데 비틀림(Torsional vibration)도 있고 굽힘(Bending)도 있는 이 지점을 피해서 진폭과 위상을 알아내야 한다는 점이다. 비틀림을 감안하려면 여러 면의 발란싱(Multi plain balancing)을 동시에 수행해야 한다.

키워드	발All copyright 한국CBM(주) written by BISOPE , vs72@naver.com, 070-4388-0415, www.kCBM.kr란싱, 필드발란싱, 샾발란싱, 질량불평형, Unbalance, Imbalance, 설비진단

설비관리 및 간편 진단용 진동계측기(보급형) TPI9080

진동계측기는 단순히 값을 읽을 수 있는 것만이 아니라 진동이 높은지 낮은지 상태값을 저장하고 오랜 시간 동안의 추이를 확인할 수 있는 ‘Trend’그래프를 확인할 수 있어야 하며 간단한 FFT는 최소한 저장되어야 한다. 이러한 설비관리의 방법을 ‘CBM(상태관리, 설비관리)’이라 하는데 이 때 사용할 수 있는 진동계측기는 최근 기본 기술의 흐름이다. 이는 고가의 스펙트럼(Spectrum)을 측정할 수 있는 정밀 진동 계측기(FFT)를 의미하는 것은 아니다. 즉, 간단하게 합리적인 가격으로 스펙트럼을 확인하며 설비진단도 할 수 있는 진동계측기가 바로 정답이다.

스펙트럼 설비관리용 진동계(TPI 9080)

Model: TPI9080

현장계측용, 진동평가용, 설비관리용

• 진동 데이타 측정 Display 및 저장 (Trend)

• 스펙트럼 측정 분석(800line)

• PC-USB도킹 시스템 크레들 제공

- 구름베어링 전용 관리기법 (BDU)

• 1X, 2X, 3X로 진단 즉시 및 실시간 표기

-Route기능 (측정 루트 설계 후 측정, 관리)

-스크로보스코프 설치

- ISO10816-3규격에 맞는 자동절대평가

-베어링 접촉 청음(이어폰)으로 가능

-IP67, Water proof

-96dB Dynamic range

-최고 60G측정

-측정 주파수 (2~1kHz, 2~10,kHz)

-가속도센서 감도 조정(1mV/g~10V/g 조절)

-주파수 해상도 800line(Route)

-2AA 밧데리

-Hz, 변위, 속도, 가속도, P-P, RMS, 0-P 표기

All copyright 한국CBM(주) written by BISOPE , vs72@naver.com, 070-4388-0415, www.kCBM.kr

2016년 4월 3일 일요일

설비중요도 분류 (모니터링을 위한 설비중요도의 구분)

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상태(진동)모니터링을 위한 방법은 주기적 현장측정방식(Route, Offline)과 상시 중앙측정방식(Online)이 있다. Route기반 Data collector를 이용하여 측정하는 방법은 여러 포인트를 측정할 수 있고 다양한 기법을 이용하여 현장에 필요한 자료를 측정하기 용이하여 정밀진동분석에 적합하지만 상시 및 장기간 가동 중 과도운전상태(Transient)의 데이터 취득은 적시에 취득하기 어렵고 취득된 데이터의 연결이 부드럽지 못하다는데 약점이 있다. 반면에 상시 중앙측정방식 온라인모니터링시스템은 설치비용 때문에 많은 센서의 설치가 불가능한 단점이 있지만 과도운전상태를 포함한 데이터를 필터링하므로 실시간에 가까운 연속적인 모니터링이 가능하다. 따라서 플랜트 전체의 설비상태를 모두 관리하여야 하는 측면에서는 설비의 중요도(고장대비 피해) 및 가동특성 등을 감안하여 설비를 등급화 한 후에 적당한 모니터링방법을 선택할 수 있기 때문에 따라서 매우 중요한 컨설팅 절차가 진행된다.

상태모니터링을 위한 설비의 중요도 분류

감시대상설비의 중요도는 우선, 설비의 결함이 플랜트 전체에 미치는 영향 정도를 고려해서 선정하게 된다. 이 때 영향이란, 설비가격, 생산정지 및 차질, 대체설비유무, 고장수리기간, 수리비용, 위험성 등이 포함되며 이외 설비의 가동특성은 고장예측이 가능한 설비, 가변속설비, Batch plant의 여부, 빈번한 부속교체 및 조립, 빈번한 가동 및 정지 등을 감안한다.

이 중요도를 일반적인 컨설팅 기법에서는 일반적으로 4단계로 구분한다. 각 단계별로 모니터링하는 기법이 달라야 하고 물론 Critical이 가장 신중하고 중요한 관리가 필요한 설비이다. 이는 온라인모니터링 S/W에 Offline이 가지고 있는 정밀진단기능이 포함된 경우를 추천한다. 각 중요도를 설명하면 다음과 같다.

Critical; 매우 중요한 설비 – 설비가격, 생산정지 및 차질, 대체설비유무, 고장수리기간, 수리비용, 위험성을 포함하여 가장 중요한 설비 또는 고장 결함이 생산 정지로 직결되는 기기 예를 들면 터빈 및 제너레이터, 압축기(대형고속, 왕복동 위험가스), 발전기, 발전소 제철소의 냉각수 공급펌프 등을 구분한다. 이 것으로 분류된 설비는 온라인시스템과 오프라인 정밀기법이 모두 포함되어야 한다.

Essental; 필수설비– 고장결함이 생산차질에 직결되는 설비, 안전사고가 필요한 폭발가스류 유체기계를 의미하며 제지의 Roll, 모터류, 철강의 롤, 기어, 모터류 등이 포함되며 오프라인 정밀상태모니터링(Route)에 의한 관리와 때에 따라서 무선온라인모니터링기법이나 보조 모니터링기법(윤활, 전류, 열화상, 초음파)이 필요하다.

Important; 중요설비– 보조생산시설이 되어있어 스위칭이 가능하나 비교적 가격이 비싸고 수리시간이 투여되는, 생산에는 짧은 시간 정지할 정도로 영향을 주지 않으나 조속한 수리가 필요한 설비. 압축기, 모터-펌프류, 팬류, 블로워류, 컨베이어 주요견인모터, 보조발전기, 소화설비, 라인펌프류 등 Route기법(스펙트럼분석기능)에 의한 간헐적인 모니터링 또는 간단 진동계를 통해서라도 전체 진동량으로 정기적 관리가 필요하다.

Secondary, Non-critical; 부속설비 – 생산에는 정지,차질에 관계가 없고 간헐적 상태감시 정도(진동계를 통한 월간 및 주간 관리)가 적합한 설비군, 보통 기계진동평가등급 C등급으로 관리해도 되는 설비로 볼 수 있다.

설비의 가동특성에서 살펴보면 고장예측이 불가능한 설비로는 가변속설비(variable speed), Batch plant가 아닌 공정 빈번한 부속교체 및 조립, 빈번한 가동 및 정지 등으로 구별하는 설비 등으로 이는 상태모니터링에서 제외하기도 하지만 필자의 제안으로 위의 Important에 적합하다고 판단한다. 이런 경우에는 정격속도와 정격부하에서 적합한 기술을 적용하여 정기적으로 이를 관리하고 관리해야하며 고장예측도 확률분석 등에 의한 방법 등의 도입이 필요하다 하겠다.