2022년 8월 24일 수요일

43 임계 주파수, 임계속도, 위험속도 Critical frequency, Critical speed 진동분석,진동측정


임계 주파수, 임계속도, 위험속도 (Critical frequency, Critical speed)-진동분석,진동측정,진동모니터링 -수정. me

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모든 변하는 것에는 미리 정해진, 처음부터 있었갑자기 발생하는 한계점(인계점, Critical point)이라는 것이 존재하게 된다. 물이 얼거나 끓기 시작하는 점도 그렇게 부르고 모든 물리적인 그리고 모든 생활속의 법규 및 기준 등으로 지키자고 정해놓은 것도 한도라고 하여 정하고 있다진동에서도 있다주기적으로 진동하며 감쇠하는 상태와 진동이 없이 감쇠하는 상태의 경계를 임계감쇠(Critical damping)라고 한다그리고 공진이 발생하는 임계속도(Critical speed)도 있다진동이 문제가 되는 것은 항상 결론에는 얼마나 진폭이 큰가? 언제 가장 위험한가를 예상하여 정하는 것이 대부분 이므로 과연 어떠한 경우에 이 진폭이 크게 상승하는지가 중요한 관심사항이 된다.

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Critical Frequency & Critical Speed


고유주파수(Natural frequency)와 가진주파수(Operational frequency)가 일치할 경우 이 것을 공진(Resonance)이라고 하는데 이 때에는 진폭이 크게 상승하게 된다고유주파수는 기계나 구조의 경우 감추어져 있는 원래의 그 성질을 말하며 반면에 가진주파수는 가동을 하면서 변동시킬 수 있는 경우(가변속기기)이다. 문제는 이 가진 또는 회전주파수가 고유주파수에 일치하게 되는 그 때인데 이 주파수를 바로 임계주파수(critical frequency) 혹은 한계주파수라고 한다이때는 보통 1차 진동모드(Mode)의 고유주파수만을 의미하기도 한다.


범위를 넓혀서 


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2022년 8월 22일 월요일

진동 그래프(timewave, spectum)의 세로축 (진폭 )단위에 대하여 -r공학단위

 진동 그래프(timewave, spectum)의 세로축 (진폭 )단위에 대하여 -r공학단위

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진동을 표현하는 방법은 그래프로 그려내는 것이고 그 것을 해석하는 방법은 X축(가로축)과 Y축(세로축)으로 또는 추가적으로 제3의 축으로 그려내는 것이다. X축은 진동의 빠르기를 표현하는 단위로서 '시간(sec)' 또는 '주파수(frequency, Hz, RPM)'로 표현한다. 어려운 것은 없다. 다만 해석의 편의상 선택할 뿐, 진동을 하나로 표현할 수 있는 것이다. 반면에 세로축은 진동의 크기를 표현하는 '진폭'의 단위로서, 이를 표현할 때에는 많은 규칙을 알고 있어야 한다. 그래야 엔지니어간에 서로 의미를 정확하게 소통할 수 있다. 만약에 축진동을 가속도 G값으로 보아야 한다거나, 구름베어링으로 지지한 펌프의 진동을 변위(마이크로미터)로 측정하여 평가해야한다는 분이 있다면 엔지니어로서 대화하기 곤란하기 때문이다. 



진동그래프-스펙트럼-kcbm.kr

변위, 속도, 가속도 중에 반드시 하나를 선택

진동의 세로축은 반드시 3가지중에 하나를 선택하여야 하는데 측정하는 대상체(건물, 사람, 기계)에 따라서 또는 주요주파수(저주파, 고주파)에 따라서 또는 결과의 관심관점(응력, 에너지, 파워)에 따라서 진폭의 단위를 서로 달리하기 때문이다. 공부해 보면 알겠지만 이 단위를 절대로 하나로 통일할 수 없다. 평가를 위한 성문기준, 참조기준, 측정기준 등에 나오는 단위가 각기 다른 단위를 사용하기 때문이다.그리고 무엇보다 대상에 대한 목적과 용도가 다르기 때문이다. 아래의 표를 통해서 변위를 사용할 때는 어떻게 왜 그런지, 가속도의 진폭은 어떤 의미를 가지고 있는지 파악해 볼 수 있다. 

진동진폭단위

변환식

주단위 (SI)

부속단위

용도

주파수

공학

근거

변위

(Displacement)

D=X

µm(기계)

mm(구조)

Peak to Peak

(P-P)

-축거동 감시, 비접촉

-정밀기계변위계측,

-Pipe변위계측,

-건축물최대거동측정

저주파

~500Hz

응력

(σ=Eε)

속도

(Velocity)

V

=Xw

mm/s(기계),

cm/s (kine) 건물 ,구조

rms ,

0 to Peak

(0-P)

-기계건강평가(MHA)

-발파진동 및 건물피로평가

중간주파수대역

10Hz~3kHz bisope

에너지

(E=1/2 mv²)

가속도

(Acceleration)

A

=Xw²

G, m/s²기계,

gal(cm/s²) 정밀기계,

dB(V) VAL(공해진동)

rms

-기계(구름베어링,기어)

-인체 및 공해진동

-지진

고주파

3kHz~

인체1Hz~90Hz

지진(0~20Hz)

(F=ma)

X(초기변위), w(각주파수, 2πf), f(주파수)

변위와 속도 그리고 가속도는 서로 미적분을 통해서 변환이 가능하다. 그러나 일반적으로 가속도센서를 이용하여 측정한 다음, 속도로 변환하여 평가를 하고, 변위의 경우에는 직접 변위센서를 통해 측정하는 것이 좋다. 왜냐하면 적분이라는 것은 변환시 오차로 인해 정확성이 줄어들고, 변위센서는 고주파측정이 곤란하기 때문이다. 

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