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계산기 베어링 주파수 ISO 10816 심각도 RPM↔Hz 변환기 기어 메시 주파수 고장 참조표 대화형 FFT 데모 FFT 기초 진동 장치 측정 기술 상 분석 불균형 (+ 스펙트럼) 정렬 불량 (+ 스펙트럼) 풀림 (+ 스펙트럼) 베어링 결함 (+ 스펙트럼) 엔벨로프(복조) 기어 결함 (+ 스펙트럼) 전기적 결함 벨트 구동 장치 문제 펌프 캐비테이션 오일 와류 / 오일 휩 ISO 10816 표 모니터링 및 트렌드 자주 묻는 질문(8가지 질문)

진동 분석이란 무엇인가요?

빠른 답변

진동 분석 회전 기계의 기계적 진동을 측정하고 해석하여 분해 없이 고장을 진단하는 과정입니다. FFT 고속 푸리에 변환(FFT)을 통해 복잡한 진동 신호는 개별 주파수 성분으로 분해됩니다. 각 결함은 고유한 스펙트럼 "지문"을 생성합니다. 불균형 1배속(RPM)에서, 정렬 불량 2배에서, 다중 고조파에 의한 느슨함, 비동기 주파수에서의 베어링 결함. 발란셋-1A 하나의 휴대용 기기로 밸런싱 및 스펙트럼 분석을 모두 수행합니다.

회전하는 모든 기계는 진동합니다. 정상적인 기계에서는 진동이 낮고 안정적이며, 이것이 정상적인 "작동 시그니처"입니다. 결함이 진행되면 진동은 예측 가능한 방식으로 변화합니다. 이러한 변화를 측정하고 분석함으로써, 우리는 근본 원인을 파악하고 고장을 예측하며, 치명적인 고장이 발생하기 전에 유지보수 일정을 세울 수 있습니다. 이것이 바로 예측 유지 보수.

FFT: 스펙트럼 분석의 핵심

진동 센서(가속도계)는 기계적 진동을 전기 신호로 변환합니다. 시간에 따라 표시되는 이 신호는 다음과 같습니다. 파형 — 여러 결함이 존재할 때 나타나는 복잡하고 혼란스러운 곡선입니다. FFT(고속 푸리에 변환)는 이 복잡한 신호를 각각 고유한 주파수와 진폭을 가진 개별 정현파 성분으로 분해합니다.

FFT를 백색광을 무지개로 분산시키는 프리즘이라고 생각하십시오. 복잡한 파형은 "백색광"이며 — FFT는 그 안에 숨겨진 개별 "색상"(주파수)을 드러냅니다. 그 결과가 바로 진동 스펙트럼 — 주요 진단 도구.

회전 주파수
f₁ₓ = RPM / 60 (Hz)
1× = 축 회전 주파수 — 모든 스펙트럼 분석의 기준값

주요 스펙트럼 매개변수

  • 주파수(X축, Hz): 진동이 발생하는 빈도. 발생 원인과 직접적인 관련이 있습니다. 1× = 축 회전 속도. 2× = 축 회전 속도의 두 배.
  • 진폭(Y축, mm/s RMS): 각 주파수에서의 진동 강도. 피크가 높을수록 에너지가 많고, 상태가 더 심각함을 의미합니다.
  • 배음: 기본 주파수의 정수배: 2×(2차), 3×(3차), 4× 등. 이러한 주파수들의 존재와 상대적인 높이는 진단 정보를 담고 있습니다.
  • 위상(°): 서로 다른 측정 지점에서의 시간 관계. 불균형(동위상)과 정렬 불량(180°)을 구분하는 데 필수적입니다.

진동 측정 단위: 변위, 속도, 가속도

진동은 세 가지 서로 다른 물리량으로 측정할 수 있습니다. 각 물리량은 서로 다른 주파수 범위를 강조하므로 서로 다른 진단 작업에 적합합니다. 어떤 상황에 어떤 물리량을 사용해야 하는지 이해하는 것이 효과적인 분석의 기본입니다.

📏 변위

마이크로미터(피크-투-피크) 또는 밀
최적 범위: 1–100Hz

측정 방법 멀리 표면이 움직이는 양. 저주파를 강조하며 — 저속 기계, 축 궤적(오빗) 분석, 저널 베어링의 근접 프로브에 적합합니다. 1 mil = 25.4 µm.

📈 속도

mm/s(RMS)
최적 범위: 10-1000Hz

측정 방법 빠른 표면이 움직입니다. 표준 매개변수 ISO 10816에 따른 일반 기계 모니터링용. 평탄한 주파수 응답은 대부분의 고장 유형에 동일한 가중치를 부여합니다. Balanset-1A는 mm/s RMS 단위로 측정합니다.

💥 가속

m/s² 또는 g (RMS/피크)
최적 범위: 500Hz – 20kHz

측정합니다 힘 의 진동. 고주파를 강조하며 — 초기 베어링 결함, 기어 맞물림, 충격 감지에 적합합니다. 1 g = 9.80665 m/s². 포락선/복조 분석에 사용됩니다.

각 매개변수는 언제 사용해야 할까요?
매개변수단위주파수 범위가장 적합한 용도표준
변위µm 피크 투 피크1–100Hz느린 기계 (< 600 RPM), 축 궤도, 근접 프로브, 저널 베어링 (참고용 — Balanset-1A로 측정되지 않음)ISO 7919 (축 진동)
속도mm/s RMS10-1000Hz일반 기계 모니터링 — 불균형, 정렬 불량, 느슨함. 기본 매개변수. Balanset-1A의 고유(유일한) 측정 파라미터입니다.ISO 10816, ISO 20816
가속도g 또는 m/s² RMS500Hz – 20kHz초기 베어링 결함, 기어 맞물림, 충격, 고속 기계 (참고용 — Balanset-1A로 측정되지 않음)ISO 15242(베어링 진동)
단일 주파수에서의 변환
v = 2πf · d | a = 2πf · v = (2πf)² · d
d = 변위(m), v = 속도(m/s), a = 가속도(m/s²), f = 주파수(Hz)입니다. 모든 값은 동일한 진폭 규약(모두 피크, 모두 피크-투-피크, 또는 모두 RMS)을 사용해야 합니다 — 피크-투-피크 변위와 RMS 속도를 혼용하면 약 2.8배의 오차가 발생합니다.
💡 경험 법칙

센서가 하나뿐이고 선택할 수 있는 매개변수도 하나뿐이라면 — 속도(mm/s RMS)를 선택하세요.. 이 기능은 평탄한 응답으로 가장 광범위한 일반적인 결함을 포착합니다. Balanset-1A는 이를 기본 파라미터로 사용합니다. 가속도 측정은 고주파수에서 베어링이나 기어 결함의 초기 단계를 감지해야 할 때만 추가하십시오.

Balanset-1A를 이용한 측정 기술

📋 Balanset-1A 측정 사양

Balanset-1A는 측정합니다 진동 속도, mm/s RMS (0.2–80 mm/s). 측정 대역: 5-1000Hz; 센서는 약 550 Hz까지 ±10% 이내의 평탄한 특성을 가지며, 그 이상에서는 화면 표시상으로만 롤오프 보정이 적용됩니다. 화면상의 스펙트럼("Spectrum, Hz" 설정)은 다음 범위까지 확장됩니다 8 kHz — 이는 표시 범위일 뿐, 측정 정확도를 나타내는 것이 아닙니다. 변위나 가속도 모드, 그리고 엔벨로프/복조 기능은 없습니다 — 아래의 가속도, 엔벨로프 분석, 캐비테이션 항목은 참고 자료입니다.

센서 배치

진단의 정확도는 측정 정확도에 전적으로 달려 있습니다. 진동력은 베어링을 통해 전달되므로 센서는 베어링 하우징, 즉 하중을 지탱하는 구조물(덮개나 냉각 핀이 아닌)에 최대한 가깝게 장착해야 합니다.

  • 표면 준비: 표면은 깨끗하고 평평하며 페인트 벗겨짐이 없어야 합니다. 자석 받침대는 평평하게 놓여야 합니다.
  • 반경 방향 수평(H): 축에 수직인 수평면. 종종 가장 큰 진폭을 나타냅니다.
  • 반경 방향 수직(V): 축에 수직인 수직면.
  • 축방향(A): 축과 평행함. 정렬 불량을 감지하는 데 매우 중요함.
💡 2채널 진단 팁

Balanset-1A는 2개의 채널을 가지고 있습니다. 진단을 위해서는 두 센서를 모두 장착하십시오. 같은 베어링 — 하나는 반경 방향, 하나는 축 방향. 이렇게 하면 반경 방향과 축 방향 스펙트럼을 동시에 얻을 수 있어 정렬 불량을 즉시 감지할 수 있습니다.

Balanset-1A 진단 모드

  • F8 — Charts → "F5-Spectrum (Hz)" 탭: 전체 FFT 스펙트럼 표시입니다. 주된 진단 모드입니다. 그 밖의 Charts 탭 — F2-Overall, F3-1x, F4-Harmonics(1x..Nx), F6-Orbit — 는 각각 전체 진동, 1× 추적, 고조파 패턴, 샤프트 궤도를 다룹니다.
  • F5 — Vibration Meter: 빠른 평가. V1s(총 RMS)와 V1o(1배)를 비교합니다. V1s ≈ V1o이면 불평형입니다. V1s ≫ V1o이면 다른 결함입니다.
  • F6 — Reports: 측정 아카이브 및 HTML 보고서 — 기준값 저장에 사용하십시오.
  • F9 — Route Inspection: ISO 10816-1에 따른 추세 구역이 포함된 안내 측정 경로 — 정기 모니터링 라운드용입니다.
⚠️ V1s vs. V1o — 첫 번째 진단 점검

밸런싱 작업을 하기 전에 V1s와 V1o를 비교하십시오. V1s가 V1o보다 훨씬 크다면(예: 8mm/s 대 2mm/s), 대부분의 진동은 불균형으로 인한 것이 아닙니다. 밸런싱만으로는 해결되지 않으므로 전체 스펙트럼을 검사해야 합니다.

위상 분석 — 진단적 차별화 요소

주파수는 알려줍니다 무엇 진동하고 있습니다. 위상은 알려줍니다. 어떻게. 두 가지 결함이 동일한 스펙트럼(둘 다 1×가 지배적)을 만들어낼 수 있습니다 — 위상 분석만이 이 둘을 구분할 수 있습니다. 위상이란 서로 다른 측정 지점에서의 진동 사이의 각도 관계로, 도(0°–360°) 단위로 측정됩니다.

🧭 위상 → 진단 참고표
위상 관계측정 지점진단설명
0° (동위상)베어링 1 ↔ 베어링 2 (방사형)정적 불균형두 베어링이 동기화되어 함께 움직입니다 — 로터 중앙에 단일 무거운 지점. 단일 평면 보정.
약 180° (역위상)베어링 1 ↔ 베어링 2 (방사형)동적 (커플) 불균형베어링은 서로 반대 방향으로 흔들립니다. 서로 다른 평면에 있는 두 개의 무거운 부분이 흔들림 모멘트를 발생시킵니다. 두 평면에서의 수정이 필요합니다.
약 90°수평 ↔ 수직 (동일 베어링)불평형(모든 유형)불평형 상태에서는 힘 벡터가 축과 함께 회전하여 동일 지점에서 H와 V 사이에 약 90°의 각도가 발생합니다.
약 180°교차 결합(방사형)평행 정렬 불량커플링 힘은 축을 서로 반대 방향의 반경 방향으로 밀어냅니다. 높은 2× 성분과 함께 커플링 걸쳐 180° 위상 차이가 특징입니다.
약 180°교차 결합(축방향)각도 정렬 불량축은 축 방향으로 번갈아 밀고 당깁니다. 커플링을 가로지르는 180° 축방향 위상차와 높은 1× 및 2× 성분은 확정적인 징후입니다.
0°교차 결합(축방향)정렬 불량 아님양쪽이 같은 축 방향으로 움직이는 것은 열팽창, 배관 변형 또는 소프트 풋(연성 지지) 때문일 가능성이 높습니다. 각도 미스얼라인먼트는 아닙니다.
불규칙적/불안정일관성 있는 점들기계적 풀림위상 판독값이 측정값 사이에서 무작위로 변동하는 것은 헐거운 체결부에 충격이 가해질 때 나타나는 특징입니다. 불안정한 위상은 기계적 이완을 의미합니다.
서서히 표류어느 시점이든, 시간이 지남에 따라공진 또는 열 효과예열 과정 중 나타나는 점진적인 위상 변화는 온도에 따라 구조적 강성이 변화함을 시사합니다(열적 정렬 불량).
일관성 있음, 0/180° 아님베어링 1 ↔ 베어링 2복합 정적 + 커플 불균형0°에서 180° 사이의 위상은 정적 성분과 우력 성분이 혼합되어 있음을 나타내며, 2평면 밸런싱이 필요합니다.
💡 Balanset-1A를 이용한 위상 측정

Balanset-1A는 타코미터를 기준으로 1×에서의 위상을 표시합니다(진동계 모드에서 F1° 값). 두 베어링 간 위상을 비교하려면, 타코미터를 같은 기준 표시에 맞춘 상태로 각 베어링을 같은 방향(예: 수평)으로 측정하십시오. 위상 측정값의 차이가 결함 유형을 알려줍니다. 별도의 소프트웨어는 필요 없습니다 — 두 측정값을 빼기만 하면 됩니다.

결함 1: 불균형

원인: 질량 중심이 회전축에서 벗어남. 제조 공차, 퇴적물 축적, 침식, 블레이드 파손, 무게추 유실.

스펙트럼: 정확히 1× RPM에서 지배적인 피크. 매우 낮은 고조파. 반경방향 진동. 불균형 힘 속도²에 비례하여 증가합니다. 진동 진폭은 속도에 따라 상승하며, 정확한 관계는 공진에 얼마나 가까운지에 따라 달라집니다. 위상은 안정적이고 재현 가능합니다.

정적 불균형(단일 평면)

순수한 1배 피크, 정현파 파형. 두 베어링 모두 동위상. 단일 평면 보정.

정적 불균형 - 25Hz(1500RPM)에서 지배적인 1배율. 최소 고조파.

동적 불균형 (2평면/커플)

또한 1×가 지배적이지만 베어링들이 약 180° 위상차를 보입니다. 2면 보정이 필요합니다.

동적 불균형 — 1배 우세. 스펙트럼은 정적 스펙트럼과 유사하지만 베어링에서 위상이 다릅니다.

행동: 수행하다 로터 밸런싱 Balanset-1A와 함께. G 등급 허용 오차당 ISO 1940-1.

결함 2: 축 정렬 불량

원인: 연결된 축의 축은 일치하지 않습니다. 평행(오프셋)이거나 각도(틸트)를 이룰 수 있으며, 일반적으로 두 가지 모두 해당됩니다.

평행 정렬 불량(방사형)

반경 방향으로 높은 1배율 및 2배율. 2배율은 종종 1배율 이상임. 결합을 가로지르는 위상차는 180°.

평행 정렬 불량 — 방사 방향. 1× 및 2× 성분이 강하고 3× 성분은 미약함.

각도 정렬 불량 — 방사형

반경 방향에서 1×와 2×가 모두 나타납니다 — 둘 중 무엇이 우세할지 알 수 없으므로 반경 방향 스펙트럼만으로는 결론을 내릴 수 없습니다. 축 방향 측정이 결정적입니다.

각 정렬불량 — 반경방향(R). 1×와 2× 모두 상승(이 예시에서는 2× > 1×).

각도 정렬 불량 — 축

축 방향 진동이 반경 방향의 50% 이상이며, 일반적으로 1×가 우세하고 2×와 3×가 상승합니다. 축 방향에서 커플링을 사이에 두고 180° 위상차가 나타납니다. 이것이 핵심 구별 측정값입니다.

각 정렬불량 — 축방향(A). 축방향으로 강한 2×와 3×를 동반한 지배적인 1×.

행동: 밸런싱 작업은 도움이 되지 않습니다. 기계를 멈추고 축 정렬을 수행하십시오. 정렬 후 진동을 다시 확인하십시오.

결함 3: 기계적 풀림

원인: 구조적 강성 손실 - 볼트 풀림, 기초 균열, 베어링 시트 마모, 과도한 간극.

구성 요소 느슨함

"진폭이 점차 감소하는 1배, 2배, 3배, 4배… 최대 10배 이상의 고조파 "숲"이 나타납니다. 0.5배의 하위 고조파가 나타날 수도 있습니다.

부품 풀림 — 1×부터 10×까지 다수의 고조파. 0.4–0.5× 영역의 서브 고조파에 유의하십시오.

구조적 느슨함

1× 및/또는 2× 성분이 지배적입니다. 고차 고조파는 거의 없습니다. 수직 진동이 강합니다.

구조적 느슨함 — 1× 및 2× 성분이 지배적입니다. 고차 고조파는 미미합니다.

행동: 장착 볼트를 점검하고 조이십시오. 기초 부분을 확인하십시오. 항상 볼트가 헐거워지지 않았는지 확인하십시오. 전에 균형 맞추기.

결함 4: 구름 베어링 결함

원인: 트랙, 구름 요소 또는 케이지의 피팅(점식), 박리, 마모.

베어링 결함 빈도
BPFO = (n/2)(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · fs
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · fs
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
n = 구름 요소 수 | Bd = 볼 직경 | Pd = 피치 직경 | α = 접촉각 | fs = RPM/60

외륜 결함(BPFO)

BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO…에서 일련의 피크가 나타나고, 1× 측파대는 나타나지 않음(정지 링). 가장 흔한 베어링 결함.

외륜 결함 — 비동기 주파수에서 BPFO 고조파 발생. 측파대 없음.

내륜 결함(BPFI)

BPFI 고조파는 ±1× 측파대(회전 링, 부하 영역 변조)를 포함합니다. 측파대 패턴이 핵심 식별 요소입니다.

내륜 결함 — ±1× 측파대(주요 피크를 둘러싸는 작은 피크)를 갖는 BPFI 고조파.

구름 요소 결함(BSF)

BSF 고조파. 2×BSF가 지배적인 경우가 많음. 비동기적. 종종 레이스 손상을 동반함.

구름 요소 결함 - BSF 고조파. 2×BSF가 가장 높음(두 요소 손상).

케이지 결함(FTF)

서브동기 기본 성분(FTF ≈ 축 속도의 0.4×); 고조파가 1× 이상까지 나타날 수 있습니다. 저주파. 다른 베어링 손상을 동반하는 경우가 많습니다.

케이지 결함 — FTF 기본 성분은 서브동기(1× 미만)입니다; 고조파는 1× 축 속도 이상까지 나타날 수 있습니다.
베어링 결함 진행 과정 (4단계)

1단계 — 표면하: 초음파/음향 방출 영역(약 20–60 kHz). 표준 FFT에서는 보이지 않습니다. 스파이크 에너지/포락선 분석으로 감지할 수 있습니다.

2단계 — 초기 결함: 충격은 베어링의 고유 진동수(대략 500–2000 Hz)를 울리게 하며, 이 단계 후반부에는 개별 결함 주파수(BPFO, BPFI)가 낮은 진폭으로 나타나기 시작합니다. Balanset-1A는 Stage 2 후반부터 이러한 개별 결함 주파수(수십~수백 Hz)를 안정적으로 포착합니다.

3단계 — 진행됨: 다중 고조파 발생. 측파대 형성. 잡음 레벨 상승.

4단계 — 심화: 광대역 잡음. 베어링 주파수가 잡음에 묻혀버릴 수 있습니다. 교체가 시급합니다.

엔벨로프(복조) 분석 — 초기 베어링 이상 감지

표준 FFT 스펙트럼 분석은 2단계 후반부터 베어링 결함을 감지할 수 있습니다. 그 이전에는 베어링 충격이 너무 약하고 — 주파수도 너무 높아 — 노이즈 플로어 위로 나타나지 않습니다. 엔벨로프 분석 (복조 또는 고주파 검출(HFD)이라고도 함)은 검출 범위를 훨씬 더 초기 단계까지 확장합니다.

작동 방식

구름 요소가 결함에 부딪히면 짧은 충격 펄스가 발생하여 고주파 구조 공진(일반적으로 5~20kHz)을 유발합니다. 이러한 공진은 각 충격 시 짧은 시간 동안 "울림"을 발생시킵니다. 엔벨로프 분석은 세 단계로 진행됩니다.

  1. 대역 통과 필터: 충격음이 울리는 고주파 공명 대역(예: 5~15kHz)을 분리합니다.
  2. 정류 및 포락선 검파: 진동의 최고점을 따라 나타나는 "엔벨로프"인 진폭 변조 패턴을 추출합니다.
  3. 엔벨로프의 FFT: 엔벨로프 신호에 FFT를 적용합니다. 결과는 다음과 같습니다. 반복률 충격 횟수 — 이는 베어링 결함 주파수(BPFO, BPFI, BSF, FTF)와 같습니다.
Envelope가 더 빨리 감지하는 이유는 무엇일까요?

원 스펙트럼에서 BPFO에 가해지는 약한 충격은 0.1mm/s 정도의 진동을 발생시킬 수 있는데, 이는 2mm/s에 달하는 기계 소음 속에서는 감지할 수 없는 수준입니다. 그러나 동일한 충격이 다른 진동원이 없는 8kHz 주파수에서 공진을 유발합니다. 복조 과정을 거치면 BPFO의 반복 패턴이 깨끗한 배경 잡음 속에서 명확하게 나타납니다.

관련 매개변수

  • 스파이크 에너지(SE): 고주파 충격 에너지의 전체 측정값. 스칼라 추세 값. 합격/불합격 판정에 유용함.
  • gSE / HFD / PeakVue: 벤더별로 포락선에서 파생된 매개변수에 대한 이름이 다릅니다. 모두 동일한 원칙에 기반합니다.
  • 가속도 포락선: Balanset-1A는 속도(mm/s) 단위로 측정합니다. 완전한 포락선 분석을 위해서는 가속도 입력과 대역통과 필터링 기능을 갖춘 전용 분석기가 이상적입니다. 다만 Balanset-1A의 FFT도 표준 속도 스펙트럼에서 2단계 후반부터는 개별 베어링 결함 주파수를 효과적으로 감지할 수 있습니다.
내부 레이스 결함(BPFI)의 엔벨로프 스펙트럼에서 고조파가 복조된 고주파 신호에서 명확하게 나타납니다. 잡음에 가려져 보이지 않을 수 있는 원시 속도 스펙트럼과 비교해 보십시오.

행동: 윤활 상태를 점검하십시오. 베어링 교체 계획을 세우십시오. 점검 빈도를 높이십시오.

결함 5: 기어 결함

원인: 마모되거나, 움푹 패이거나, 부러진 톱니. 기어 편심. GMF = 톱니 수 × 축 회전수 / 60.

기어 편심

GMF는 축 속도의 ±1배에 해당하는 측파대를 포함합니다. 기어의 1배율도 높아질 수 있습니다.

기어 편심률 — 500Hz에서 ±1× 측파대 포함 GMF. 1× 증가.

기어 톱니 마모/손상

밀집된 측파대를 가진 다수의 GMF 고조파. 심각도는 측파대 수 및 진폭에 비례하여 증가합니다.

기어 마모 — GMF 및 2×GMF, 1× 간격의 다수 사이드밴드.

행동: 변속기 오일에 금속 입자가 있는지 확인하십시오. 정기 점검을 예약하십시오. GMF 측파대 추세를 모니터링하십시오.

결함 6: 전기적 결함(모터)

전자기 결함은 다음 주파수에서 진동을 발생시킵니다: 2배 라인 주파수 (50Hz 그리드에서 100Hz, 60Hz 그리드에서 120Hz). 중요 테스트: 진동이 사라짐 곧 정전이 되면 기계적 결함 신호는 서서히 감쇠합니다.

  • 고정자 편심: 2배 라인 주파수, 일정한 진폭.
  • 로터 바 결함: 1× 운전 속도 주변에 극통과 주파수(슬립 × 극수 — 일반적으로 0.5–2 Hz) 간격의 측대역이 나타나며, 이를 구분하려면 정밀한 주파수 분해능이 필요합니다. 로터 바 통과 주파수(바 개수 × 축 속도)에 2× 전원 주파수 측대역이 함께 나타날 수도 있습니다.
  • 소프트 풋: 개별 모터 지지대를 느슨하게 하면 진동이 변합니다.

결함 7: 벨트 구동 문제

원인: 마모되었거나, 정렬이 잘못되었거나, 장력이 부적절한 벨트. 벨트 구동 장치는 진동을 발생시킵니다. 벨트 통과 주파수, 벨트 길이가 풀리 둘레보다 길기 때문에 일반적으로 동기 주파수보다 낮은 주파수(축 속도의 1배 미만)가 나타납니다.

벨트 주파수
f벨트 = (π · D · RPM) / (60 · L)
D = 풀리 직경 (m) | L = 벨트 길이 (m) | RPM = 풀리 회전 속도

공통 벨트 특징

  • 벨트 마모/결함: 벨트 주파수(f)에서의 피크벨트) 및 그 고조파(2×, 3×, 4× f벨트). 기본 성분은 1× 축 속도 미만에서 나타납니다 — 서브동기 피크가 핵심 지표이며, 고차 고조파는 1× 이상까지 나타날 수 있습니다.
  • 벨트 정렬 불량: 축 회전 속도가 1배 및 2배일 때 축 방향 진동이 증가합니다. 이는 축 정렬 불량과 유사하지만 벨트 구동식 기계에만 해당됩니다.
  • 부적절한 장력: 벨트 장력 조절에 따라 진동이 크게 변하는 높은 1배율 진동입니다. 벨트가 너무 팽팽하면 베어링 부하가 증가하고, 벨트가 너무 느슨하면 벨트 소음과 벨트 진동 주파수 피크가 발생합니다.
  • 공명: 벨트의 고유 진동수(벨트 "플러터")는 벨트 간격의 공진이 작동 속도와 일치할 때 발생할 수 있습니다. 이는 벨트 고유 진동수에서 넓은 피크로 나타납니다.
벨트 구동 결함 — 벨트 주파수 기본 성분은 서브동기이며, 그 고조파는 1× 축 속도(25 Hz)까지 및 그 이상으로 확장됩니다.

행동: 벨트 상태, 장력 및 풀리 정렬 상태를 점검하십시오. 마모된 벨트는 교체하십시오. 문제가 반복될 경우 레이저 측정기 또는 직선자를 사용하여 풀리 정렬 상태를 확인하십시오.

결함 8: 펌프 캐비테이션

원인: 증기 방울은 주변 압력이 액체의 증기압보다 낮아지면(일반적으로 펌프 흡입구에서) 격렬하게 형성되고 붕괴됩니다. 각 방울 붕괴는 미세한 충격을 발생시키며, 초당 수천 번의 붕괴가 특징적인 광대역 잡음을 만들어냅니다.

스펙트럼 신호

  • 광대역 에너지: 이산적인 피크를 만드는 기계적 결함과 달리, 캐비테이션은 넓은 주파수 대역에 걸쳐 완만하고 불규칙하게 상승한 노이즈 플로어를 만들어냅니다 — 아래 차트에서는 대략 200 Hz부터 표시 범위 끝까지입니다. 스펙트럼은 날카로운 피크가 아니라 "혹" 모양 또는 솟아오른 평탄부처럼 보입니다.
  • 무작위적이고 비주기적인: 고조파가 없고, 축 회전 속도와도 상관관계가 없습니다. 소음은 마치 "자갈 소리"나 "딱딱거리는 소리"처럼 들리는데, 계측기 없이도 들립니다.
  • 저주파 효과: 심한 캐비테이션은 1배율에서 불안정성을 유발할 수 있으며, 유동 난류로 인해 광대역 저주파 소음이 발생할 수도 있습니다.
펌프 캐비테이션 — 광대역 고주파 소음(200Hz 이상에서 대역 상승). 특정 주파수를 나타내는 베어링 결함과는 달리 뚜렷한 피크가 없음.

행동: 흡입 압력을 높이십시오(펌프를 낮추기, 흡입 밸브 열기, 흡입 배관 손실 감소). NPSH를 확인하십시오.사용 가능 NPSH필요한. 가능하면 펌프 속도를 줄이십시오. 캐비테이션은 급격한 침식 손상을 유발하므로 무시해서는 안 됩니다.

결함 9: 오일 와류 및 오일 휩 (저널 베어링)

원인: 저널(슬리브) 베어링의 유막 불안정성입니다. 오일 필름 쐐기가 축을 베어링 틈새 내에서 서브동기 주파수로 공전하게 만듭니다. 이는 구름 베어링 결함과는 다른 현상이며, 평면/저널 베어링에서만 발생합니다. 샤프트 궤도(Shaft orbit) 표시 — F8 — Charts → F6-Orbit tab Balanset-1A에서 — 저널 베어링 거동을 관찰하는 전형적인 방법입니다.

오일 소용돌이

  • 주파수: 약 0.42배에서 0.48배 축 회전 속도(흔히 ~0.43배로 인용됨)와 관련이 있습니다. 이는 축 회전 속도를 따라가는 아동기(sub-synchronous) 피크로, RPM이 증가하면 회전 주파수도 비례적으로 증가합니다.
  • 스펙트럼: 약 0.43배 부근에 단일 피크가 나타나며 속도에 따라 이동합니다. 진폭은 중간 정도일 수 있습니다.
  • 상태: 오일 휩 현상의 전조 증상. 일반적으로 즉각적인 파괴를 초래하지는 않지만 불안정성을 나타냅니다.

오일 휩

  • 주파수: 로터의 첫 번째 임계 속도에 동기화됩니다 고유 진동수 (임계 속도). 와류와 달리 축 속도를 추적하지 않습니다. 즉, RPM이 변하더라도 주파수는 일정하게 유지됩니다.
  • 스펙트럼: 회전자의 첫 번째 임계 속도에서 큰 서브동기 피크가 발생합니다. 진폭이 매우 클 수 있으며, 이는 파괴적일 수 있습니다.
  • 상태: 위험한. 즉각적인 조치가 필요합니다. 베어링 파손 및 축 손상으로 이어질 수 있습니다.
오일 와류 - 축 회전 속도의 약 0.43배(1500RPM 기준 약 10.7Hz)에서 나타나는 동기 속도 미만 피크. 0.5배의 느슨함과는 구별됨.
⚠️ 오일 휠 vs. 풀림 — 구별 방법

둘 다 차속 이하(서브 동기) 피크를 생성하지만, 차이점은 다음과 같습니다. 오일 소용돌이 ~0.42–0.48×에 위치하며(정확한 반차수는 아님), 헐거워짐 정확히 0.5×, 1.5×, 2.5×에서 피크를 생성합니다 — 정확한 반차수 분수입니다. 둘 다 축 속도가 변함에 따라 함께 변합니다; 그렇게 변하는 쪽이 ~ 아니다 속도를 따라가는 것이 오일 휩, 이는 로터의 첫 번째 임계 주파수에 고정됩니다. 오일 소용돌이는 저널/슬리브 베어링에서만 발생합니다 — 기계에 구름 베어링이 사용된다면 오일 소용돌이일 수 없습니다.

행동: 오일 휠: 베어링 간극, 오일 점도 및 하중을 점검하십시오. 베어링 하중을 높이거나 오일 점도를 변경하십시오. 오일 휩: 즉시 속도를 줄이세요 임계값 미만입니다. 회전체 동역학 전문가와 상담하십시오.

ISO 10816 진동 심각도 — 분류표

ISO 10816-1(ISO 10816 시리즈의 일반편으로, ISO 20816으로 대체되었지만 여전히 널리 참조됨)은 4개 기계 등급에 대한 진동 심각도 구역을 정의합니다. 진동은 베어링 하우징에서 mm/s RMS 단위의 속도로 측정됩니다. 아래 표는 4개 등급 모두에 대한 모든 구역 경계값을 보여주며, 측정값을 평가할 때 빠르게 참조할 수 있습니다. 120–15,000RPM으로 운전되는 15kW 이상의 산업용 기계를 다루는 ISO 10816-3(현재 ISO 20816-3)은 여기 나온 Class I–IV와는 다른 체계, 즉 강성 또는 유연 지지 등급으로 나뉜 두 개의 기계 그룹을 사용한다는 점에 유의하십시오.

📋 ISO 10816-1 진동 심각도 존 — 기계 클래스 I–IV (mm/s RMS)
기계 클래스 A구역
양호		 B구역
허용 가능		 C구역
경보		 D구역
위험
클래스 I
소형 기계 (15kW 이하)
(펌프, 팬, 압축기)		 ≤ 0.71 0.71 - 1.8 1.8 - 4.5 > 4.5
클래스 II
중형 기계 15~75kW
(특별한 기초 없이)		 ≤ 1.12 1.12 - 2.8 2.8 - 7.1 > 7.1
클래스 III
대형 기계 > 75kW
(견고한 기초)		 ≤ 1.8 1.8 - 4.5 4.5 - 11.2 > 11.2
클래스 IV
대형 기계 > 75kW
(유연한 기초, 예: 철골 구조)		 ≤ 2.8 2.8 - 7.1 7.1 - 18 > 18
📌 이 표 사용 방법

1단계: 전력 및 기초 유형에 따라 기계 등급을 결정하십시오.
2단계: 각 베어링 하우징의 전체 진동 속도(mm/s RMS)를 반경 방향으로 측정합니다.
3단계: 해당 구역을 찾으세요. A구역 = 신규 가동(또는 우수한 상태). B구역 = 제한 없는 장기 운전. C구역 = 제한된 기간 동안만 허용 — 유지보수를 계획하십시오. D구역 = 손상이 발생하고 있습니다. 가능한 한 빨리 기계를 멈추십시오.

기억하다: 절대값보다는 추세가 더 중요합니다. 이전에 1.2 mm/s였던 기계가 지금은 2.4 mm/s(Class II 기준 Zone B)로 두 배가 되었다면 — 여전히 "허용 가능" 범위라 하더라도 원인을 조사해야 합니다. Balanset-1A의 진동계 모드(F5)는 즉각적인 구역 평가를 위해 전체 속도 V1s를 표시합니다.

⚠️ ISO 10816 vs. ISO 20816

ISO 10816은 ISO 20816(2016~2022년 발간)으로 공식적으로 대체되었습니다. 대부분의 기계 유형에서 구역 경계는 유사하게 유지되지만, ISO 20816은 변위 평가 기준을 추가하고 기계별 파트(부문)를 확장했습니다. 실제로 ISO 10816 값은 여전히 업계 표준으로 사용되고 있습니다. Balanset-1A와 대부분의 산업용 진동 프로그램에서는 여전히 ISO 10816 구역을 사용합니다.

측정에서 모니터링까지

추세 분석

단일 스펙트럼은 스냅샷일 뿐입니다. 진동 분석의 힘은 추세 분석 — 시간 경과에 따른 변화를 추적합니다.

  • 기준선을 설정하세요: 새 장비 또는 정상 작동이 확인된 장비를 측정하십시오. 스펙트럼을 저장하십시오 — Balanset-1A의 F6 — Reports 아카이브는 측정값과 HTML 보고서를 저장합니다.
  • 간격을 설정하세요: 중요: 주간. 표준: 월간. 보조: 분기별.
  • 반복성을 확보하십시오: 동일한 지점, 동일한 방향, 동일한 작동 조건.
  • 변경 내용 추적: ISO A 구역에 속하더라도 기준치 대비 2배 증가는 상당한 증가입니다.
  • 측정 경로를 사용하십시오: Balanset-1A의 F9 — Route Inspection 반복 가능한 측정 라운드를 안내하고 판독값을 ISO 10816-1 구역 기준으로 추세화합니다.

결정 알고리즘

  1. 고품질 스펙트럼(F8 차트, 방사형 + 축방향)을 얻으십시오.
  2. 가장 높은 피크를 파악하세요. 이것이 가장 큰 문제입니다.
  3. 결함 유형에 맞추기:
    • 1배가 지배적이다 → 불평형 → Balanset-1A를 사용하여 균형을 맞춥니다.
    • 2배 우세 + 높은 축 방향 → 정렬 불량 → 축을 재정렬하십시오.
    • 많은 고조파 → 헐거움 → 점검 후 조여주세요.
    • 비동기 피크 → 베어링 → 교체 계획.
    • GMF + 사이드밴드 → 기어 → 오일을 점검하고, 변속기를 점검하십시오.
  4. 주된 원인을 먼저 해결하면 부차적인 증상은 종종 사라집니다.

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진동 분석기 + 밸런서

2채널 FFT 스펙트럼 분석기, 진동계, 단일 및 2평면 밸런싱, ISO 1940 허용 오차 — 이 모든 것이 하나의 휴대용 키트에.

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