개요

실제로 로터 밸런싱은 단순히 보정 추를 계산하고 설치하는 것으로 끝나는 경우가 거의 없습니다. 형식적으로는 알고리즘이 잘 알려져 있고 장비가 모든 계산을 자동으로 수행하지만, 최종 결과는 밸런싱 장비보다는 대상 자체의 특성에 훨씬 더 많이 좌우됩니다. 따라서 실제 작업에서는 밸런싱이 제대로 되지 않거나, 영향 계수가 변하거나, 진동이 불안정해지거나, 결과가 매번 일치하지 않는 상황이 끊임없이 발생합니다.

선형 및 비선형 진동, 그 특징 및 밸런싱 방법

성공적인 밸런싱은 물체가 질량의 추가 또는 제거에 어떻게 반응하는지 이해하는 것이 필요합니다. 이 맥락에서 선형 및 비선형 물체의 개념이 중요한 역할을 합니다. 물체가 선형인지 비선형인지 이해하면 올바른 밸런싱 전략을 선택할 수 있으며 원하는 결과를 얻는 데 도움이 됩니다.

선형 물체는 예측 가능성과 안정성으로 인해 이 분야에서 특별한 자리를 차지합니다. 간단하고 신뢰할 수 있는 진단 및 밸런싱 방법을 사용할 수 있으므로 이에 대한 연구는 진동 진단에서 중요한 단계입니다.

선형 객체와 비선형 객체

이러한 문제의 대부분은 선형 객체와 비선형 객체 사이의 근본적이지만 종종 과소평가되는 차이점에서 비롯됩니다. 평형 관점에서 선형 객체는 일정한 회전 속도에서 진동 진폭이 불균형량에 비례하고, 진동 위상이 불균형 질량의 각도 위치를 엄격하게 예측 가능한 방식으로 따르는 시스템입니다. 이러한 조건에서 영향 계수는 상수 값입니다. Balanset-1A에 구현된 알고리즘을 포함한 모든 표준 동적 평형 알고리즘은 바로 이러한 객체를 위해 설계되었습니다.

선형 물체의 경우, 균형 조정 과정은 예측 가능하고 안정적입니다. 시험 추를 설치하면 진동 진폭과 위상이 비례적으로 변화합니다. 반복적인 시작에도 동일한 진동 벡터가 유지되며, 계산된 보정 추의 유효성도 변하지 않습니다. 이러한 물체는 일회성 균형 조정과 저장된 영향 계수를 이용한 연속 균형 조정 모두에 적합합니다.

비선형 물체는 근본적으로 다른 방식으로 동작합니다. 평형 계산의 기본 원리가 무너지는 것입니다. 진동 진폭은 더 이상 불균형에 비례하지 않고, 위상은 불안정해지며, 영향 계수는 시험 추의 질량, 작동 모드, 심지어 시간에 따라서도 변합니다. 실제로 이는 진동 벡터의 혼돈적인 거동으로 나타납니다. 시험 추를 설치한 후 진동 변화가 너무 작거나, 과도하거나, 심지어는 재현 불가능한 경우가 발생할 수 있습니다.

선형 객체란 무엇인가?

선형 물체는 진동이 불균형의 크기에 정비례하는 시스템입니다.

균형 유지라는 맥락에서 선형 물체는 불균형(불균형 질량)의 크기와 진동 진폭 사이에 정비례 관계가 있는 이상적인 모델입니다. 즉, 로터의 회전 속도가 일정하게 유지된다면 불균형이 두 배가 되면 진동 진폭도 두 배가 됩니다. 반대로 불균형을 줄이면 진동도 비례적으로 감소합니다.

객체의 동작이 여러 요인에 따라 달라질 수 있는 비선형 시스템과 달리 선형 객체는 최소한의 노력으로 높은 수준의 정밀도를 제공합니다.

또한, 밸런서의 훈련과 연습을 위한 기초 역할을 합니다. 선형 객체의 원리를 이해하면 나중에 더 복잡한 시스템에 적용할 수 있는 기술을 개발하는 데 도움이 됩니다.

선형성의 그래픽 표현

불균형 질량(불균형)의 크기를 가로축에, 진동 진폭을 세로축에 나타낸 그래프를 상상해 보세요. 선형 물체의 경우, 이 그래프는 원점(불균형 크기와 진동 진폭이 모두 0인 지점)을 지나는 직선이 됩니다. 이 직선의 기울기는 물체의 불균형에 대한 민감도를 나타냅니다. 기울기가 가파를수록 동일한 불균형에서 진동이 더 커집니다.

그래프 1: 진동 진폭(µm)과 불균형 질량(g)의 관계

그래프 1은 선형 밸런싱 물체의 진동 진폭(µm)과 로터의 불균형 질량(g) 간의 관계를 보여줍니다. 비례 계수는 0.5µm/g입니다. 단순히 300을 600으로 나누면 0.5µm/g가 됩니다. 불균형 질량이 800g(UM=800g)인 경우 진동은 800g * 0.5µm/g = 400µm입니다. 이는 일정한 로터 속도에서 적용됩니다. 회전 속도가 다르면 계수가 달라집니다.

이 비례 계수는 영향 계수(감도 계수)라고 하며, µm/g 또는 불균형이 있는 경우 µm/(g*mm)의 차원을 가지며, 여기서 (g*mm)은 불균형의 단위입니다. 영향 계수(IC)를 알면 역 문제, 즉 진동 크기에 따라 불균형 질량(UM)을 결정하는 것도 가능합니다. 이를 위해 진동 진폭을 IC로 나눕니다.

예를 들어, 측정된 진동이 300µm이고 알려진 계수가 IC=0.5µm/g인 경우 300을 0.5로 나누면 600g(UM=600g)가 됩니다.

영향 계수(IC): 선형 객체의 주요 매개변수

선형 물체의 중요한 특성 중 하나는 영향 계수(IC)입니다. IC는 진동 대 불균형 그래프에서 직선의 기울기 각도의 탄젠트 값과 같으며, 특정 회전 속도에서 특정 보정 평면에 단위 질량(그램, g)을 추가했을 때 진동 진폭(마이크론, µm)이 얼마나 변하는지를 나타냅니다. 즉, IC는 물체의 불균형에 대한 민감도를 나타내는 척도입니다. 측정 단위는 µm/g이며, 불균형을 질량과 반지름의 곱으로 표현할 경우 µm/(g*mm)입니다.

IC는 본질적으로 선형 물체의 "여권"과 같은 특성으로, 질량이 추가되거나 제거될 때의 거동을 예측할 수 있게 해줍니다. IC를 알면 주어진 불균형에 대한 진동 크기를 결정하는 직접적인 문제와 측정된 진동으로부터 불균형 크기를 계산하는 역문제를 모두 해결할 수 있습니다.

직접적인 문제:

역문제:

선형 객체의 진동 단계

진동은 진폭 외에도 위상으로 특징지어지는데, 이는 회전자가 평형 위치에서 최대 편차를 보이는 순간의 위치를 나타냅니다. 선형 물체의 경우 진동 위상 또한 예측 가능합니다. 위상은 두 각도의 합입니다.

1. 로터 전체의 불균형 질량의 위치를 결정하는 각도입니다. 이 각도는 주요 불균형이 집중되는 방향을 나타냅니다.
2. 영향 계수의 인자. 이는 물체의 동적 특성을 나타내는 상수 각도이며, 불균형 질량 설치물의 크기나 각도에 의존하지 않습니다.

따라서 IC 인수를 알고 진동 위상을 측정하면 불균형 질량 설치 각도를 결정할 수 있습니다. 이를 통해 교정 질량 크기를 계산할 수 있을 뿐만 아니라 로터에 정확하게 배치하여 최적의 균형을 이룰 수 있습니다.

선형 객체 균형 맞추기

선형 물체의 경우, 이런 방식으로 결정된 영향 계수(IC)는 시험 질량 설치의 크기나 각도, 초기 진동에 의존하지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이는 선형성의 핵심 특성입니다. 시험 질량 매개변수나 초기 진동이 변경될 때 IC가 변경되지 않으면 물체가 고려된 불균형 범위 내에서 선형적으로 동작한다고 확신할 수 있습니다.

선형 객체의 균형을 맞추기 위한 단계

1. 초기 진동 측정: 첫 번째 단계는 진동을 초기 상태에서 측정하는 것입니다. 불균형 방향을 나타내는 진폭과 진동 각도가 결정됩니다.
2. 시험용 질량 설치: 알려진 무게의 질량이 로터에 설치됩니다. 이를 통해 물체가 추가 하중에 어떻게 반응하는지 이해하는 데 도움이 되며 진동 매개변수를 계산할 수 있습니다.
3. 진동 재측정: 시험 질량을 설치한 후 새로운 진동 매개변수를 측정합니다. 이를 초기 값과 비교하여 질량이 시스템에 어떤 영향을 미치는지 확인할 수 있습니다.
4. 교정 질량 계산: 측정 데이터를 기반으로 교정 중량의 질량과 설치 각도가 결정됩니다. 이 중량은 불균형을 제거하기 위해 로터에 배치됩니다.
5. 최종 검증: 교정 중량을 설치한 후에는 진동이 상당히 줄어들어야 합니다. 잔류 진동이 여전히 허용 수준을 초과하는 경우 절차를 반복할 수 있습니다.

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직렬 균형 조정 및 저장된 계수

직렬 밸런싱은 특별한 주의를 요합니다. 이는 생산성을 크게 향상시킬 수 있지만, 선형적이고 진동이 안정적인 대상에 적용할 때만 가능합니다. 이러한 경우, 첫 번째 로터에서 얻은 영향 계수를 이후의 동일한 로터에 재사용할 수 있습니다. 그러나 지지대 강성, 회전 속도 또는 베어링 상태가 변하는 순간 반복성이 손실되어 직렬 방식이 더 이상 작동하지 않게 됩니다.

비선형 객체: 이론이 실제와 다를 때

비선형 객체란 무엇인가?

비선형 물체는 진동 진폭이 불균형의 크기에 비례하지 않는 시스템입니다. 진동과 불균형 질량 간의 관계가 직선으로 표현되는 선형 물체와 달리, 비선형 시스템에서는 이 관계가 복잡한 궤적을 따를 수 있습니다.

현실 세계에서 모든 물체가 선형적으로 행동하는 것은 아닙니다. 비선형 물체는 불균형과 진동 사이에 정비례하지 않는 관계를 보입니다. 즉, 영향 계수는 일정하지 않으며 다음과 같은 여러 요인에 따라 달라질 수 있습니다.

• 불균형의 크기: 불균형이 증가하면 로터 지지대의 강성이 변하여 진동이 비선형적으로 변할 수 있습니다.
• 회전 속도: 다양한 회전 속도에서 서로 다른 공명 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인해 비선형적 동작이 발생할 수도 있습니다.
• 클리어런스와 갭의 존재: 베어링과 다른 연결부의 여유 공간과 틈새는 특정 조건에서 진동의 급격한 변화를 일으킬 수 있습니다.
• 온도: 온도 변화는 재료의 특성에 영향을 미칠 수 있으며, 결과적으로 물체의 진동 특성에도 영향을 미칩니다.
• 외부 하중: 회전자에 작용하는 외부 하중은 회전자의 동적 특성을 변화시키고 비선형적인 동작으로 이어질 수 있습니다.

비선형 객체가 어려운 이유는 무엇인가?

비선형성은 밸런싱 프로세스에 많은 변수를 도입합니다. 비선형 객체에 대한 성공적인 작업에는 더 많은 측정과 더 복잡한 분석이 필요합니다. 예를 들어, 선형 객체에 적용 가능한 표준 방법은 항상 비선형 시스템에 대한 정확한 결과를 산출하지 않습니다. 이를 위해서는 프로세스의 물리에 대한 더 깊은 이해와 전문적인 진단 방법의 사용이 필요합니다.

비선형성의 징후

비선형 객체는 다음과 같은 기호로 식별할 수 있습니다.

• 비 비례 진동 변화: 불균형이 커질수록 진동은 선형 물체의 경우 예상보다 빨라지거나 느려질 수 있습니다.
• 진동의 위상 변화: 진동 단계는 불균형이나 회전 속도의 변화에 따라 예측할 수 없이 변할 수 있습니다.
• 고조파와 아고조파의 존재: 진동 스펙트럼은 더 높은 고조파(회전 주파수의 배수)와 아고조파(회전 주파수의 분수)를 보일 수 있으며, 이는 비선형 효과를 나타냅니다.
• 히스테리시스: 진동 진폭은 불균형의 현재 값뿐만 아니라 그 이력에도 따라 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 불균형이 증가한 다음 초기 값으로 감소하면 진동 진폭이 원래 수준으로 돌아오지 않을 수 있습니다.

비선형성은 밸런싱 프로세스에 많은 변수를 도입합니다. 성공적인 작동을 위해서는 더 많은 측정과 복잡한 분석이 필요합니다. 예를 들어, 선형 객체에 적용 가능한 표준 방법은 항상 비선형 시스템에 대한 정확한 결과를 산출하지 않습니다. 이는 프로세스 물리학에 대한 더 깊은 이해와 특수 진단 방법의 사용을 필요로 합니다.

비선형성의 그래픽 표현

진동 대 불균형 그래프에서 비선형성은 직선으로부터의 편차에서 분명하게 드러납니다. 그래프에는 굽힘, 곡률, 히스테리시스 루프 및 불균형과 진동 사이의 복잡한 관계를 나타내는 기타 특성이 있을 수 있습니다.

그래프 2. 비선형 객체

50g; 40μm(노란색), 100g; 54.7μm(파란색).

이 물체는 두 개의 선분, 두 개의 직선을 나타냅니다. 50그램 미만의 불균형의 경우 그래프는 선형 물체의 속성을 반영하여 그램 단위의 불균형과 마이크론 단위의 진동 진폭 간의 비례성을 유지합니다. 50그램 이상의 불균형의 경우 진동 진폭의 증가가 느려집니다.

비선형 객체의 예

균형의 맥락에서 비선형 객체의 예는 다음과 같습니다.

• 균열이 있는 로터: 로터에 균열이 생기면 강성이 비선형적으로 변하고, 결과적으로 진동과 불균형 사이에 비선형 관계가 나타납니다.
• 베어링 클리어런스가 있는 로터: 베어링의 클리어런스는 특정 조건에서 진동의 급격한 변화를 일으킬 수 있습니다.
• 비선형 탄성 요소를 갖춘 로터: 고무 댐퍼와 같은 일부 탄성 요소는 비선형 특성을 나타낼 수 있으며, 이는 로터의 동역학에 영향을 미칩니다.

비선형성의 종류

1. 소프트-스티프 비선형성

이러한 시스템에서는 소프트와 스티프의 두 세그먼트가 관찰됩니다. 소프트 세그먼트에서 거동은 선형성과 유사하며, 진동 진폭은 불균형 질량에 비례하여 증가합니다. 그러나 특정 임계값(중단점) 이후에는 시스템이 스티프 모드로 전환되고 진폭 증가가 느려집니다.

2. 탄성 비선형성

시스템 내의 지지대 또는 접촉부의 강성 변화는 진동-불균형 관계를 복잡하게 만듭니다. 예를 들어, 특정 하중 임계값을 넘을 때 진동이 갑자기 증가하거나 감소할 수 있습니다.

3. 마찰에 의한 비선형성

상당한 마찰이 있는 시스템(예: 베어링)에서는 진동 진폭이 예측 불가능할 수 있습니다. 마찰은 한 속도 범위에서 진동을 줄이고 다른 속도 범위에서는 진동을 증폭시킬 수 있습니다.

비선형성의 일반적인 원인

비선형성의 가장 일반적인 원인은 베어링 간극 증가, 베어링 마모, 건조 마찰, 지지대 이완, 구조물 균열, 그리고 공진 주파수 근처에서의 작동입니다. 이러한 현상은 흔히 연성-경성 비선형성을 나타냅니다. 불균형 수준이 작을 때는 시스템이 거의 선형적으로 작동하지만, 진동이 증가함에 따라 지지대나 케이싱의 더 단단한 요소들이 영향을 받게 됩니다. 이러한 경우, 균형 조정은 좁은 작동 범위 내에서만 가능하며 장기적인 안정을 보장하지 못합니다.

진동 불안정성

또 다른 심각한 문제는 진동 불안정성입니다. 형식적으로 선형적인 물체조차도 시간이 지남에 따라 진폭과 위상이 변할 수 있습니다. 이는 열 효과, 윤활유 점도 변화, 열팽창, 그리고 지지대에서의 불안정한 마찰 때문입니다. 결과적으로, 불과 몇 분 간격으로 측정한 값에서도 서로 다른 진동 벡터가 나타날 수 있습니다. 이러한 상황에서는 측정값 간의 의미 있는 비교가 불가능해지고, 평형 계산의 신뢰성이 떨어집니다.

공진에 가까운 균형

공진 부근에서의 평형은 특히 문제가 됩니다. 회전 주파수가 시스템의 고유 주파수와 일치하거나 근접할 때, 작은 불균형조차도 진동을 급격히 증가시킵니다. 진동 위상은 작은 속도 변화에도 매우 민감해집니다. 물체는 사실상 비선형 영역에 진입하게 되며, 이 영역에서의 평형은 물리적 의미를 잃게 됩니다. 이러한 경우에는 평형을 고려하기 전에 작동 속도나 기계 구조를 변경해야 합니다.

"성공적인" 균형 조정 후 높은 진동

실제로는 형식적으로는 균형 조정을 성공적으로 마친 후에도 전체적인 진동 수준이 여전히 높은 경우가 흔히 발생합니다. 이는 계측기나 작업자의 오류를 의미하는 것은 아닙니다. 균형 조정은 질량 불균형만 해소할 뿐입니다. 진동이 기초 결함, 체결 부품 풀림, 정렬 불량 또는 공진으로 인해 발생하는 경우, 보정 추를 사용해도 문제를 해결할 수 없습니다. 이러한 경우에는 기계와 기초 전체에 걸친 진동의 공간적 분포를 분석하여 진정한 원인을 파악해야 합니다.

비선형 객체 균형 조정: 비전통적 솔루션을 갖춘 복잡한 작업

비선형 물체의 균형을 맞추는 것은 전문적인 방법과 접근 방식을 필요로 하는 어려운 작업입니다. 선형 물체를 위해 개발된 표준 시범 질량 방법은 잘못된 결과를 낳거나 전혀 적용할 수 없을 수 있습니다.

비선형 객체에 대한 밸런싱 방법

• 단계별 밸런싱: 이 방법은 각 단계에 보정 추를 설치하여 불균형을 점진적으로 줄이는 방식입니다. 각 단계가 완료되면 진동을 측정하고, 대상의 현재 상태를 바탕으로 새로운 보정 추를 결정합니다. 이 접근 방식은 균형 조정 과정 중 영향 계수의 변화를 고려합니다.
• 다양한 속도에서의 균형: 이 방법은 다양한 회전 속도에서 공진 현상의 효과를 다룹니다. 공진 근처의 여러 속도에서 밸런싱을 수행하여 전체 작동 속도 범위에서 더 균일한 진동 감소를 가능하게 합니다.
• 수학적 모델 사용: 복잡한 비선형 물체의 경우 비선형 효과를 고려하면서 로터 동역학을 설명하는 수학적 모델을 사용할 수 있습니다. 이러한 모델은 다양한 조건에서 물체의 동작을 예측하고 최적의 밸런싱 매개변수를 결정하는 데 도움이 됩니다.

비선형 물체의 균형을 맞추는 데 있어 전문가의 경험과 직관은 매우 중요한 역할을 합니다. 숙련된 균형 조정 전문가는 비선형성의 징후를 파악하고 적절한 방법을 선택하여 특정 상황에 맞게 적용할 수 있습니다. 진동 스펙트럼 분석, 물체의 작동 매개변수 변화에 따른 진동 변화 관찰, 로터의 설계 특징 고려 등은 모두 올바른 결정을 내리고 원하는 결과를 얻는 데 도움이 됩니다.

선형 객체용으로 설계된 도구를 사용하여 비선형 객체의 균형을 맞추는 방법

좋은 질문입니다. 이런 물체의 균형을 맞추기 위한 제 개인적인 방법은 메커니즘을 수리하는 것으로 시작합니다. 베어링을 교체하고, 균열을 용접하고, 볼트를 조이고, 앵커나 진동 차단기를 점검하고, 로터가 고정된 구조적 요소에 마찰되지 않는지 확인합니다.

다음으로, 공진 주파수를 식별합니다. 공진에 가까운 속도에서 로터를 균형 잡는 것은 불가능하기 때문입니다. 이를 위해 공진 결정을 위한 충격 방법이나 로터 코스트다운 그래프를 사용합니다.

그다음, 센서의 위치를 메커니즘 상에서 수직, 수평 또는 각도로 결정합니다.

시운전 후, 장치는 교정 하중의 각도와 무게를 표시합니다. 저는 교정 하중 무게를 반으로 줄이지만 로터 배치에는 장치에서 제안한 각도를 사용합니다. 교정 후 잔류 진동이 여전히 허용 수준을 초과하면 다른 로터 실행을 수행합니다. 당연히 시간이 더 걸리지만 그 결과는 때때로 고무적입니다.

회전 장비의 균형을 맞추는 예술과 과학

회전 장비의 밸런싱은 과학과 예술의 요소를 결합한 복잡한 프로세스입니다. 선형 물체의 경우 밸런싱에는 비교적 간단한 계산과 표준 방법이 포함됩니다. 그러나 비선형 물체를 다루려면 로터 역학에 대한 깊은 이해, 진동 신호를 분석하는 능력, 가장 효과적인 밸런싱 전략을 선택하는 기술이 필요합니다.

경험, 직관, 그리고 지속적인 기술 향상은 밸런서를 진정한 장인으로 만드는 것입니다. 결국, 밸런싱의 품질은 장비 작동의 효율성과 신뢰성을 결정할 뿐만 아니라 사람들의 안전을 보장합니다.

측정 반복성

측정 문제 또한 중요한 역할을 합니다. 진동 센서의 잘못된 설치, 측정 지점의 변경 또는 센서 방향의 부적절한 설정은 진폭과 위상 모두에 직접적인 영향을 미칩니다. 밸런싱 작업에서는 진동을 측정하는 것만으로는 충분하지 않으며, 측정의 반복성과 안정성이 매우 중요합니다. 따라서 실제 작업에서는 센서 장착 위치와 방향을 엄격하게 제어해야 합니다.

비선형 객체에 대한 실용적인 접근 방식

비선형 물체의 평형을 맞추는 작업은 항상 시험용 추를 설치하는 것에서 시작하는 것이 아니라 진동 거동을 평가하는 것에서 시작합니다. 진폭과 위상이 시간에 따라 뚜렷하게 변동하거나, 시작점과 종료점 사이에서 변하거나, 작은 속도 변화에 급격하게 반응하는 경우, 가장 먼저 해야 할 일은 가능한 한 가장 안정적인 작동 모드를 확보하는 것입니다. 그렇지 않으면 모든 계산은 임의적인 결과가 될 뿐입니다.

첫 번째 실질적인 단계는 적절한 속도를 선택하는 것입니다. 비선형 물체는 공진에 매우 민감하므로, 밸런싱 작업은 고유 진동수에서 최대한 멀리 떨어진 속도에서 수행해야 합니다. 이는 종종 일반적인 작동 범위보다 낮거나 높은 속도로 이동해야 함을 의미합니다. 이러한 속도에서 진동이 더 크더라도 안정적이라면, 공진 영역에서 밸런싱하는 것보다 훨씬 바람직합니다.

다음으로, 추가적인 비선형성을 유발하는 모든 요소를 최소화하는 것이 중요합니다. 밸런싱 작업 전에 모든 체결 부품을 점검하고 조여야 하며, 간극을 최대한 제거하고, 지지대와 베어링 장치의 풀림 여부를 검사해야 합니다. 밸런싱 작업은 간극이나 마찰을 보정하는 것은 아니지만, 이러한 요소들이 안정적인 상태가 되면 보정이 가능할 수 있습니다.

비선형 물체를 다룰 때는 습관적으로 작은 시험용 추를 사용해서는 안 됩니다. 시험용 추의 크기가 너무 작으면 시스템이 재현 가능한 영역으로 이동하지 못하는 경우가 많고, 진동 변화가 불안정성 잡음과 유사해집니다. 시험용 추는 진동 벡터에 명확하고 재현 가능한 변화를 일으킬 만큼 충분히 커야 하지만, 물체를 다른 작동 영역으로 밀어낼 정도로 너무 커서는 안 됩니다.

측정은 신속하게, 그리고 동일한 조건에서 수행되어야 합니다. 측정 간 시간 간격이 짧을수록 시스템의 동적 매개변수가 변하지 않을 가능성이 높아집니다. 구성 변경 없이 여러 차례 제어 실행을 수행하여 대상이 일관되게 동작하는지 확인하는 것이 좋습니다.

진동 센서의 장착 지점과 방향을 정확하게 설정하는 것이 매우 중요합니다. 비선형 물체의 경우, 센서의 작은 변위조차도 위상과 진폭에 상당한 변화를 일으킬 수 있으며, 이는 시험용 무게의 영향으로 오인될 수 있습니다.

계산 시에는 정확한 수치 일치보다는 추세에 주의를 기울여야 합니다. 연속적인 보정을 통해 진동이 지속적으로 감소한다면, 영향 계수가 형식적으로 수렴하지 않더라도 균형 조정이 올바른 방향으로 나아가고 있음을 나타냅니다.

비선형 객체의 영향 계수를 저장하고 재사용하는 것은 권장되지 않습니다. 한 번의 균형 조정 주기가 성공적이라 하더라도, 다음 시작 시 객체가 다른 모드로 전환될 수 있으며 이전 계수는 더 이상 유효하지 않을 수 있습니다.

비선형 물체의 균형을 맞추는 것은 종종 절충안이라는 점을 명심해야 합니다. 목표는 가능한 한 진동을 최소화하는 것이 아니라, 허용 가능한 진동 수준으로 기계를 안정적이고 반복 가능한 상태로 만드는 것입니다. 많은 경우, 이는 베어링을 수리하거나, 지지대를 복구하거나, 구조를 수정할 때까지의 임시방편일 뿐입니다.

실질적인 주요 원칙은 먼저 물체를 안정화한 다음 균형을 맞추고, 그 후에 결과를 평가하는 것입니다. 안정화가 불가능한 경우, 균형 맞추기는 최종 해결책이 아닌 보조적인 조치로 간주해야 합니다.

감소된 보정 가중치 기법

실제로 비선형 물체의 균형을 맞출 때, 또 다른 중요한 기술이 종종 효과적인 것으로 입증됩니다. 계측기가 표준 알고리즘을 사용하여 보정 추를 계산하는 경우, 계산된 추를 그대로 설치하면 오히려 상황이 악화되는 경우가 많습니다. 진동이 증가하거나 위상이 급격하게 변하거나 물체가 다른 작동 모드로 전환될 수 있습니다.

이러한 경우, 보정 가중치를 줄여서 적용하면 효과적입니다. 기기에서 계산한 값보다 두 배, 때로는 세 배까지 작게 설정하면 됩니다. 이렇게 하면 시스템이 조건부 선형 영역에서 벗어나 다른 비선형 영역으로 갑자기 넘어가는 것을 방지할 수 있습니다. 결과적으로, 보정은 대상의 동적 매개변수에 급격한 변화를 일으키지 않고 작은 단계로 부드럽게 적용됩니다.

감소된 무게를 설치한 후에는 제어 시험을 수행하고 진동 추세를 평가해야 합니다. 진폭이 꾸준히 감소하고 위상이 비교적 안정적으로 유지되면 동일한 방법을 사용하여 보정을 반복하여 달성 가능한 최소 진동 수준에 점진적으로 접근할 수 있습니다. 이러한 단계별 방법은 계산된 전체 보정 무게를 한 번에 설치하는 것보다 더 신뢰할 수 있는 경우가 많습니다.

이 기술은 특히 간극, 건조 마찰, 연성-경성 지지대가 있는 물체에 효과적입니다. 이러한 경우, 계산된 전체 보정값을 적용하면 시스템이 조건부 선형 영역에서 즉시 벗어나게 됩니다. 보정 질량을 줄이면 물체가 가장 안정적인 작동 상태를 유지할 수 있으며, 형식적으로 균형 조정이 불가능하다고 여겨지는 경우에도 실질적인 결과를 얻을 수 있습니다.

이는 "측정 장비 오류"가 아니라 비선형 시스템의 물리적 특성에서 비롯된 결과라는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 측정 장비는 선형 모델에 대해서는 정확하게 계산하지만, 엔지니어는 실제 기계 시스템의 동작에 맞춰 결과를 조정합니다.

최종 원칙

궁극적으로 성공적인 밸런싱은 단순히 무게와 각도를 계산하는 것만으로는 이루어지지 않습니다. 대상의 동적 거동, 선형성, 진동 안정성, 그리고 공진 조건과의 거리를 이해해야 합니다. Balanset-1A는 측정, 분석 및 계산에 필요한 모든 도구를 제공하지만, 최종 결과는 항상 시스템 자체의 기계적 상태에 따라 결정됩니다. 이것이 바로 진동 진단 및 로터 밸런싱 분야에서 형식적인 접근 방식과 실제 엔지니어링 실무를 구분 짓는 요소입니다.

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