시간 파형: 진동 분석의 기초

정의: 시간 파형이란 무엇인가?

그리고 시간 파형 (시간 영역 신호라고도 함)는 가속도계나 근접 프로브와 같은 진동 변환기에서 발생하는 가공되지 않은 원시 신호입니다. 수직(Y) 축에 진동의 순간 진폭을 수평(X) 축에 시간에 대해 나타낸 그래프입니다. 센서 위치에서 기계가 짧은 시간 동안 물리적으로 앞뒤로 움직이는 것을 직접적으로 표현한 것입니다.

진단에서 시간 파형의 역할

동안 주파수 스펙트럼(FFT) 대부분의 정상 상태 기계 고장을 진단하는 데 있어 주요 도구인 시간 파형은 필수적이고 보완적인 도구입니다. FFT는 샘플 시간 동안 *평균화된* 주파수 성분을 계산합니다. 이 과정에서 단시간, 과도 또는 비주기적인 이벤트가 가려질 수 있습니다. 그러나 시간 파형은 매 순간 발생한 상황을 정확하게 보여주기 때문에 분석에 더욱 적합합니다.

• 충동적 사건: 베어링이나 기어 결함의 첫 징후인 날카로운 충격이 뚜렷하게 나타납니다.
• 변조 및 비트: 고전적인 상승 및 하락 패턴 고동 시간 파형에서 가장 명확하게 나타납니다.
• 일시적인 이벤트: FFT에서 평균화되는 무작위의 일회성 이벤트를 캡처할 수 있습니다.
• 신호 클리핑: 센서 신호가 분석기의 입력 범위를 초과하여 FFT가 무효화되는 경우 즉시 표시됩니다.
• 마찰: 로터 마찰로 인한 날카롭고 왜곡된 신호는 파형에서 가장 명확하게 드러납니다.

숙련된 분석가는 항상 스펙트럼과 시간 파형을 모두 검토하여 기계의 상태에 대한 전체적인 그림을 얻습니다.

시간 파형을 분석하는 방법

시간 파형을 분석하려면 파형의 모양과 주요 특성을 살펴봐야 합니다.

1. 피크 진폭

파형의 최대 진폭(피크)은 사건의 최대 힘 또는 응력을 직접적으로 측정하는 지표입니다. 에너지가 낮은 신호에서 높은 피크 진폭이 나타나는 것은 충격의 강력한 지표입니다.

2. 전체적인 모양

건강하고 균형이 잘 잡힌 기계는 작동 속도 주파수에서 깨끗한 사인파 파형을 보이는 경우가 많습니다. 이러한 형태의 왜곡은 다른 주파수나 힘의 존재를 나타냅니다. 예를 들어, "평평해지거나" "잘린" 모양은 부품의 움직임이 제한되어 기계적 느슨함을 나타내는 전형적인 신호입니다.

3. 반복적인 패턴과 주기성

플롯에 커서를 놓으면 분석가는 반복되는 이벤트 사이의 시간을 측정할 수 있습니다.

• 주요 피크 사이의 시간을 측정하면 기간 기본 진동의 주파수를 구하기 위해 이를 반전할 수 있습니다(주파수 = 1 / 주기).
• 주 파형에 "타고" 있는 작고 반복적인 충격을 찾으면 베어링이나 기어 오류의 정확한 빈도를 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다.

4. 통계적 매개변수

시간 파형으로부터 계산된 통계 값은 강력한 진단 지표입니다.

• RMS(제곱 평균 제곱근): 신호의 전체 에너지 함량을 측정합니다.
• 크레스트 팩터: 최대 진폭과 RMS 값의 비율입니다. 높은 파고율(>>3)은 강한 충격이 있음을 나타냅니다.
• 첨도: 신호의 "뾰족함"을 측정하는 기준입니다. 첨도 값이 높을수록 초기 베어링 단층에 대한 민감도가 높습니다.

파형 대 스펙트럼: 파트너십

시간 파형과 주파수 스펙트럼은 동일한 데이터에 대한 두 가지 다른 관점이며, 함께 사용할 때 가장 효과적으로 작동합니다.

• 그리고 스펙트럼 여러 개의 밀접하게 간격이 떨어진 정상 상태 주파수를 분리하는 데 탁월합니다.
• 그리고 파형 충격의 실제 진폭과 비정상 상태 사건의 특성을 보여주는 데 탁월합니다.

예를 들어, 스펙트럼은 잡음 플로어가 높아진 것을 보여줄 수 있지만, 파형은 그 원인이 베어링 결함 발생으로 인한 일련의 저진폭 반복적인 충격임을 보여줄 것입니다.

← 메인 인덱스로 돌아가기