회전 기계의 불균형 이해

정의: 불균형이란 무엇인가?

불균형 (종종 불균형과 혼용되어 사용됨)은 로터의 질량 중심(또는 무게 중심)이 회전 중심과 정렬되지 않은 상태입니다. 이러한 오프셋은 이심률는 질량이 회전축을 중심으로 고르게 분포되지 않음을 의미합니다. 로터가 회전할 때, 이러한 고르지 않은 질량 분포는 로터를 중심에서 멀어지게 하는 원심력을 발생시켜 전체 기계가 진동하게 합니다. 회전 기계에서 가장 흔한 진동 원인은 불균형입니다.

불균형의 고전적인 특징

불균형은 매우 독특하고 인식하기 쉬운 진동 특징을 가지고 있어 진단하기가 비교적 쉽습니다.

• 빈도: 진동은 정확히 발생합니다 회전 속도의 1배 회전자의 속도입니다. 기계의 속도가 빨라지거나 느려지면 진동 주파수도 완벽하게 따라갑니다.
• 방향: 진동은 주로 방사형 방향(수평 및 수직)으로 진동합니다. 일반적으로 축 방향(추력) 진동은 매우 적습니다.
• 진폭: 진동의 진폭은 회전 속도의 제곱에 비례합니다. 회전 속도를 두 배로 높이면 불균형력(그리고 그로 인한 진동)은 네 배가 됩니다.
• 단계: 불균형에 대한 위상 측정은 일반적으로 안정적이고 반복 가능합니다.

불균형의 유형

불균형은 세 가지 주요 유형으로 분류할 수 있습니다.

1. 정적 불균형

"힘의 불균형"이라고도 하는 이 불균형은 가장 간단한 유형입니다. 마치 얇은 원반 위에 무거운 점 하나가 있는 것처럼 질량이 단일 평면에 고르지 않게 분포될 때 발생합니다. "정적 불균형"이라고 불리는 이유는 회전자가 정지해 있을 때 감지할 수 있기 때문입니다. 마찰이 없는 칼날에 놓이면 무거운 점이 바닥에 닿을 때까지 회전합니다. 무거운 점의 반대쪽에 180°로 배치된 단일 추를 사용하여 이 불균형을 교정할 수 있습니다.

2. 커플 불균형

이는 로터의 양 끝에 서로 180° 각도로 위치한 두 개의 동일한 무게 중심점이 있을 때 발생합니다. 이로 인해 로터를 앞뒤로 비틀려는 "커플" 또는 요동 운동이 발생합니다. 순수 커플 불균형이 있는 로터는 정적으로 평형을 이루지만(날카로운 모서리에서 구르지 않음), 회전 시 심하게 진동합니다. 요동 운동을 상쇄하기 위해 두 개의 서로 다른 평면에 두 개의 보정 추를 설치해야 합니다.

3. 동적 불균형

이는 실제 기계에서 가장 흔히 발견되는 현상입니다. 정적 불균형과 커플 불균형이 모두 복합적으로 발생합니다. 동적 불균형을 교정하려면 로터를 따라 최소 두 개의 서로 다른 평면에서 질량을 교정해야 하는데, 이 과정을 "동적 불균형 교정"이라고 합니다. 동적 밸런싱.

불균형의 일반적인 원인

불균형은 제조 시점부터 발생할 수도 있고, 작동 중에 발생할 수도 있습니다. 일반적인 원인은 다음과 같습니다.

• 제조상의 결함: 주조물의 기공, 불균일한 재료 밀도, 가공 허용 오차.
• 조립 오류: 구성 요소가 잘못 설치되었거나, 볼트가 고르지 않게 조여졌거나, 키가 잘못 정렬되었습니다.
• 마멸: 팬 블레이드나 펌프 임펠러의 침식, 부식 또는 마모가 고르지 않습니다.
• 재료 축적: 팬, 송풍기, 원심분리기의 회전자에 먼지, 흙 또는 제품이 쌓이는 현상입니다.
• 구성 요소 오류: 균형추가 던져지거나 칼날이 부러지면 심각한 불균형이 즉시 발생합니다.

불균형을 교정하는 것이 왜 중요한가

기계가 심각한 불균형 상태로 작동하도록 방치하는 것은 기계의 건강에 해롭습니다. 지속적인 반복적인 힘은 다음과 같은 문제를 야기합니다.

• 조기 베어링 고장: 베어링은 높은 동적 하중을 받기 때문에 마모가 빠릅니다.
• 피로 및 균열: 진동으로 인해 샤프트, 기초 및 기타 구성 요소에 피로 응력이 발생합니다.
• 효율성 감소: 에너지는 유용한 작업을 수행하는 대신 진동과 열의 형태로 낭비됩니다.
• 안전 위험: 심각한 불균형은 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다.

불균형은 체계적인 밸런싱 절차를 통해 교정되며, 이는 기계의 신뢰성을 개선하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다.

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