휴대용 밸런서 & 진동 분석기 Balanset-1A

€1,751.00

Balanset-1A는 2개의 채널을 갖추고 있으며 두 평면에서 동적 밸런싱을 위해 설계되었습니다. 따라서 파쇄기, 팬, 덮개, 콤바인의 오거, 샤프트, 원심 분리기, 터빈 등을 포함한 광범위한 응용 분야에 적합합니다. 다재다능함 자세히 보기...

제품번호: BS-1

카테고리: 디바이스

팬 밸런싱

(ISO 31350-2007 진동에서 사용된 정보입니다. 산업용 팬. 생산 진동 및 밸런싱 품질에 대한 요구 사항)

팬에서 발생하는 진동은 가장 중요한 기술적 특성 중 하나입니다. 이는 제품의 설계 및 제조 품질을 나타냅니다. 진동이 증가하면 팬의 부적절한 설치, 기술 상태의 악화 등을 나타낼 수 있습니다. 이러한 이유로 팬 진동은 일반적으로 인수 테스트 중, 시운전 전 설치 중, 그리고 기계 상태 모니터링 프로그램을 수행할 때 측정됩니다. 팬 진동 데이터는 팬의 지지대와 연결된 시스템(덕트)의 설계에도 사용됩니다. 진동 측정은 일반적으로 흡입 및 토출 포트가 열린 상태에서 수행되지만 팬 진동은 기류 공기역학, 회전 속도 및 기타 특성의 변화에 따라 크게 달라질 수 있다는 점에 유의해야 합니다.

ISO 10816-1-97, ISO 10816-3-2002 및 ISO 31351-2007은 측정 방법을 설정하고 진동 센서 위치를 정의합니다. 덕트 또는 팬 베이스에 미치는 영향을 평가하기 위해 진동 측정을 수행하는 경우, 그에 따라 측정 지점이 선택됩니다.

팬 진동 측정은 비용이 많이 들 수 있으며, 때로는 그 비용이 제품 자체의 제조 비용을 훨씬 초과할 수도 있습니다. 따라서 개별 개별 진동 구성 요소의 값 또는 주파수 대역의 진동 매개변수에 대한 제한은 이러한 값을 초과하여 팬 오작동을 나타내는 경우에만 도입해야 합니다. 또한 측정 결과의 용도에 따라 진동 측정 지점의 수를 제한해야 합니다. 일반적으로 팬의 진동 상태를 평가하기 위해서는 팬 지지대에서 진동을 측정하는 것으로 충분합니다.

베이스는 팬이 장착되고 팬에 필요한 지지력을 제공하는 역할을 합니다. 베이스의 질량과 강성은 팬을 통해 전달되는 진동의 증폭을 방지하기 위해 선택됩니다.

지원은 두 가지 유형이 있습니다:

규정을 준수하는 지지대: 지지대의 첫 번째 고유 진동수가 팬의 작동 회전 주파수보다 현저히 낮도록 설계된 팬 지지대 시스템입니다. 지지대의 규정 준수 정도를 결정할 때는 팬과 지지대 구조물 사이의 탄성 인서트를 고려해야 합니다. 팬을 스프링에 매달거나 지지대를 탄성 요소(스프링, 고무 아이솔레이터 등)에 배치하면 지지대의 적합성을 보장할 수 있습니다. 서스펜션 시스템 - 팬의 고유 진동수는 일반적으로 테스트된 팬의 최소 회전 속도에 해당하는 주파수의 25% 미만입니다.
견고한 지지대: 지지대의 첫 번째 고유 진동수가 작동 회전 주파수보다 훨씬 높도록 설계된 팬 지지대 시스템입니다. 팬 베이스의 강성은 상대적입니다. 기계 베어링의 강성과 비교하여 고려해야 합니다. 베어링 하우징 진동과 베이스 진동의 비율은 베이스의 컴플라이언스의 영향을 특징짓는 요소입니다. 기계의 발 또는 지지 프레임 근처의 베이스 진동 진폭(모든 방향)이 가장 가까운 베어링 지지대(모든 방향)에서 얻은 최대 진동 측정 결과의 25% 미만인 경우 베이스가 충분히 단단하고 충분히 큰 것으로 간주할 수 있습니다.

공장 테스트 시 팬이 설치되는 임시 받침대의 질량과 강성은 운영 현장의 설치 조건과 크게 다를 수 있으므로 공장 조건의 제한 값은 회전 주파수 범위의 협대역 진동에 적용되고 현장 팬 테스트의 경우 광대역 진동에 적용되어 기계의 전체 진동 상태를 결정합니다. 작동 현장은 팬의 최종 설치 위치로, 작동 조건이 정의됩니다.

팬 카테고리(BV 카테고리)

팬은 사용 목적의 특성, 밸런싱 정확도 등급, 권장 진동 매개변수 제한값에 따라 분류됩니다. 팬의 설계와 용도는 허용 가능한 불균형 값과 진동 수준(BV 카테고리)에 따라 여러 유형의 팬을 분류할 수 있는 기준이 됩니다.

표 1은 허용되는 불균형 값과 진동 수준을 고려하여 적용 조건에 따라 팬을 분류할 수 있는 범주를 제시합니다. 팬 카테고리는 제조업체에서 결정합니다.

표 1 - 팬 카테고리

적용 조건	예제	전력 소비, kW	BV 카테고리
주거 및 사무실 공간	천장 및 다락방 선풍기, 창문 에어컨	≤ 0.15	BV-1
주거 및 사무실 공간	천장 및 다락방 선풍기, 창문 에어컨	> 0.15	BV-2
건물 및 농업용 건물	환기 및 공조 시스템용 팬, 직렬 장비의 팬	≤ 3.7	BV-2
건물 및 농업용 건물	환기 및 공조 시스템용 팬, 직렬 장비의 팬	> 3.7	BV-3
산업 공정 및 발전	밀폐된 공간, 광산, 컨베이어, 보일러, 풍력 터널, 가스 청소 시스템의 팬	≤ 300	BV-3
산업 공정 및 발전	밀폐된 공간, 광산, 컨베이어, 보일러, 풍력 터널, 가스 청소 시스템의 팬	> 300	ISO 10816-3 참조
해상 선박을 포함한 운송	기관차, 트럭, 자동차의 팬	≤ 15	BV-3
해상 선박을 포함한 운송	기관차, 트럭, 자동차의 팬	> 15	BV-4
터널	지하철, 터널, 차고 환기용 선풍기	≤ 75	BV-3
		> 75	BV-4
		모든	BV-4
석유화학 생산	유해 가스 제거용 팬 및 기타 기술 공정에 사용되는 팬	≤ 37	BV-3
석유화학 생산	유해 가스 제거용 팬 및 기타 기술 공정에 사용되는 팬	> 37	BV-4
컴퓨터 칩 생산	클린룸 조성을 위한 팬	모든	BV-5
참고 1 이 표준은 출력이 300kW 미만인 팬만 고려합니다. 이보다 큰 출력을 가진 팬의 진동 평가는 ISO 10816-3에 따릅니다. 그러나 표준 시리즈 전기 모터의 정격 출력은 최대 355kW일 수 있습니다. 이러한 전기 모터가 장착된 팬은 이 표준에 따라 허용되어야 합니다. 2 표 1은 열교환기, 냉각탑 등에 사용되는 대구경(보통 2800~12500mm) 저속 경축 팬에는 적용되지 않습니다. 이러한 팬의 밸런싱 정확도 등급은 G16, 팬 카테고리는 BV-3이어야 합니다.

추후 팬에 설치할 개별 로터 요소(휠 또는 임펠러)를 구매할 때는 이러한 요소의 균형 정확도 등급(표 2 참조)을 따라야 하며, 팬 전체를 구매할 때는 공장 진동 테스트(표 4) 및 현장 진동(표 5) 결과도 고려해야 합니다. 일반적으로 이러한 특성은 합의된 것이므로 BV 카테고리에 따라 팬을 선택할 수 있습니다.

표 1에 명시된 범주는 일반적인 팬 사용의 일반적인 범주이지만, 정당한 경우 고객은 다른 BV 범주의 팬을 요청할 수 있습니다. 장비 공급 계약서에 팬의 BV 범주, 밸런싱 정확도 등급 및 허용 가능한 진동 수준을 명시하는 것이 좋습니다.

팬 설치 조건에 대해 고객과 제조업체 간에 별도의 계약을 체결하여 조립된 팬의 공장 테스트에서 운영 현장의 계획된 설치 조건을 고려할 수 있습니다. 이러한 합의가 없는 경우 공장 테스트를 위한 베이스 유형(강성 또는 규격 준수)에는 제한이 없습니다.

팬 밸런싱

일반 조항

팬 제조업체는 관련 규정 문서에 따라 팬의 균형을 맞출 책임이 있습니다. 이 표준은 ISO 1940-1의 요구 사항을 기반으로 합니다. 밸런싱은 일반적으로 고도로 민감하고 특수 설계된 밸런싱 기계에서 수행되므로 잔여 불균형을 정확하게 평가할 수 있습니다.

팬 밸런싱 정확도 등급

팬 휠의 밸런싱 정확도 등급은 표 2에 따라 적용됩니다. 팬 제조업체는 휠 외에도 샤프트, 커플링, 풀리 등 조립 시 여러 요소에 대해 밸런싱을 수행할 수 있습니다. 또한 개별 조립 요소마다 밸런싱이 필요할 수 있습니다.

표 2 - 정확도 클래스 밸런싱

팬 카테고리	로터(휠) 밸런싱 정확도 등급
BV-1	G16
BV-2	G16
BV-3	G6.3
BV-4	G2.5
BV-5	G1.0
참고: 카테고리 BV-1의 팬에는 무게가 224g 미만인 소형 팬이 포함될 수 있으며, 이 경우 지정된 밸런싱 정확도를 유지하기가 어렵습니다. 이 경우 팬의 회전축에 대한 질량 분포의 균일성은 제조 기술에 의해 보장되어야 합니다.

팬 진동 측정

측정 요구 사항

일반 조항

그림 1 - 4는 각 팬 베어링에서 가능한 몇 가지 측정 지점 및 방향을 보여줍니다. 표 4에 제시된 값은 회전축에 수직인 방향의 측정값과 관련이 있습니다. 공장 테스트와 현장 측정 모두에 대한 측정 지점의 수와 위치는 제조업체의 재량 또는 고객과의 합의에 따라 결정됩니다. 팬 휠 샤프트(임펠러)의 베어링에서 측정하는 것이 좋습니다. 이것이 가능하지 않은 경우 센서와 베어링 사이의 기계적 연결이 가장 짧은 곳에 센서를 설치해야 합니다. 센서는 지지되지 않은 패널, 팬 하우징, 인클로저 요소 또는 베어링에 직접 연결되지 않은 기타 장소에 장착해서는 안 됩니다(이러한 측정 결과는 팬의 진동 상태를 평가하는 데 사용할 수 있지만 덕트 또는 베이스에 전달되는 진동에 대한 정보를 얻는 데는 사용할 수 없습니다 - ISO 31351 및 ISO 5348 참조).

그림 1. 수평으로 장착된 축방향 팬을 위한 3좌표 센서의 위치

그림 2. 단일 흡입 방사형 팬용 3좌표 센서의 위치

그림 3. 이중 흡입 방사형 팬용 3좌표 센서의 위치

그림 4. 수직으로 장착된 축방향 팬을 위한 3좌표 센서의 위치

수평 방향의 측정은 샤프트 축에 직각으로 수행해야 합니다. 수직 방향의 측정은 수평 측정 방향에 직각으로 팬 샤프트에 수직으로 수행해야 합니다. 세로 방향의 측정은 샤프트 축과 평행하게 수행해야 합니다.

관성형 센서를 사용한 측정

이 표준에 명시된 모든 진동 값은 베어링 하우징의 움직임을 재현하는 관성형 센서를 사용하여 측정한 값을 나타냅니다.

사용되는 센서는 가속도계 또는 속도 센서일 수 있습니다. 센서를 올바르게 부착할 때는 지지면에 틈이 없고 흔들림과 공진이 없도록 각별한 주의를 기울여야 합니다. 센서와 부착 시스템의 크기와 질량은 측정된 진동이 크게 변하지 않도록 지나치게 크지 않아야 합니다. 센서 부착 방법 및 측정 시스템의 교정으로 인한 총 오차는 측정값의 +/- 10%를 초과하지 않아야 합니다.

비접촉식 센서를 사용한 측정

사용자와 제조업체 간의 합의에 따라 슬라이딩 베어링 내에서 허용되는 최대 축 변위(ISO 7919-1 참조)에 대한 요구 사항을 설정할 수 있습니다. 해당 측정은 비접촉식 센서를 사용하여 수행할 수 있습니다.

이 경우 측정 시스템은 베어링 하우징에 대한 샤프트 표면의 변위를 결정합니다. 변위의 허용 진폭이 베어링 간극 값을 초과해서는 안 된다는 것은 분명합니다. 간격 값은 베어링의 크기와 유형, 하중(반경 방향 또는 축 방향) 및 측정 방향(일부 베어링 설계에는 타원형 구멍이 있어 수평 방향의 간격이 수직 방향보다 큼)에 따라 달라집니다. 고려해야 할 다양한 요인으로 인해 일률적인 샤프트 변위 제한을 설정할 수는 없지만, 표 3에 몇 가지 권장 사항이 나와 있습니다. 이 표에 제시된 값은 각 방향 베어링의 총 레이디얼 클리어런스 값의 백분율을 나타냅니다.

표 3 - 베어링 내 최대 상대 샤프트 변위

팬 진동 상태	최대 권장 변위, 클리어런스 값의 백분율(모든 축에 걸쳐)
시운전/만족스러운 상태	25% 미만
경고	+50%
종료	+70%
1) 특정 베어링의 반경 방향 및 축 방향 클리어런스 값은 해당 공급업체로부터 얻어야 합니다.

주어진 값은 샤프트 표면의 "거짓" 변위를 고려합니다. 이러한 "거짓" 변위는 샤프트 진동 외에도 샤프트가 구부러지거나 둥근 모양이 아닌 경우 기계적 런아웃도 측정 결과에 영향을 미치기 때문에 측정 결과에 나타납니다. 비접촉식 센서를 사용하는 경우 측정 결과에는 측정 지점에서 샤프트 재료의 자기 및 전기적 특성에 따라 결정되는 전기적 런아웃도 포함됩니다. 팬의 시운전 및 이후 정상 작동 중에 측정 지점에서 기계적 및 전기적 런아웃의 합계의 범위는 두 값 중 더 큰 값을 초과하지 않아야 합니다: 측정된 변위 값의 0.0125mm 또는 25%. 런아웃은 로터에 대한 불균형으로 인한 힘의 영향이 무시할 수 있을 때 샤프트를 천천히 회전(25~400rpm의 속도로)하여 결정됩니다. 설정된 런아웃 허용 오차를 충족하려면 추가적인 샤프트 가공이 필요할 수 있습니다. 비접촉식 센서는 가능하면 베어링 하우징에 직접 장착해야 합니다.

주어진 제한값은 공칭 모드에서 작동하는 팬에만 적용됩니다. 팬 설계에서 가변 회전 속도로 작동할 수 있는 경우 공진의 불가피한 영향으로 인해 다른 속도에서 더 높은 진동 수준이 발생할 수 있습니다.

팬 설계에서 흡입구의 공기 흐름에 따라 블레이드 위치를 변경할 수 있는 경우, 블레이드가 완전히 열린 조건에 대해 주어진 값을 적용해야 합니다. 특히 흡입 공기 흐름에 비해 블레이드 각도가 큰 경우 공기 흐름 정체가 발생하면 진동 수준이 높아질 수 있다는 점에 유의해야 합니다.

팬 지원 시스템

설치 후 팬의 진동 상태는 지지대 강성을 고려하여 결정됩니다. "팬-지지대" 시스템의 첫 번째 고유 진동수가 회전 속도를 초과하면 지지대가 단단한 것으로 간주됩니다. 일반적으로 대형 콘크리트 기초에 장착할 경우 지지대는 단단한 것으로 간주할 수 있으며, 진동 차단기에 장착할 경우 규정을 준수하는 것으로 간주할 수 있습니다. 팬을 장착하는 데 자주 사용되는 강철 프레임은 두 가지 지지대 유형 중 하나에 속할 수 있습니다. 팬 지지대 유형이 확실하지 않은 경우 계산 또는 테스트를 수행하여 시스템의 첫 번째 고유 주파수를 결정할 수 있습니다. 경우에 따라 팬 지지대가 한 방향으로는 견고하고 다른 방향으로는 규정을 준수하는 것으로 간주해야 합니다.

공장 테스트 중 허용되는 팬 진동 한계

표 4에 제시된 제한 진동 수준은 조립된 팬에 적용됩니다. 이는 공장 테스트 시 사용되는 회전 주파수에 대한 베어링 지지대에서 협대역 진동 속도 측정과 관련이 있습니다.

표 4 - 공장 테스트 중 진동 제한 값

팬 카테고리	RMS 진동 속도 제한, mm/s
팬 카테고리	엄격한 지원	규정 준수 지원
BV-1	9.0	11.2
BV-2	3.5	5.6
BV-3	2.8	3.5
BV-4	1.8	2.8
BV-5	1.4	1.8
참고 1 협대역 진동에 대한 진동 속도 단위를 변위 또는 가속도 단위로 변환하는 규칙은 부록 A에 명시되어 있습니다. 2 이 표의 값은 입구 가이드 베인이 열린 모드에서 작동하는 팬의 공칭 부하 및 공칭 회전 주파수에 적용됩니다. 다른 부하 조건에 대한 제한 값은 제조업체와 고객 간에 합의해야 하지만 표의 값을 1.6배 이상 초과하지 않는 것이 좋습니다.

현장 테스트 중 허용되는 팬 진동 한계

작동 현장에서 팬의 진동은 팬의 밸런싱 품질에만 좌우되는 것이 아닙니다. 지지대의 질량 및 강성 등 설치와 관련된 요인도 영향을 미칩니다. 따라서 팬 제조업체는 계약서에 명시되지 않는 한 운영 현장의 팬 진동 수준에 대해 책임을 지지 않습니다.

표 5는 다양한 범주의 팬 정상 작동을 위한 권장 한계값(베어링 하우징의 광대역 진동에 대한 진동 속도 단위)을 제공합니다.

표 5 - 작동 현장의 진동 제한 값

팬 진동 상태	팬 카테고리	RMS 진동 속도 제한, mm/s
팬 진동 상태	팬 카테고리	엄격한 지원	규정 준수 지원
커미셔닝	BV-1	10	11.2
	BV-2	5.6	9.0
	BV-3	4.5	6.3
	BV-4	2.8	4.5
	BV-5	1.8	2.8
경고	BV-1	10.6	14.0
	BV-2	9.0	14.0
	BV-3	7.1	11.8
	BV-4	4.5	7.1
	BV-5	4.0	5.6
종료	BV-1	__1)	__1)
	BV-2	__1)	__1)
	BV-3	9.0	12.5
	BV-4	7.1	11.2
	BV-5	5.6	7.1
1) 카테고리 BV-1 및 BV-2 팬의 셧다운 수준은 진동 측정 결과의 장기 분석을 기반으로 설정됩니다.

시운전 중인 새 팬의 진동은 "시운전" 수준을 초과하지 않아야 합니다. 팬이 작동함에 따라 마모 과정과 영향 요인의 누적 효과로 인해 진동 수준이 증가할 것으로 예상됩니다. 이러한 진동 증가는 일반적으로 자연스러운 현상이며 '경고' 수준에 도달할 때까지는 걱정할 필요가 없습니다.

'경고' 진동 수준에 도달하면 진동 증가의 원인을 조사하고 진동을 줄이기 위한 조치를 결정해야 합니다. 이 상태의 팬 작동은 지속적으로 모니터링해야 하며 진동 증가의 원인을 제거하기 위한 조치를 파악하는 데 필요한 시간으로 제한해야 합니다.

진동 수준이 "정지" 수준에 도달하면 진동 증가의 원인을 제거하기 위한 조치를 즉시 취해야 하며, 그렇지 않으면 팬을 정지해야 합니다. 진동 수준을 허용 가능한 수준으로 낮추는 것이 지연되면 베어링 손상, 로터 및 팬 하우징의 용접 지점에 균열이 발생하여 궁극적으로 팬이 파손될 수 있습니다.

팬의 진동 상태를 평가할 때는 시간에 따른 진동 수준의 변화를 모니터링하는 것이 필수적입니다. 진동 수준의 급격한 변화는 즉각적인 팬 점검 및 유지보수 조치가 필요하다는 것을 나타냅니다. 진동 변화를 모니터링할 때 윤활유 교체 또는 유지보수 절차 등으로 인한 과도기적 과정은 고려하지 않아야 합니다.

어셈블리 절차의 영향력

팬에는 바퀴 외에도 팬의 진동 수준에 영향을 줄 수 있는 다른 회전 요소(구동 풀리, 벨트, 커플링, 모터 로터 또는 기타 구동 장치)가 포함됩니다. 주문 조건에 따라 구동 장치 없이 팬을 공급해야 하는 경우 제조업체가 진동 수준을 확인하기 위해 조립 테스트를 실시하는 것이 비현실적일 수 있습니다. 이러한 경우 제조업체가 팬 휠의 균형을 맞췄더라도 팬 샤프트가 드라이브에 연결되고 시운전 중에 전체 기계의 진동이 테스트될 때까지 팬이 원활하게 작동할지 확신할 수 없습니다.

일반적으로 조립 후에는 진동 수준을 허용 가능한 수준으로 낮추기 위해 추가 밸런싱이 필요합니다. 카테고리 BV-3, BV-4, BV-5의 모든 새 팬의 경우, 시운전 전에 조립된 기계의 진동을 측정하는 것이 좋습니다. 이를 통해 기준선을 설정하고 추가 유지보수 조치의 윤곽을 잡을 수 있습니다.

팬 제조업체는 공장 테스트 후 설치된 드라이브 부품의 진동에 대한 영향에 대해 책임을 지지 않습니다.

진동 측정 도구 및 캘리브레이션

측정 도구

사용되는 측정 도구와 저울은 반드시 검증을 거쳐 작업 요건을 충족해야 합니다. 검증 간격은 측정(테스트) 도구에 대한 제조업체의 권장 사항에 따라 결정됩니다. 측정 도구의 상태는 테스트 기간 내내 정상 작동을 보장해야 합니다.

측정 도구를 다루는 직원은 측정 도구의 잠재적인 오작동과 품질 저하를 감지할 수 있는 충분한 기술과 경험을 갖추고 있어야 합니다.

보정

모든 측정 도구는 표준에 따라 캘리브레이션해야 합니다. 캘리브레이션 절차의 복잡성은 간단한 물리적 검사부터 전체 시스템의 캘리브레이션까지 다양할 수 있습니다. ISO 1940-1에 따라 잔류 불균형을 결정하는 데 사용되는 교정 질량은 측정 도구를 교정하는 데에도 사용할 수 있습니다.

문서

밸런싱

요청 시 계약 조건에서 제공하는 경우 고객에게 팬 밸런싱 테스트 보고서를 제공할 수 있으며, 여기에는 다음 정보가 포함되도록 권장합니다:
- 밸런싱 머신 제조업체의 이름, 모델 번호;
- 로터 설치 유형: 지지대 사이 또는 캔틸레버형;
- 밸런싱 방법: 정적 또는 동적;
- 로터 어셈블리의 회전하는 부분의 질량입니다;
- 각 보정 평면의 잔여 불균형;
- 각 보정 평면에서 허용되는 잔여 불균형입니다;
- 정확도 클래스 밸런싱;
- 수락 기준: 수락/거부;
- 잔액 증명서(필요한 경우).

진동

계약 조건에 따라 요청 시 고객에게 팬 진동 테스트 보고서를 제공할 수 있으며, 여기에는 다음 정보가 포함될 것을 권장합니다:
- 사용된 측정 도구;
- 진동 센서 부착 방법;
- 팬의 작동 매개변수(공기 흐름, 압력, 전력);
- 팬 회전 빈도;
- 지원 유형: 리지드 또는 규정 준수;
- 측정된 진동:
1) 진동 센서 위치 및 측정 축,
2) 측정 단위 및 진동 기준 수준,
3) 측정 주파수 범위(좁은 또는 넓은 주파수 대역);
- 허용되는 진동 수준;
- 측정된 진동 수준;
- 수락 기준: 수락/거부;
- 진동 레벨 인증서(필요한 경우).

밸런싱 머신에서 팬의 균형을 맞추는 방법

B.1. 직접 구동 팬

B.1.1. 일반 조항

조립 시 모터 샤프트에 직접 장착되는 팬 휠은 모터 샤프트와 동일한 키홈 효과를 고려한 규칙에 따라 균형을 맞춰야 합니다.

이전에 생산된 모터는 전체 키홈을 사용하여 균형을 맞출 수 있었습니다. 현재 모터 샤프트는 ISO 31322에 규정된 대로 하프 키웨이를 사용하여 균형을 맞추고 문자 H로 표시되어 있습니다(ISO 31322 참조).

B.1.2. 전체 키홈으로 균형 잡힌 모터

전체 키홈으로 균형을 맞춘 모터 샤프트에 장착된 팬 휠은 테이퍼형 아버에 키 없이 균형을 맞춰야 합니다.

B.1.3. 하프 키웨이로 균형 잡힌 모터

하프 키웨이로 균형 잡힌 모터 샤프트에 장착된 팬 휠의 경우 다음과 같은 옵션이 가능합니다:
a) 휠에 강철 허브가 있는 경우 균형을 맞춘 후 키홈을 잘라냅니다;
b) 키홈에 하프키가 삽입된 테이퍼드 아버에서 균형을 잡습니다;
c) 전체 키를 사용하여 하나 이상의 키홈(B.3 참조)이 있는 아버에서 균형을 잡습니다.

B.2. 다른 축으로 구동되는 팬

가능하면 팬 샤프트와 풀리를 포함한 모든 회전 요소는 하나의 장치로 균형을 맞춰야 합니다. 이것이 현실적으로 불가능하다면 샤프트와 동일한 키홈 계산 규칙을 사용하여 아버에서 밸런싱을 수행해야 합니다(B.3 참조).

B.3. Arbor

밸런싱 시 팬 휠이 장착되는 아버는 다음 요구 사항을 충족해야 합니다:
a) 가능한 한 가벼워야 합니다;
b) 적절한 유지 관리와 정기적인 점검을 통해 균형 잡힌 상태를 유지해야 합니다;
c) 허브 구멍과 아버 치수의 공차로 인해 발생하는 편심과 관련된 오차를 줄이기 위해 테이퍼링하는 것이 바람직합니다. 아버가 테이퍼링된 경우 베어링에 대한 보정 평면의 실제 위치가 불균형 계산에 고려되어야 합니다.

원통형 아버를 사용해야 하는 경우 아버에서 팬 휠로 토크를 전달하기 위해 전체 키가 삽입되는 키홈이 절단되어 있어야 합니다.

또 다른 옵션은 샤프트 직경의 반대쪽 끝에 있는 두 개의 키홈을 절단하여 역균형 방법을 사용하는 것입니다. 이 방법에는 다음 단계가 포함됩니다. 먼저 한 키홈에 전체 키를 삽입하고 다른 키홈에 반쪽 키를 삽입하여 휠 불균형을 측정합니다. 그런 다음 휠을 아버를 기준으로 180° 회전하고 불균형을 다시 측정합니다. 두 불균형 값의 차이는 아버와 유니버셜 드라이브 조인트의 잔류 불균형 때문입니다. 실제 로터 불균형 값을 얻으려면 이 두 측정값의 차이의 절반을 구합니다.

팬 진동 발생원

팬 내부에는 많은 진동원이 있으며 특정 주파수의 진동은 기계의 특정 설계 특징과 직접적으로 연관될 수 있습니다. 이 부록에서는 대부분의 팬 유형에서 관찰되는 가장 일반적인 진동원만 다룹니다. 일반적으로 지지 시스템이 느슨해지면 팬의 진동 상태가 악화된다는 것이 일반적인 규칙입니다.

팬 불균형

이는 팬 진동의 주요 원인으로, 회전 주파수(제1고조파)에서 진동 성분이 존재하는 것이 특징입니다. 불균형의 원인은 회전하는 질량의 축이 회전축에 편심되거나 기울어져 있기 때문입니다. 이는 고르지 않은 질량 분포, 허브 구멍과 샤프트 치수의 공차 합계, 샤프트 굽힘 또는 이러한 요소의 조합으로 인해 발생할 수 있습니다. 불균형으로 인한 진동은 주로 반경 방향으로 작용합니다.

일시적인 샤프트 굽힘은 회전하는 요소와 고정된 요소 사이의 마찰 또는 전기적 특성으로 인해 고르지 않은 기계적 가열로 인해 발생할 수 있습니다. 영구적인 휨은 팬과 모터가 별도로 장착된 경우 재료 특성의 변화 또는 샤프트와 팬 휠의 정렬 불량으로 인해 발생할 수 있습니다.

작동 중에는 공기 중의 입자 침착으로 인해 팬 휠의 불균형이 증가할 수 있습니다. 거친 환경에서 작동할 경우 휠의 고르지 않은 침식이나 부식으로 인해 불균형이 발생할 수 있습니다.

불균형은 적절한 평면에서 추가 밸런싱을 통해 수정할 수 있지만 밸런싱 절차를 수행하기 전에 불균형의 원인을 파악하고 제거한 다음 기계의 진동 안정성을 확인해야 합니다.

팬 및 모터 오정렬

이 결함은 모터와 팬 샤프트가 벨트 드라이브 또는 플렉시블 커플링을 통해 연결될 때 발생할 수 있습니다. 오정렬은 특징적인 진동 주파수 성분(일반적으로 회전 주파수의 제1고조파와 제2고조파)으로 식별할 수 있습니다. 샤프트가 평행하게 정렬되지 않은 경우 진동은 주로 반경 방향으로 발생하며, 샤프트가 비스듬히 교차하는 경우 종방향 진동이 지배적일 수 있습니다.

샤프트가 비스듬히 연결되어 있고 단단한 커플링을 사용하면 기계에 교대 힘이 작용하기 시작하여 샤프트와 커플링의 마모가 증가합니다. 플렉시블 커플링을 사용하면 이러한 효과를 크게 줄일 수 있습니다.

공기 역학적 여기로 인한 팬 진동

진동 여기는 팬 휠과 가이드 베인, 모터 또는 베어링 지지대와 같은 고정된 설계 요소의 상호 작용, 잘못된 간격 값 또는 부적절하게 설계된 공기 흡입 및 배출 구조로 인해 발생할 수 있습니다. 이러한 소스의 특징은 휠 블레이드와 공기의 상호 작용이 무작위로 변동하는 배경에서 휠의 회전 주파수와 관련된 주기적인 진동이 발생한다는 것입니다. 휠의 회전 주파수와 휠 블레이드 수의 곱인 블레이드 주파수 고조파에서 진동을 관찰할 수 있습니다.

블레이드 표면에서 기류가 멈추고 이후 와류가 형성되어 발생하는 공기 흐름의 공기 역학적 불안정성은 팬의 부하에 따라 스펙트럼 모양이 변하는 광대역 진동을 유발합니다.

공기역학적 소음은 휠의 회전 주파수와 관련이 없으며 회전 주파수의 하위 고조파(즉, 회전 주파수보다 낮은 주파수)에서 발생할 수 있다는 특징이 있습니다. 이 경우 팬 하우징과 덕트의 상당한 진동이 관찰될 수 있습니다.

팬의 공기 역학 시스템이 팬의 특성과 잘 맞지 않으면 날카로운 충격이 발생할 수 있습니다. 이러한 충격은 귀로 쉽게 구별할 수 있으며 팬 지지 시스템에 충격으로 전달됩니다.

위에서 언급한 원인으로 인해 블레이드 진동이 발생하는 경우, 구조물의 다른 부분에 센서를 설치하여 그 특성을 조사할 수 있습니다.

오일 층의 소용돌이로 인한 팬 진동

슬라이딩 베어링의 윤활층에서 발생할 수 있는 소용돌이는 팬이 첫 번째 임계 속도를 초과하는 속도로 작동하지 않는 한 로터의 회전 주파수보다 약간 낮은 특성 주파수에서 관찰됩니다. 후자의 경우 첫 번째 임계 속도에서 오일 쐐기 불안정성이 관찰되며 이 효과를 공진 소용돌이라고 부르기도 합니다.

전기적 특성 팬 진동의 원인

모터 로터가 고르지 않게 가열되면 구부러져 불균형(첫 번째 고조파에서 나타남)이 발생할 수 있습니다.

비동기 모터의 경우 회전 주파수에 회전자 판 수를 곱한 것과 같은 주파수의 부품이 존재하면 고정자 판과 관련된 결함을 나타내며, 그 반대의 경우 회전 주파수에 회전자 판 수를 곱한 것과 같은 주파수의 부품이 존재하면 회전자 판과 관련된 결함을 나타냅니다.

전기적 특성의 많은 진동 구성 요소는 전원 공급 장치가 꺼지면 즉시 사라지는 것이 특징입니다.

벨트 드라이브 여기로 인한 팬 진동

일반적으로 벨트 드라이브와 관련된 문제에는 드라이브의 작동이 외부 결함의 영향을 받는 경우와 벨트 자체에 결함이 있는 경우의 두 가지 유형이 있습니다.

첫 번째 경우 벨트가 진동하지만 이는 다른 원인에 의한 강제력 때문이므로 벨트를 교체해도 원하는 결과를 얻을 수 없습니다. 이러한 힘의 일반적인 원인은 구동 시스템의 불균형, 풀리 편심, 정렬 불량 및 느슨해진 기계적 연결입니다. 따라서 벨트를 교체하기 전에 진동 분석을 수행하여 여기 원인을 파악해야 합니다.

벨트가 외부의 강제력에 반응하는 경우 진동 주파수는 여기 주파수와 동일할 가능성이 높습니다. 이 경우 스트로보 스코픽 램프를 사용하여 벨트가 램프의 빛에 고정된 것처럼 보이도록 조정하여 여기 주파수를 결정할 수 있습니다.

멀티 벨트 드라이브의 경우 벨트 장력이 균등하지 않으면 전달되는 진동이 크게 증가할 수 있습니다.

진동원이 벨트 자체인 경우는 균열, 딱딱하고 부드러운 부분, 벨트 표면의 먼지, 표면에서 누락된 재료 등 벨트의 물리적 결함과 관련이 있습니다. V벨트의 경우 폭이 변하면 벨트가 풀리 트랙을 위아래로 움직이면서 장력 변화로 인해 진동이 발생합니다.

진동원이 벨트 자체인 경우 진동 주파수는 일반적으로 벨트 회전 주파수의 고조파입니다. 특정 경우 여기 주파수는 결함의 특성과 텐셔너를 포함한 풀리의 수에 따라 달라집니다.

경우에 따라 진동 진폭이 불안정할 수 있습니다. 이는 특히 멀티 벨트 드라이브의 경우 더욱 그렇습니다.

기계적 및 전기적 결함은 진동의 원인이며, 이는 이후 공기 중 소음으로 전환됩니다. 기계적 소음은 팬 또는 모터 불균형, 베어링 소음, 축 정렬, 덕트 벽 및 하우징 패널 진동, 댐퍼 블레이드 진동, 블레이드, 댐퍼, 파이프 및 지지대 진동, 구조물을 통한 기계적 진동 전달과 관련이 있을 수 있습니다. 전기 노이즈는 다양한 형태의 전기 에너지 변환과 관련이 있습니다. 1) 자속 밀도, 극의 수와 모양, 에어 갭의 형상에 의해 자력이 결정되고, 2) 브러시, 아크, 전기 스파크 등에 의해 무작위 전기 노이즈가 결정됩니다.

공기역학적 소음은 와류 형성, 압력 맥동, 공기 저항 등과 관련될 수 있으며 광대역 및 협대역 특성을 모두 가질 수 있습니다. 광대역 소음은 a) 기류 경로의 블레이드, 댐퍼 및 기타 장애물, b) 팬 전체 회전, 벨트, 슬릿 등으로 인해 발생할 수 있으며, c) 기류 방향 또는 덕트 단면의 급격한 변화, 유속의 차이, 경계 효과로 인한 흐름 분리, 흐름 압축 효과 등으로 인해 발생할 수 있습니다. 협대역 소음은 a) 공명(오르간 파이프 효과, 현 진동, 패널, 구조 요소 진동 등), b) 날카로운 모서리에서의 와류 형성(공기 기둥 여기), c) 회전(사이렌 효과, 슬릿, 구멍, 회전 부품의 슬롯) 등으로 인해 발생할 수 있습니다.

구조물의 다양한 기계 요소 간의 접촉으로 인해 발생하는 충격은 망치 타격, 천둥소리, 공명하는 빈 상자 등에서 발생하는 것과 유사한 소음을 발생시킵니다. 기어 톱니가 부딪히거나 벨트에 결함이 있을 때 충격음이 들릴 수 있습니다. 충격음은 매우 순간적일 수 있으므로 주기적인 충격음과 일시적인 충격음을 구별하기 위해서는 특수 고속 녹음 장비가 필요합니다. 많은 충격 임펄스가 발생하는 영역에서 피크가 겹쳐지면 지속적인 험 효과가 발생합니다.

팬 지지대 유형에 따른 진동 의존성

팬이 원활하고 문제 없이 작동하려면 팬 지지대 또는 기초 설계를 올바르게 선택해야 합니다. 팬, 모터 및 기타 구동 장치를 설치할 때 회전하는 구성품의 정렬을 보장하기 위해 강철 프레임 또는 철근 콘크리트 받침대가 사용됩니다. 간혹 지지 구조물을 절약하려는 시도로 인해 기계 구성품의 필요한 정렬을 유지하지 못하는 경우가 있습니다. 특히 금속 패스너로 연결된 별도의 부품으로 구성된 기계의 경우 진동이 정렬 변화에 민감한 경우 이는 특히 용납할 수 없는 일입니다.

베이스가 놓인 기초도 팬과 모터 진동에 영향을 줄 수 있습니다. 기초의 고유 진동수가 팬 또는 모터의 회전 주파수에 가까우면 팬 작동 중에 기초가 공명하게 됩니다. 이는 기초, 주변 바닥, 팬 지지대 등 여러 지점에서 진동을 측정하여 감지할 수 있습니다. 공진 조건에서는 수직 진동 성분이 수평 진동 성분을 크게 초과하는 경우가 많습니다. 기초를 더 단단하게 만들거나 질량을 늘리면 진동을 완화할 수 있습니다. 불균형과 정렬 불량이 제거되어 강제력을 줄일 수 있더라도 상당한 진동 전제 조건이 여전히 존재할 수 있습니다. 즉, 팬과 지지대가 공진에 가까울 경우 허용 가능한 진동 값을 달성하려면 일반적으로 이러한 기계에 필요한 것보다 더 정밀한 밸런싱과 더 정확한 샤프트 정렬이 필요합니다. 이러한 상황은 바람직하지 않으므로 지지대 또는 콘크리트 블록의 질량 및/또는 강성을 높여서 피해야 합니다.

진동 상태 모니터링 및 진단 가이드

기계 진동 상태 모니터링(이하 상태 모니터링)의 주요 원칙은 적절하게 계획된 측정 결과를 관찰하여 진동 수준의 증가 추세를 파악하고 잠재적 문제의 관점에서 이를 고려하는 것입니다. 모니터링은 손상이 서서히 진행되고 측정 가능한 물리적 징후를 통해 메커니즘의 상태 악화가 나타나는 상황에 적용할 수 있습니다.

물리적 결함의 발생으로 인한 팬 진동은 일정 간격으로 모니터링할 수 있으며, 진동 수준의 증가가 감지되면 관찰 빈도를 높이고 자세한 상태 분석을 수행할 수 있습니다. 이 경우 진동 주파수 분석을 통해 진동 변화의 원인을 파악할 수 있으므로 피해가 심각해지기 훨씬 전에 필요한 조치를 결정하고 실행 계획을 세울 수 있습니다. 일반적으로 진동 수준이 기준치 대비 1.6배 또는 4dB 증가하면 조치가 필요한 것으로 간주합니다.

상태 모니터링 프로그램은 여러 단계로 구성되며, 다음과 같이 간략하게 정리할 수 있습니다:
a) 팬의 상태를 파악하고 기준 진동 수준을 결정합니다(설치 방법 등이 다르기 때문에 공장 테스트에서 얻은 수준과 다를 수 있음);
b) 진동 측정 지점을 선택합니다;
c) 관찰(측정) 빈도를 결정합니다;
d) 정보 등록 절차를 수립합니다;
e) 팬의 진동 상태, 절대 진동 및 진동 변화의 한계값을 평가하는 기준을 결정하고 유사한 기계 작동 경험을 요약합니다.

팬은 일반적으로 임계치에 근접하지 않는 속도에서는 문제 없이 작동하므로 약간의 속도나 부하 변화에도 진동 수준이 크게 변하지 않아야 하지만, 팬이 가변 회전 속도로 작동하는 경우 설정된 진동 제한 값이 최대 작동 회전 속도에 적용된다는 점에 유의해야 합니다. 설정된 진동 한계 내에서 최대 회전 속도에 도달할 수 없는 경우 심각한 문제가 있음을 나타내므로 특별한 조사가 필요할 수 있습니다.

부록 C에 제공된 일부 진단 권장 사항은 팬 작동 경험을 기반으로 하며 진동 증가의 원인을 분석할 때 순차적으로 적용하도록 되어 있습니다.

특정 팬의 진동을 정성적으로 평가하고 추가 조치를 위한 가이드라인을 결정하기 위해 ISO 10816-1에서 설정한 진동 조건 구역 경계를 사용할 수 있습니다.

새 팬의 경우 진동 수준이 표 3에 제시된 제한값보다 낮을 것으로 예상됩니다. 이 값은 ISO 10816-1에 따른 진동 조건의 영역 A 경계에 해당합니다. 경고 및 종료 수준에 대한 권장 값은 특정 유형의 팬에 대해 수집된 정보를 분석하여 설정됩니다.

규정 준수 정보

이 표준에서 규범적 참조로 사용되는 국제 표준을 참조합니다.

표 H.1

참조 주 간 표준 지정	참조 국제 표준의 지정 및 제목과 참조 주 간 표준의 준수 정도에 대한 조건부 지정
ISO 1940-1-2007	ISO 1940-1:1986. 진동. 리지드 로터의 밸런싱 품질에 대한 요구 사항. 파트 1. 허용 불균형(IDT) 결정
ISO 5348-2002	ISO 5348:1999. 진동 및 충격. 가속도계의 기계적 장착(IDT)
ISO 7919-1-2002	ISO 7919-1:1996. 비 왕복 기계의 진동. 회전축에 대한 측정 및 평가 기준. Part 1. 일반 지침(IDT)
ISO 10816-1-97	ISO 10816-1:1995. 진동. 비회전 부품의 진동 측정을 통한 기계 상태 평가. Part 1. 일반 지침(IDT)
ISO 10816-3-2002	ISO 10816-3:1998. 진동. 비회전 부품의 진동 측정을 통한 기계 상태 평가. 파트 3. 공칭 전력이 15kW 이상이고 공칭 속도가 120~15000rpm인 산업용 기계, 현장 측정(IDT)
ISO 10921-90	ISO 5801:1997. 산업용 팬. 표준화된 덕트를 사용한 성능 테스트(NEQ)
ISO 19534-74	ISO 1925:2001. 진동. 균형. 어휘(NEQ)
ISO 24346-80	ISO 2041:1990. 진동 및 충격. 어휘(NEQ)
ISO 31322-2006(ISO 8821:1989)	ISO 8821:1989. 진동. 밸런싱. 샤프트 및 장착 부품의 밸런싱 시 키홈 효과를 고려하기 위한 지침(MOD)
ISO 31351-2007(ISO 14695:2003)	ISO 14695:2003. 산업용 팬. 진동 측정 방법(MOD)
참고: 이 표에서는 표준 준수도에 대한 다음과 같은 조건부 명칭이 사용됩니다: IDT - 동일한 표준;

휴대용 밸런서 & 진동 분석기 Balanset-1A