진동 분석에서 주파수 이해

정의: 진동 주파수란 무엇인가?

빈도 주어진 시간 단위에서 반복적인 사건이 얼마나 자주 발생하는지를 측정하는 척도입니다. 진동 분석에서는 물체가 얼마나 빨리 진동하는지를 정량화합니다. 기계 문제의 근본 원인을 진단하는 데 가장 중요한 단일 매개변수입니다. 진폭은 진동의 *심각도*를 알려주는 반면, 주파수는 *원인*을 알려줍니다.

주파수의 진단력

진동 진단의 핵심 원리는 다양한 기계 및 전기 부품이 고장이 발생하기 시작할 때 예측 가능한 특정 주파수의 진동을 생성한다는 것입니다. 기계의 진동 시그니처에 존재하는 주파수를 식별함으로써 분석가는 문제를 일으키는 정확한 부품을 찾아낼 수 있습니다. 이는 의사가 청진기를 사용하여 다양한 질병을 나타내는 특정 소리를 듣는 방식과 유사합니다.

각 잠재적 결함에는 특징적인 주파수 특징이 있습니다.

• 회전 어셈블리 전체에 문제가 있습니다. 불균형, 샤프트의 회전 주파수(1x 작동 속도)로 표시됩니다.
• 두 개의 샤프트 사이의 정렬과 관련된 문제 정렬 불량일반적으로 실행 속도의 두 배(2x)로 나타납니다.
• 롤링 요소의 결함 베어링 정확한 기하학 구조와 샤프트 속도에 따라 주파수를 생성합니다.
• 문제가 있습니다 기어 기어 메시 주파수(GMF)에서 신호를 생성합니다. GMF는 기어의 속도에 이빨 수를 곱한 값입니다.

주파수 단위

빈도는 여러 가지 단위로 표현되며, 모든 단위를 잘 아는 것이 중요합니다.

1. 헤르츠(Hz)

주파수의 표준 국제 단위(SI)입니다. 1헤르츠는 1초에 한 번의 주기를 나타냅니다. 이는 기술 및 과학 분야에서 가장 일반적으로 사용되는 단위입니다.

2. 분당 사이클(CPM)

CPM은 일반적으로 분당 회전수(RPM)로 측정되는 기계의 회전 속도와 직접 관련되기 때문에 산업 유지 보수에 널리 사용됩니다. 1분은 60초이므로 변환은 간단합니다.

CPM = Hz × 60

예를 들어, 30Hz의 진동은 1,800 CPM과 같습니다.

3. 주문

차수는 기계의 기본 작동 속도의 배수입니다. 작동 속도 자체는 1차입니다. 작동 속도의 두 배로 진동하면 2차, 세 배로 진동하면 3차, 이런 식으로 계속됩니다. 이는 속도가 변하는 기계를 분석할 때 특히 유용한데, 절대 주파수(Hz 또는 CPM)가 변하더라도 차수는 일정하게 유지되기 때문입니다. 예를 들어, 불균형은 기계의 속도와 관계없이 항상 1차로 발생합니다.

주파수는 어떻게 결정되나요?

진동 신호에 존재하는 주파수는 다음을 사용하여 식별됩니다. 고속 푸리에 변환(FFT)가속도계는 원시 시간 파형 신호를 수집하고, FFT 알고리즘은 이 신호를 처리하여 주파수 스펙트럼을 생성합니다. 이 스펙트럼은 복잡한 진동을 구성하는 모든 개별 주파수를 명확하게 표시하는 그래프로, 분석가는 이를 통해 피크를 식별하고 잠재적인 고장 원인과 일치시킬 수 있습니다.

주파수, 속도, 가속도의 관계

주어진 진동 에너지 수준에서 변위, 속도, 가속도의 진폭은 주파수에 크게 의존합니다. 이것이 주파수 범위에 따라 서로 다른 측정 단위가 선호되는 이유입니다.

• 저주파: 변위가 가장 높습니다.
• 중간 주파수: 속도가 가장 높습니다.
• 고주파: 가속도가 가장 높습니다.

주파수를 이해하는 것은 진동 분석의 진단 잠재력을 끌어내고 원시 데이터를 실행 가능한 유지 관리 정보로 전환하는 열쇠입니다.

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