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축 정렬을 위한 열팽창 보상
구동 기계와 피구동 기계의 열팽창으로 인한 수직 중심선 증가량을 계산합니다. 작동 온도에서 정렬을 달성하기 위한 냉간 정렬 사전 오프셋 목표값을 결정합니다.
결과
열팽창 공식
기계가 가열되면 프레임이 수직으로 팽창하여 축의 중심선이 올라갑니다.
- H — 발에서 중심선까지의 높이(mm)
- α — 열팽창 계수 (×10⁻⁶ /°C)
- Top — 작동 온도 (°C)
- Tamb — 주변 온도 (°C)
재료의 열팽창 계수(CTE) 값
| 재료 | α (×10⁻⁶ /°C) |
|---|---|
| 탄소강 | 12.0 |
| 주철 | 10.5 |
| 스테인리스강(304/316) | 16.0 |
| 알류미늄 | 23.0 |
일반적인 작동 온도
| 기계 유형 | 일반적인 케이싱 온도(°C) |
|---|---|
| 전동기 | 60~90 |
| 원심 펌프(냉수용) | 40~70 |
| 증기 터빈 | 80~200 |
| 기어박스 | 50~80 |
| 압축기 | 60~120 |
실제 사례
주어진 조건: 주변 온도 = 20°C
모터: H = 200 mm, 강철(α = 12×10⁻⁶), Top = 80°C
펌프: H = 250 mm, 강철(α = 12×10⁻⁶), Top = 60°C
ΔH모터 = 200 × 12 × 10⁻⁶ × (80 − 20) = 0.144mm
ΔH펌프 = 250 × 12×10⁻⁶ × (60 − 20) = 0.120mm
차이 = 0.144 − 0.120 = 0.024mm
모터가 더 커집니다 → 모터 설정 0.024mm 낮음 냉간 정렬 중에.
💡 팁: 냉각 상태에서 정렬할 때 더 많이 팽창하는 쪽의 설정을 낮게 해야 합니다. 두 기계 모두 가열되면 팽창 차이로 인해 정렬 상태가 맞춰집니다.
⚠️ 주의: 이 계산은 기계 프레임의 열팽창이 균일하다고 가정합니다. 실제로는 온도 구배, 배관 변형 및 기초 효과로 인해 추가적인 변형이 발생할 수 있습니다. 가능하면 항상 열간 정렬 검사를 통해 확인하십시오.
Thermal growth is the vertical expansion of a machine's shaft centerline height as the machine heats up from ambient to operating temperature. All materials expand when heated, and for rotating machinery this means the shaft centerline rises.
The growth is calculated as: ΔH = H × α × (Top − Tamb), where H is the foot-to-centerline height, α is the coefficient of thermal expansion, and the temperatures are in °C.
Machines are aligned when cold (not running) but operate when hot. If the driver and driven machines grow by different amounts vertically, perfect cold alignment will result in misalignment at operating temperature.
By intentionally offsetting the cold alignment by the expected differential growth, the machines come into proper alignment when they reach operating temperature. The machine that grows more is set low during cold alignment.
Operating temperatures can be measured on running equipment using:
- Infrared thermometer — quick non-contact measurement at machine feet or bearing housings
- Contact thermocouple probes — more accurate surface temperature
- RTDs/thermocouples — permanently installed sensors
Measure at the machine feet or base, not at the top of the casing, as this best represents the temperature affecting vertical growth. Allow the machine to reach thermal steady state (typically 2–4 hours).
Typical casing/foot temperatures for common machines:
- Electric motors: 60–90°C (depending on frame size and load)
- Centrifugal pumps: 40–70°C (cold water), up to 200°C+ (hot process)
- Steam turbines: 80–200°C
- Gearboxes: 50–80°C
- Compressors: 60–120°C
These are approximate values. Always measure on the actual equipment when possible.
A hot alignment check is performed immediately after shutting down equipment that has been running at normal operating temperature. The alignment is measured before significant cooling occurs (typically within 15–30 minutes of shutdown).
This check verifies whether:
- The calculated thermal growth predictions were accurate
- The cold pre-offset was correct
- Other factors (piping strain, foundation movement) are affecting alignment
A hot check is the gold standard for validating alignment and should be performed whenever practical, especially on critical machinery.
이 페이지에 설명된 절차는 Vibromera 팀이 현장 로터 밸런싱용 휴대형 2채널 밸런서 겸 진동 분석기인 Balanset-1A를 사용하여 개발하고 현장에서 테스트한 것입니다.
전문가용 레이저 정렬 및 진동 분석 장비. 열팽창 보정을 통해 현장에서 정밀한 정렬이 가능합니다. 50개국 이상에서 사용되고 있습니다.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko는 진동 분석 엔지니어이자 Vibromera의 창립자 겸 CEO입니다. 그는 15년 넘게 회전 장비를 실험실 테스트 벤치가 아닌 현장에서 직접 밸런싱해 왔습니다 — 멀처, 산업용 팬, 파쇄기, 원심분리기, 샤프트, 스핀들 등입니다. Balanset 기기는 바로 이러한 경험에서 탄생했습니다 — 실험실 장비가 아니라, 전문가가 직접 현장의 기계까지 가지고 가서 혼자서도 사용할 수 있는 도구로 설계되었습니다. Vibromera는 2017년에 설립되었으며 2023년부터 포르투갈 포르투를 거점으로 하고 있습니다. Balanset 제품군의 개발, 조립, 지원 업무 모두 이곳에서 이루어집니다. 대표 기기는 Balanset-1A로, 1면 및 2면 밸런싱과 진동 진단을 위한 휴대용 분석기입니다. Nikolai는 고객 지원, 까다로운 밸런싱 사례 해결, 소프트웨어 개발에 직접 참여하고 있습니다. 그는 전 세계 고객들과 어떤 언어로든 소통하며 함께 일합니다.
