로터 밸런싱에서 시험추란 무엇인가요?

시험추(또는 교정추)는 단일 평면 밸런싱 과정에서 로터에 알려진 반경으로 일시적으로 부착하는 질량이 알려진 추입니다. 밸런싱 장비는 시험추로 인해 발생하는 진동 변화를 측정하여 정확한 영구 교정 질량과 각도를 계산합니다. 측정이 완료되면 시험추는 제거됩니다.

적절한 시험용 추 무게를 어떻게 선택해야 할까요?

이상적인 시험 추는 로터나 베어링에 과부하를 주지 않으면서 측정 가능한 진동 변화를 일으켜야 합니다. 일반적인 엔지니어링 지침은 허용 잔류 불균형(ISO 21940 기준)의 5%에서 10%를 보정 반경으로 나눈 값입니다. 시험 추의 크기가 너무 작으면 신뢰할 수 있는 측정값을 얻지 못할 수 있고, 너무 크면 과도한 진동이나 안전상의 위험을 초래할 수 있습니다.

시험용 무게가 너무 무거우면 어떻게 될까요?

시험용 추를 지나치게 무겁게 사용하면 시험 운전 중 위험할 정도로 심한 진동이 발생하여 베어링, 씰 또는 로터 자체에 손상을 줄 수 있습니다. 또한 진동 센서의 선형 범위를 초과하여 정확하지 않은 밸런싱 결과를 초래할 수도 있습니다. 항상 계산된 최소값(U_per / r의 5%)부터 시작하고 진동 변화가 충분하지 않을 경우에만 추를 증가시키십시오.

로터의 어느 부분에 시험용 추를 놓아야 할까요?

시험용 추를 보정면, 즉 영구 밸런스 추가 추를 부착할 축 방향 위치에 놓습니다. 반경 방향 위치의 경우, 필요한 질량을 최소화하기 위해 사용 가능한 최대 반경에 부착합니다. 일반적인 부착 방법으로는 기존 구멍에 볼트로 고정하거나, 자석 추를 사용하거나, 로터 표면에 테이프로 추를 붙이는 방법 등이 있습니다. 시험용 추가 회전 중에 분리되지 않도록 단단히 부착되었는지 확인하십시오.

시험 중량에 허용 불균형 범위 5–10%를 사용하는 이유는 무엇입니까?

5~10% 범위는 두 가지 요구 사항의 균형을 맞춘 실용적인 엔지니어링 지침입니다. 즉, 시험 추는 명확하게 측정 가능한 진동 변화(신호 대 잡음비)를 발생시킬 만큼 충분히 무거워야 하지만, 과도한 진동을 방지할 만큼 충분히 가벼워야 합니다. 허용 가능한 불균형을 기준으로 삼으면 시험 추는 로터의 질량, 속도 및 균형 등급에 맞게 적절하게 조정됩니다.

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로터 밸런싱을 위한 시험 중량 계산기

단일 평면 로터 밸런싱에 권장되는 시험 중량을 계산합니다. 로터 질량, 속도, 보정 반경, 지지대 강성 및 진동 강도를 고려해야 합니다.

진동 분광법 지지 강성 진동 수준

로터 질량(Mr) (kg)

로터 속도(N) (RPM)

설치 반경(Rt) (mm)

지지 강성(Ksupp) (0.5–5.0)

진동 수준 (mm/s RMS)

빠른 사전 설정

결과

권장 시험 중량(Mt)

로터 질량(Mr)

시험 반경(Rt)

지지 강성(Ksupp)

진동계수(Kvib)

반지름(cm) (Rt)

속도 계수(N/100)²

시험 중량 공식

시험 중량은 지지 조건과 진동 강도를 고려한 실용적인 공학 공식을 사용하여 계산됩니다.

산 — 시험 중량(g)
씨 — 로터 질량(g) — kg 단위로 입력하시면 내부적으로 g으로 변환됩니다.
크수프 — 지지 강성 계수 (0.5–5.0)
크비브 — 진동 레벨 계수 (0.5–3.0) — 측정된 진동(mm/s)으로부터 도출됨
오른쪽 — 시험 중량 설치 반경(cm) — mm 단위로 입력하시면 내부적으로 cm로 변환됩니다.
N — 로터 회전 속도(RPM)

지지 강성 계수(Ksupp)

이 계수는 기계 지지 구조가 불균형에 대한 진동 응답에 미치는 영향을 설명합니다.

크수프	지원 유형	설명
5.0	매우 단단함	거대한 콘크리트 블록과 견고한 철골 구조. 불균형에도 진동이 거의 변하지 않음 - 필요 더 무거운 시험 중량(높은 Ksupp).
4.0	엄격한	콘크리트 기초, 견고한 받침대. 대형 펌프 및 압축기에 일반적으로 사용됩니다.
2.0–3.0	중간	산업용 표준 마운트, 콘크리트 바닥 받침대. 팬, 모터 및 일반 기계류에 가장 흔하게 사용되는 설치 방식입니다.
1.0	유연한	스프링 마운트, 고무 절연체. 기계는 자유롭게 진동합니다. 거룻배 시험 중량이 충분합니다(낮은 Ksupp).
0.5	매우 유연함	현수식 마운트, 연질 절연체, 균형 유지 장치/크래들. 최대 진동 응답성 - 최소 시험 중량.

일반적인 규칙: 강성 지지대(Ksupp = 4–5)는 진동을 "흡수"하므로 측정 가능한 변화를 얻으려면 더 무거운 시험 무게가 필요합니다. 유연 지지대(Ksupp = 0.5–1)는 반응을 증폭시키므로 더 가벼운 시험 무게로도 효과가 있습니다.

진동 레벨 계수(Kvib)

이 계수는 밸런싱 작업 전 기계의 현재 진동 강도를 반영합니다.

크비브	진동 수준	상태
1	낮은 (< 2 mm/s)	기계는 원활하게 작동합니다. 미세 조정만 필요합니다. 시험용 추를 더 가볍게 하십시오. 그렇지 않으면 기존의 불균형 신호가 과도하게 증폭될 수 있습니다.
2	중간 속도 (2~4.5 mm/s)	진동이 느껴집니다. 일반적인 균형 조정 작업입니다.
3	상승(4.5~7.1mm/s)	명확한 불균형 문제. 일반적인 필드 밸런싱 시나리오. 기본 선택.
5	높음(7.1~11mm/s)	심각한 불균형. 긴급한 균형 조정 필요. 더 큰 시험용 추를 사용해도 괜찮음 - 진동이 이미 높음.
8	매우 높음 (> 11 mm/s)	위험 수준. 심각한 불균형. 측정 가능한 벡터 변화를 확보하기 위해 더 무거운 시험 중량을 사용하는 것이 허용됩니다.

이 공식이 효과적인 이유

공식 Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²)는 핵심적인 물리적 현상을 나타냅니다.

더 무거운 로터 더 무거운 시험용 추(Mr에 비례)가 필요합니다.
더 빠른 속도 단위 질량당 더 큰 원심력을 발생시키므로 필요한 시험 중량이 줄어듭니다(N의 제곱에 반비례).
더 큰 반경 이는 단위 질량당 더 큰 운동량을 의미하므로, 더 적은 무게(Rt의 역수)가 필요합니다.
더 단단한 지지대 감지 가능한 진동 변화를 일으키려면 더 많은 무게가 필요합니다(더 높은 Ksupp = 4–5).
유연한 지지대 반응을 증폭시키므로 더 적은 가중치가 필요합니다(낮은 Ksupp = 0.5–1).
기존 진동이 더 높습니다. 기존 불균형이 더 크다는 것을 의미합니다. 즉, 시험 가중치가 상대적으로 더 커집니다(Kvib 값이 더 높음).

실제 사례

예시 — 원심 팬

주어진: Mr = 111 kg = 111,000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11.1 cm, Ksupp = 1.0, 진동수 = 11 mm/s → Kvib = 1.5

1단계: 속도 계수: (N/100)² = (1111/100)² = 11.11² = 123.43

2단계: 분모: Rt(cm) × (N/100)² = 11.1 × 123.43 = 1,370.1

3단계: 분자: Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111,000 × 1.0 × 1.5 = 166,500

4단계: Mt = 166,500 / 1,370.1 = 121.5g

결과: 대략적인 값을 사용하세요 122g 반지름 111mm에서의 시험 중량.

⚠️ 안전 주의 사항: 시험용 추가 지나치게 무거우면 위험할 정도로 심한 진동이 발생할 수 있습니다. 계산된 추가 너무 크다고 생각되면 절반부터 시작하여 점차 늘려가십시오. 시험용 추가 회전 중에 분리되지 않도록 항상 단단히 고정해야 합니다.

ISO 21940 방법과의 비교

기존 ISO 방식은 균형 등급 G를 사용하여 허용 불균형을 계산한 다음 5~10%를 시험 중량으로 사용합니다. 이 Vibromera 공식은 ISO 방식이 이상적인 조건으로 가정하는 것과 달리 실제 환경(지지대 강성 및 현재 진동 수준)을 직접 고려하면서 유사한 결과를 제공하는 실용적인 현장 단축 방식입니다.