진동원 식별기

대부분의 기계적 결함은 축 회전 속도와 관련된 특성 주파수에서 진동을 발생시킵니다:

• 1× RPM: 언밸런스/불평형(가장 흔함), 축 굽힘, 풀림(이완)
• 2× RPM: 축 정렬 불량/미스얼라인먼트(주요 지표)
• 0.42–0.48×: 저널 베어링의 오일 월(Oil whirl)
• 비동기 주파수: 베어링 결함

진동 주파수를 축 회전 속도의 배수(차수)로 표현한 다음 알려진 결함 패턴과 대조하십시오. 항상 위상, 진폭 추세 및 운전 조건과 연관지어 분석해야 합니다.

1×(또는 동기) 진동은 축 회전 주파수와 정확히 일치하는 주파수에서 발생합니다. 3000 RPM 기계의 경우 1× = 50 Hz입니다.

1× 진동은 잔류 불평형(언밸런스)으로 인해 어느 정도 항상 존재합니다. 진폭이 ISO 10816/20816에 따른 허용 한계를 초과할 때 문제가 됩니다.

주요 원인: 질량 불평형(언밸런스), 축 굽힘, 편심, 공진. 위상각 분석을 통해 이러한 원인들을 구분할 수 있습니다.

차동기 진동(1× RPM 미만)의 원인은 다음과 같습니다:

• 오일 월 (0.42–0.48×): 저널 베어링 불안정 현상으로 주파수가 회전 속도에 비례하여 변함
• 오일 휩 (Oil whip): 더욱 심각함 — 주파수가 로터 고유 진동수에 고정되며 회전 속도를 따라가지 않음
• 러빙/접촉 (0.5×, 분수 조파): 로터-스테이터 접촉으로 인해 분수 조파 발생
• 풀림/이완 (0.5×): 장착 지점의 기계적 풀림
• 벨트 공진: 벨트 구동 시스템에서 벨트의 고유 진동수

차동기 진동은 치명적인 불안정성으로 이어질 수 있기 때문에 동기 진동보다 훨씬 위험한 경우가 많습니다.

고주파 진동(10× RPM 초과) 발생원:

• 구름 요소 베어링 결함: BPFO(외륜), BPFI(내륜), BSF(볼 자전), FTF(케이지)
• 기어 맞물림: 잇수 × RPM, 측대역(사이드밴드) 동반
• 블레이드/베인 통과: 블레이드 수 × RPM
• 전기적 노이즈: 슬롯 통과 주파수, 정류
• 캐비테이션(공동 현상): 불규칙한 고주파 광대역 진동
• 구조적 공진: 부품의 고유 진동수

위상각은 진동 피크와 축 기준 마크(타코미터로 측정) 사이의 각도 관계입니다.

주요 진단 활용:

• 언밸런스(불평형): 1×에서 안정적이고 반복 가능한 위상
• 축 정렬 불량(미스얼라인먼트): 커플링 양단에서 1× 및/또는 2×의 약 180° 위상차
• 풀림(이완): 불안정하고 흔들리는 위상
• 공진: 고유 진동수에서 약 90° 위상 변화 및 높은 진폭 증폭
• 축 굽힘: 내측 베어링에서 외측 베어링까지 약 180°의 1× 위상차

위상 데이터가 없으면 동일한 주파수를 생성하는 결함들(예: 1×에서의 언밸런스와 정렬 불량)을 구분하는 것이 불가능한 경우가 많습니다.