회전 기계의 축 진동이란 무엇입니까? • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심 분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋" 회전 기계의 축 진동이란 무엇입니까? • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심 분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"

회전 기계의 축 진동이란 무엇인가?

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회전 기계의 축 진동 이해

정의: 축 진동이란 무엇인가?

축 진동 (종방향 진동 또는 추력 진동이라고도 함)은 앞뒤로 움직이는 운동입니다. 로터 회전축과 평행한 방향으로. 측면 진동 축 진동은 샤프트에 수직인 좌우 운동이고, 축 진동은 피스톤의 운동과 유사하게 샤프트가 길이를 따라 안쪽과 바깥쪽으로 움직이는 것을 나타냅니다.

일반적으로 측면 진동보다 진폭이 낮지만 축 진동은 특히 특정 유형의 기계 결함에 대해 매우 진단적입니다. 정렬 불량, 추력 베어링 문제, 펌프 및 압축기의 프로세스 관련 문제.

특성 및 측정

방향과 움직임

축 진동은 샤프트의 중심축을 따라 발생합니다.

  • 운동은 샤프트 회전축과 평행합니다.
  • 로터는 왕복 운동처럼 앞뒤로 움직입니다.
  • 일반적으로 베어링 하우징 또는 샤프트 끝에서 측정됩니다.
  • 진폭은 일반적으로 방사형 진동보다 작지만 진단적으로 매우 중요합니다.

측정 설정

축 진동에는 특정 센서 장착이 필요합니다.

  • 센서 방향: 샤프트 축에 평행하게 장착된 가속도계 또는 속도 변환기
  • 일반적인 위치: 베어링 하우징 엔드 캡, 모터 엔드 벨 또는 추력 베어링 하우징에서
  • 근접 프로브: 샤프트 끝면을 마주보도록 장착 시 축방향 위치를 직접 측정할 수 있습니다.
  • 중요성: 종종 간과되지만 완전한 기계 진단에 필수적입니다.

축 진동의 주요 원인

1. 정렬 불량(가장 흔한 원인)

샤프트 정렬 불량, 특히 각도 정렬 불량은 축 진동의 주요 원인입니다.

  • 징후: 주행 속도에서 1X 또는 2X의 높은 축 진동
  • 기구: 커플링된 샤프트 사이의 각도 오프셋은 커플링을 통해 전달되는 진동 축력을 생성합니다.
  • 진단 지표: 축 진동 진폭 > 50%의 반경 진동은 정렬 불량을 강력히 시사합니다.
  • 위상 관계: 구동 및 비구동 끝단의 축 진동은 일반적으로 위상이 180° 벗어납니다.

2. 추력 베어링 결함

축 방향 샤프트 위치를 제어하는 추력 베어링에 문제가 있으면 특징적인 축 방향 진동이 발생합니다.

  • 추력 베어링 마모 또는 손상
  • 추력 베어링 예압이 부족합니다
  • 추력 베어링 고장으로 인해 과도한 축 방향 플레이가 발생함
  • 추력 베어링에 특화된 윤활 문제

3. 유압 또는 공기 역학적 힘

펌프, 압축기, 터빈의 공정력은 축력을 생성합니다.

  • 펌프 캐비테이션: 증기 기포 붕괴로 인해 축 방향 충격력이 발생합니다.
  • 임펠러 불균형: 비대칭 흐름은 진동하는 축 추력을 생성합니다.
  • 축류 난류: 축 압축기 및 터빈에서
  • 급증: 압축기 서지로 인해 격렬한 축 진동이 발생합니다.
  • 재순환: 설계 외 작업으로 인한 유동 불안정성 발생

4. 기계적 느슨함

과도한 여유 공간은 축 방향 이동을 허용합니다.

  • 마모된 추력 베어링 표면
  • 느슨한 결합 구성 요소
  • 베어링 설계의 부적절한 축 방향 구속
  • 마모된 스페이서 또는 심

5. 커플링 문제

커플링 마모 또는 잘못된 설치는 축 진동을 발생시킵니다.

  • 마모된 기어 커플링 이빨로 인해 축 방향 플로트가 허용됨
  • 부적절하게 설치된 유연 커플링
  • 커플링 스페이서 길이 오류
  • 축력 성분을 생성하는 유니버설 조인트 각도

6. 열 성장 문제

차등 열팽창은 축력을 유발할 수 있습니다.

  • 배관 열팽창으로 장비 밀기/당기기
  • 결합된 기계 사이의 불균일한 열 성장
  • 축 정렬에 영향을 미치는 기초 침하

진단적 의의

정렬 불량 진단

축 진동은 정렬 불량을 진단하는 주요 지표입니다.

  • 경험의 법칙: 축 진동이 반경 진동의 50%보다 큰 경우 정렬 불량이 의심됩니다.
  • 빈도 콘텐츠: 주로 평행 오프셋 정렬 불량의 경우 2X, 각도 정렬 불량의 경우 1X 및 2X
  • 위상 분석: 반대쪽 끝의 축 방향 측정값 간 180° 위상차는 정렬 불량을 확인합니다.
  • 확인: 정밀 정렬을 통해 진단이 확인되면 크게 감소하는 높은 축 진동

펌프 및 압축기 진단

유체를 취급하는 회전 장비의 경우:

  • 캐비테이션: 광대역 특성을 지닌 고주파, 무작위 축 진동
  • 유압 불균형: 비대칭 임펠러 하중으로 인한 1X 축 진동
  • 급등하다: 대진폭, 저주파 축 진동
  • 블레이드 통과 주파수: 블레이드 통과 주파수의 축 성분은 흐름 문제를 나타냅니다.

베어링 상태 평가

  • 축 진동의 급격한 증가는 추력 베어링의 열화를 나타낼 수 있습니다.
  • 추력 베어링 결함 주파수를 동반한 축 진동은 베어링 문제를 확인합니다.
  • 근접 프로브로 측정한 과도한 축 방향 플로트는 베어링 마모를 나타냅니다.

허용 수준 및 표준

일반 지침

ISO 20816과 같은 표준은 주로 반경 방향 진동을 다루는 반면, 축 방향 진동 한계는 일반적으로 다음과 같이 표현됩니다.

  • 방사형에 대한 상대적: 축은 다음과 같아야 합니다. 정상 조건에서 반경방향 진동이 50% 미만
  • 절대 한계: 일반적으로 기계 클래스의 반경 진동 한계는 25-50%입니다.
  • 기준 비교: 기준선에서 50-100% 증가는 조사를 보증합니다.

장비별 표준

  • API 610(원심 펌프): 반경 방향 및 축 방향 진동 한계를 모두 지정합니다.
  • API 617(원심 압축기): 축 진동 허용 기준 포함
  • 터보기계: 종종 축 위치 및 진동 센서로 지속적으로 모니터링됨

교정 및 완화 방법

정렬 불량에 대해

  1. 정밀 샤프트 정렬: 레이저 정렬 도구를 사용하여 각도 및 평행 정렬 오류를 수정합니다.
  2. 부드러운 발 교정: 정렬하기 전에 모든 장착 발이 평평하게 놓여 있는지 확인하세요.
  3. 열 성장 고려 사항: 정렬 시 작동 온도 확장을 고려합니다.
  4. 파이프 변형 완화: 장비를 정렬에서 벗어나게 하는 배관 힘을 제거합니다.

추력 베어링 문제

  • 마모된 추력 베어링 구성 요소를 교체하세요
  • 적절한 추력 베어링 예압 및 간극을 확인하십시오.
  • 추력 베어링 표면에 적절한 윤활을 보장합니다.
  • 적절한 추력 베어링 설치 및 쐐기 조임 확인

프로세스 관련 축력에 대해

  • 캐비테이션 제거: 흡입 압력 증가, 유체 온도 감소, 흡입구 막힘 확인
  • 운영 지점 최적화: 설계 범위 내에서 펌프와 압축기를 작동하세요
  • 유압력의 균형: 임펠러에 균형 구멍이나 백 베인을 사용하십시오.
  • 서지 방지 제어: 압축기에 대한 효과적인 서지 방지 구현

기계적 문제

  • 마모된 커플링 및 커플링 구성 요소를 교체합니다.
  • 느슨한 기계적 연결을 조이세요
  • 올바른 스페이서 및 심 치수를 확인하세요
  • 제조업체 사양에 따라 적절한 커플링 설치를 확인하십시오.

측정 모범 사례

센서 설치

  • 견고한 장착: 가능하면 축 측정을 위해 자석 대신 스터드나 접착제를 사용하세요.
  • 방향 확인: 센서가 샤프트 축과 평행한지 확인하십시오(각도가 아님)
  • 양쪽 끝: 위상 비교를 위해 구동 및 비구동 양쪽 끝에서 축 진동을 측정합니다.
  • 근접 프로브: 중요 장비의 경우 영구 축 위치 센서를 설치하십시오.

데이터 수집

  • 수평 및 수직 반경 측정과 함께 항상 축 데이터를 수집합니다.
  • 다양한 위치에서 축 측정 간의 위상 관계 기록
  • 축 방향과 반경 방향 진폭 비율 비교
  • 시간 경과에 따른 축 진동 추세를 파악하여 발생 가능한 문제를 감지합니다.

축 방향 진동과 반경 방향 진동 비교

주요 차이점

측면 방사형(측면) 진동 축 진동
방향 샤프트 축에 수직 샤프트 축과 평행
일반적인 진폭 더 높은 낮은 (보통 < 50%의 방사형)
주요 원인 불균형, 굽은 샤프트, 베어링 결함 정렬 불량, 추력 베어링 문제, 공정력
진단 가치 일반 기계 상태 정렬 불량 및 추력 문제에 특화됨
모니터링 우선 순위 주요 초점 2차적이지만 진단에 필수적입니다.

산업 응용 분야

축 진동 모니터링은 특히 다음과 같은 경우에 중요합니다.

  • 원심 펌프: 유압력 및 캐비테이션 감지
  • 압축기: 추력 베어링 모니터링 및 서지 감지
  • 터빈: 축 터빈 블레이드 힘 및 추력 베어링 상태
  • 결합 장비: 정렬 검증 및 결합 조건
  • 공정 장비: 흐름 상태 모니터링

축 진동은 더 두드러지는 반경 진동에 가려지는 경우가 많지만, 숙련된 진동 분석가들은 축 진동의 중요한 진단적 가치를 인지하고 있습니다. 반경 진동만 검사하면 간과될 수 있는 많은 기계 문제들이 축 진동 패턴을 통해 명확하게 드러나므로, 축 진동은 종합적인 기계 상태 모니터링 프로그램의 필수적인 구성 요소입니다.

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