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

회전 기계의 측면 진동이란 무엇인가?

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회전 기계의 측면 진동 이해

정의: 측면 진동이란 무엇인가?

측면 진동 (방사형 진동 또는 횡진동이라고도 함) 회전축이 회전축에 수직으로 움직이는 것을 말합니다. 간단히 말해, 회전축이 회전할 때 좌우 또는 상하로 움직이는 것입니다. 횡진동은 가장 일반적인 진동 유형입니다. 진동 회전 기계에서 발생하며 일반적으로 다음과 같은 반경 방향 힘에 의해 발생합니다. 불균형, 정렬 불량, 구부러진 샤프트 또는 베어링 결함.

측면 진동을 이해하는 것은 기본입니다. 로터 동역학 이는 대부분의 회전 장비의 기본 진동 모드를 나타내며 대부분의 진동 모니터링 및 밸런싱 활동.

방향과 측정

측면 진동은 샤프트 축에 수직인 평면에서 측정됩니다.

좌표계

  • 수평 방향: 지면과 평행한 좌우 운동
  • 수직 방향: 지면에 수직인 상하 운동
  • 반경 방향: 샤프트 축에 수직인 모든 방향(수평 및 수직의 조합)

측정 위치

측면 진동은 일반적으로 다음 위치에서 측정됩니다.

  • 베어링 하우징: 베어링 캡이나 받침대에 장착된 가속도계나 속도 변환기 사용
  • 샤프트 표면: 비접촉 근접 프로브를 사용하여 직접 샤프트 모션 측정
  • 다양한 방향: 수평 및 수직 방향 모두의 측정은 측면 운동에 대한 완전한 그림을 제공합니다.

측면 진동의 주요 원인

측면 진동은 다양한 출처에서 발생할 수 있으며 각각 특징적인 진동 특성을 나타냅니다.

1. 불균형(가장 흔함)

불균형 측면 진동의 가장 빈번한 원인입니다. 비대칭적인 질량 분포는 회전 원심력을 발생시켜 다음과 같은 현상을 발생시킵니다.

  • 1X(회전당 1회) 진동 주파수
  • 비교적 안정적이다 단계 관계
  • 진폭은 속도의 제곱에 비례합니다.
  • 원형 또는 타원형 샤프트 궤도

2. 정렬 불량

샤프트 정렬 불량 연결된 기계 사이에는 측면력이 생성됩니다.

  • 주로 2X 진동(회전당 2회)
  • 1X 및 그 이상의 고조파도 여기할 수 있습니다.
  • 종종 높은 축 성분도 나타남
  • 위상 관계는 불균형과 다릅니다.

3. 구부러지거나 휘어진 샤프트

영구적으로 구부러지거나 휘어진 샤프트는 기하학적 편심을 생성합니다.

  • 불균형과 유사해 보일 수 있는 1X 진동
  • 느린 롤 속도에서도 높은 진동
  • 균형만으로는 교정이 어렵습니다.

4. 베어링 결함

롤링 요소 베어링 결함은 특징적인 측면 진동을 생성합니다.

  • 고주파 성분(베어링 결함 주파수)
  • 낮은 주파수로 변조되어 생성됩니다. 측파대
  • 종종 필요합니다 봉투 분석 탐지를 위해

5. 기계적 느슨함

느슨한 베어링, 기초 또는 장착 볼트로 인해 다음과 같은 문제가 발생합니다.

  • 다중 고조파(1X, 2X, 3X 등)
  • 강제에 대한 비선형 응답
  • 불규칙하거나 불안정한 진동

6. 로터-스테이터 마찰

회전하는 부품과 고정된 부품 사이의 접촉은 다음을 생성합니다.

  • 하위 동기 구성 요소
  • 진동 진폭 및 위상의 급격한 변화
  • 열 휘어짐 가능성

측면 진동과 기타 진동 유형 비교

회전 기계는 세 가지 주요 방향으로 진동을 경험할 수 있습니다.

측면(방사형) 진동

  • 방향: 샤프트 축에 수직
  • 일반적인 원인: 불균형, 정렬 불량, 샤프트 굽음, 베어링 결함
  • 측정: 베어링 하우징의 가속도계 또는 속도 센서, 샤프트의 근접 프로브
  • 권세: 일반적으로 가장 큰 진폭 진동 구성 요소

축 진동

  • 방향: 샤프트 축과 평행
  • 일반적인 원인: 정렬 불량, 추력 베어링 문제, 프로세스 흐름 문제
  • 측정: 축방향으로 장착된 가속도계
  • 권세: 일반적으로 측면보다 진폭이 낮지만 특정 단층에 대한 진단이 가능합니다.

비틀림 진동

  • 방향: 샤프트 축을 중심으로 한 비틀림 동작
  • 일반적인 원인: 기어 메시 문제, 모터 전기 문제, 커플링 문제
  • 측정: 특수한 비틀림 진동 센서 또는 스트레인 게이지가 필요합니다.
  • 권세: 일반적으로 작지만 피로 파괴를 일으킬 수 있습니다.

측면 진동 모드 및 임계 속도

In 로터 동역학, 측면 진동 모드는 샤프트의 특징적인 처짐 패턴을 설명합니다.

첫 번째 측면 모드

  • 간단한 굽힘 모양(단일 호 또는 활 모양)
  • 가장 낮은 고유 진동수
  • 불균형으로 인해 가장 쉽게 흥분됨
  • 첫 번째 임계 속도 이 모드에 해당합니다

두 번째 측면 모드

  • 한 노드 지점이 있는 S자형 처짐
  • 더 높은 고유 진동수
  • 두 번째 임계 속도
  • 중요한 유연한 로터

더 높은 측면 모드

  • 여러 노드가 있는 점점 더 복잡한 모양
  • 매우 고속 또는 매우 유연한 로터에만 해당됩니다.
  • 블레이드 통과 또는 기타 고주파 여기로 인해 여기될 수 있습니다.

측정 및 모니터링

측정 매개변수

측면 진동은 다음과 같은 여러 매개변수로 특징지어집니다.

  • 진폭: 변위(µm, mils), 속도(mm/s, in/s) 또는 가속도(g, m/s²)로 측정되는 운동의 크기
  • 빈도: 일반적으로 불균형이 지배하는 진동의 경우 1X 실행 속도이지만 고조파 및 기타 주파수를 포함할 수 있습니다.
  • 단계: 샤프트의 기준 표시에 대한 최대 변위의 타이밍
  • 궤도: 끝에서 볼 때 샤프트 중심이 추적한 실제 경로

측정 표준

국제 표준은 허용 가능한 측면 진동 수준에 대한 지침을 제공합니다.

  • ISO 20816 시리즈: RMS 속도에 따른 다양한 기계 유형의 진동 한계
  • API 610, 617, 684: 펌프, 압축기 및 로터 동역학에 대한 산업별 표준
  • 심각도 구역: 장비 유형 및 크기에 따라 허용, 주의 및 경보 수준을 정의합니다.

통제 및 완화

밸런싱

밸런싱 불균형으로 인한 측면 진동을 줄이는 주요 방법은 다음과 같습니다.

조정

정밀한 샤프트 정렬은 정렬 불량으로 인한 측면 힘을 줄입니다.

  • 정확한 샤프트 위치 지정을 위한 레이저 정렬 도구
  • 정렬 절차에서의 열 성장 고려 사항
  • 정렬 전 부드러운 발 교정

제동

제동 특히 임계 속도에서 측면 진동 진폭을 제어합니다.

  • 유체 필름 베어링은 상당한 감쇠를 제공합니다.
  • 추가 제어를 위한 스퀴즈 필름 댐퍼
  • 지지 구조 감쇠 처리

강성 수정

시스템 강성을 변경하면 중요한 속도가 달라집니다.

  • 샤프트 직경이 증가하면 임계 속도가 높아집니다.
  • 베어링 스팬 감소로 첫 번째 임계 속도가 증가합니다.
  • 기초 강화는 전체 시스템 반응에 영향을 미칩니다.

진단의 중요성

측면 진동 분석은 기계 진단의 초석입니다.

  • 트렌드: 시간 경과에 따른 측면 진동 모니터링으로 문제가 발생하는 것을 확인
  • 오류 식별: 진동 주파수와 패턴은 특정 결함 유형을 식별합니다.
  • 심각도 평가: 표준과 비교한 진폭은 문제의 심각성을 나타냅니다.
  • 균형 검증: 측면 진동 감소로 균형이 성공적으로 이루어졌음이 확인되었습니다.
  • 상태 기반 유지 관리: 진동 수준은 유지 관리 작업을 트리거합니다.

회전 기계의 안정적이고 장기적인 작동을 위해서는 측면 진동을 효과적으로 관리하는 것이 필수적이므로 진동 모니터링 프로그램, 예측 유지 관리 전략 및 로터 동적 설계 고려 사항의 주요 초점이 됩니다.

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