진동 분석에서 샤프트 궤도 플롯 이해

정의: 샤프트 오빗이란 무엇인가?

A 샤프트 궤도 회전하는 샤프트의 기하학적 중심이 한 번 이상 회전하는 동안 이동하는 경로를 보여주는 플롯입니다. 마치 샤프트 끝부분을 보는 것처럼 베어링 간극 내에서 샤프트의 움직임을 2차원으로 보여줍니다. 이 강력한 진단 도구는 한 쌍의 비접촉 센서를 사용하여 생성됩니다. 근접 프로브 90도 간격으로 장착(일반적으로 XY 구성)하고 서로의 동시 변위 신호를 표시합니다.

궤도 플롯이 왜 그렇게 유용한가요?

표준 시간 파형 또는 FFT 스펙트럼은 단일 방향의 진동을 나타내는 반면, 궤도 플롯은 두 방향을 결합하여 샤프트의 동적 운동에 대한 완전한 그림을 제공합니다. 이를 통해 진동 분석가는 샤프트 운동의 실제 모양과 방향을 시각화하여 다양한 기계 결함을 진단하는 데 귀중한 단서를 제공합니다. 궤도는 회전자 동역학 분석의 초석이며, 특히 터빈, 압축기, 대형 발전기와 같이 유체막 베어링이 장착된 고속 중요 기계의 경우 더욱 중요합니다.

궤도 모양을 해석하는 방법

궤도의 모양, 크기, 그리고 방향은 회전자에 작용하는 힘을 직접적으로 나타냅니다. 숙련된 분석가는 궤도의 형태만 보고도 기계의 상태를 진단할 수 있습니다.

원형 또는 타원형 궤도

베어링 중심의 단순한 원형 또는 타원형 궤도는 일반적으로 단일 주파수에 의해 지배되는 잘 작동하는 로터를 나타냅니다. 불균형베어링 지지 강성이 양방향으로 동일한 경우(등방성) 궤도는 원형이고, 수평 및 수직 방향으로 강성이 다른 경우(이방성) 궤도는 타원형이 되는데, 이는 매우 일반적입니다.

왜곡된 8자 모양 또는 바나나 모양 궤도

궤도가 단순한 타원에서 왜곡되면 여러 주파수가 샤프트의 움직임에 영향을 미친다는 것을 나타냅니다.

• A "바나나" 또는 초승달 모양의 궤도 종종 연관됩니다 정렬 불량1x와 2x 주파수가 모두 존재합니다.
• A 8자 모양 2배 주파수 성분이 강하다는 전형적인 신호이며 교과서적인 지표입니다. 샤프트 정렬 불량. 내부에 고리가 있는 8자 모양은 종종 더 심각한 상태나 마찰이 있음을 나타냅니다.

꼬임이나 날카로운 모서리가 있는 궤도

방향의 급격한 변화, 평평한 지점 또는 궤도의 "꼬임"은 강력한 증거입니다. 로터-스테이터 마찰이는 샤프트가 베어링, 씰 또는 기계 케이싱과 같은 고정된 구성 요소와 순간적으로 접촉하면서 샤프트의 움직임이 제한된다는 것을 나타냅니다.

매우 불규칙한 궤도

불규칙하고 불안정하거나 "노이즈"로 가득 찬 것처럼 보이는 궤도는 심각한 기계적 느슨함, 유체로 인한 불안정성(오일 소용돌이 또는 휘핑과 같은), 펌프나 압축기의 난류 조건의 신호일 수 있습니다.

세차 운동의 방향: 정방향 vs. 역방향

궤도가 샤프트 회전 방향에 대해 추적되는 방향도 주요 진단 요소입니다.

• 전방 세차 운동: 궤도는 샤프트 회전 방향과 같은 방향으로 움직입니다. 이는 불균형과 같은 힘에 대한 정상적인 현상입니다.
• 역세차운동: 궤도가 샤프트 회전 방향과 반대 방향으로 움직입니다. 이는 비정상적인 상태이며 샤프트 균열, 심각한 마찰, 또는 특정 유형의 유체로 인한 불안정성을 나타낼 수 있습니다.

궤도 플롯이 보여주는 것

요약하자면, 단일 궤도 플롯은 풍부한 정보를 제공합니다.

• 샤프트 진동의 전체 진폭.

– 샤프트의 움직임 모양은 단층 유형을 식별하는 데 도움이 됩니다.

• 세차운동의 방향.
• 베어링 클리어런스 내에서 샤프트의 평균 위치입니다.

FFT 스펙트럼과 시간 파형을 함께 궤도에 분석함으로써 분석가는 기계의 동적 동작에 대해 매우 확실하고 자세한 진단을 내릴 수 있습니다.

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