진동 분석의 위상 이해

정의: 진동 단계란 무엇인가?

단계 두 신호 간의 타이밍 관계, 또는 더 일반적으로는 회전축의 특정 기준점을 기준으로 한 진동 신호의 타이밍을 나타내는 측정값입니다. 진동이 축의 회전과 관련하여 발생하는 "위치"를 측정하는 것입니다. 위상은 일반적으로 0°에서 360°까지 각도로 측정되며, 축의 한 바퀴를 나타냅니다.

진폭은 기계가 "얼마나" 진동하는지를 알려주고, 주파수는 "얼마나 빨리" 진동하는지를 알려주는 반면, 위상은 "어떻게 움직이는지"를 알려줍니다. 따라서 위상은 동일한 주파수에서 발생할 수 있는 여러 가지 결함을 구별하는 강력한 도구입니다.

위상은 어떻게 측정되나요?

위상을 측정하려면 두 가지 신호가 필요합니다.

1. 진동 신호: 이는 기계의 진동을 측정하는 가속도계나 근접 프로브의 기본 신호입니다.
2. 참조 신호: 이는 회전당 한 번씩 제공되는 타이밍 펄스입니다. 유속계회전 속도계는 샤프트의 반사 테이프나 키웨이를 향해 설치되어 해당 기준점이 센서를 지날 때마다 정확한 펄스를 생성합니다.

진동 분석기는 타코미터 펄스와 특정 주파수(일반적으로 1배속 주행 속도)에서 진동 신호의 첫 번째 양의 피크 사이의 시간 지연을 측정합니다. 이 시간 지연을 각도로 변환하는데, 이를 위상 측정값이라고 합니다. 위상 측정값이 90°이면 기준점이 타코미터를 통과한 후 1/4 회전 후에 진동 피크가 발생했음을 의미합니다.

위상 분석의 진단 능력

위상은 단순한 숫자가 아니라 운동 특성에 대한 중요한 정보를 제공합니다. 기계의 여러 위치에서 위상을 측정함으로써 분석가는 특정 진단을 확인하거나 배제할 수 있습니다.

불균형 확인

단순 불균형의 전형적인 사례는 로터의 양쪽 베어링에서 동일한 반경 방향(예: 수평)으로 측정했을 때 유사한 위상 측정값(일반적으로 ±30° 이내)을 보입니다. 이는 로터 전체가 함께 움직이고 있으며, 무거운 부분에 의해 동시에 같은 방향으로 "당겨지고" 있음을 나타냅니다.

정렬 불량 진단

위상 측정은 축 정렬 불량을 진단하는 가장 확실한 방법 중 하나입니다. 커플링의 양쪽에서 축 방향 위상을 측정하면 180° 위상 이동 (±30°)는 각도 오정렬을 나타내는 일반적인 지표입니다. 이 수치는 한쪽 축이 안쪽으로(양의 축 방향) 움직일 때 다른 쪽 축은 바깥쪽으로(음의 축 방향) 움직인다는 것을 보여주며, 이는 커플링에서 회전 운동이 일어나고 있음을 분명히 나타냅니다.

구부러진 샤프트와 불균형 구별

불균형과 축 휘어짐 모두 1배 RPM의 높은 진동을 유발할 수 있습니다. 위상 분석을 통해 이를 구분할 수 있습니다. 동일한 모터 또는 펌프 축의 양쪽 끝에서 축 방향 위상을 측정하면 180° 위상 차이가 발생하여 축이 휘어졌음을 나타냅니다. "활"이 회전할 때 양 끝은 반대 방향으로 움직입니다.

구조적 느슨함 또는 균열된 기초 식별

위상 측정값이 불규칙하거나 불안정하거나 반복되지 않는 경우, 기계적 느슨함을 시사하는 경우가 많습니다. 기계 받침대와 바닥판을 비교했을 때 위상 측정값이 크게 변하는 경우, 앵커 볼트가 느슨하거나 기초에 균열이 있음을 나타냅니다.

공명 확인

기계의 속도가 공진(임계 속도)을 통과할 때, 1배 진동의 위상은 공진 피크에서 정확히 90° 변이를 보이고, 전체 공진 영역을 통과하면서 180° 변이를 보입니다. 이는 공진 조건을 확인하는 확실한 방법입니다.

균형을 위한 중요한 도구

위상은 또한 필수적입니다 로터 밸런싱위상 판독값은 기준점을 기준으로 로터의 "무거운 지점"의 각도 위치를 직접 나타냅니다. 이는 기술자가 불균형을 상쇄하기 위해 보정 추를 정확히 어디에 배치해야 하는지 알려줍니다.

요약하자면, 위상 측정 없이 진동 분석가는 전체 그림의 일부만을 분석하는 셈입니다. 위상 분석은 기계의 움직임에 대한 중요한 맥락을 제공하여 훨씬 더 높은 수준의 진단 신뢰도를 가능하게 합니다.

← 메인 인덱스로 돌아가기