RMS(Root Mean Square): 진동 심각도의 표준

정의: RMS란 무엇인가?

RMS, 또는 평균 제곱근는 교류 전압이나 기계적 진동과 같은 가변 신호의 크기를 측정하는 통계적 방법입니다. 회전 기계의 전반적인 상태를 평가하는 데 가장 널리 사용되고 중요한 측정 방법입니다. 진동 신호의 RMS 값은 총 에너지 함량을 측정하는 척도이며 진동의 파괴력과 직접적인 관련이 있습니다.

수학적으로, 이는 일정 기간 동안 신호의 제곱값의 평균(또는 평균)에 제곱근을 취하여 계산합니다. 이 과정을 통해 동일한 양의 열이나 전력을 생성하는 DC 값과 동일한 결과가 도출됩니다.

왜 RMS가 기계 상태를 측정하는 데 선호되는 측정 방법일까요?

피크 값과 피크 대 피크 값은 특정 진단에 유용하지만, RMS는 몇 가지 주요 이유로 전반적인 기계 상태의 추세를 파악하는 데 더 우수한 매개변수입니다.

• 에너지와 직접 관련됨: 시간에 따른 진동의 파괴력은 최대 피크뿐만 아니라 에너지 함량과도 관련이 있습니다. RMS는 이 총 에너지를 정확하게 반영하는 유일한 측정값입니다. 따라서 RMS는 부품의 피로 및 마모와 밀접한 관련이 있습니다.
• 전체 파형을 고려합니다. 단일 지점만 측정하는 피크 측정과 달리, RMS 값은 측정 기간 동안 신호의 전체 이력을 고려합니다. 따라서 훨씬 더 안정적이고, 반복 가능하며, 견고한 측정이 가능합니다.
• 무작위 충격에 덜 민감함: 반복되지 않는 단일 충격이나 충돌은 피크 값에 큰 폭의 변동을 일으켜 잘못된 경보를 유발할 수 있습니다. RMS 값은 평균값이므로 이러한 무작위 사건의 영향을 훨씬 덜 받으며, 기계의 연속 작동 상태를 더 잘 나타내는 지표입니다.
• 국제 표준의 기초: 기계 진동 심각도에 대한 글로벌 표준, 예: ISO 20816 및 10816 시리즈는 알람 및 종료 한계를 다음과 같이 지정합니다. RMS 속도(mm/s)RMS를 사용하면 널리 인정된 업계 벤치마크와 기계 상태를 직접 비교할 수 있습니다.

RMS와 피크의 관계

완벽하고 깨끗한 사인파의 경우 RMS와 피크 진폭 사이에는 간단한 수학적 관계가 있습니다.

RMS = 피크 / √2 ≈ 0.707 × 피크

그러나 이 관계는 순수 사인파에만 적용됩니다. 실제 기계 진동은 복잡하며 여러 주파수와 때로는 충격적인 버스트를 포함합니다. 이러한 복잡한 신호에는 간단한 변환 계수가 적용되지 않습니다. 피크 값과 RMS 값의 비율을 크레스트 팩터높은 크레스트 팩터(3 이상)는 신호에 충격이 포함되어 있다는 지표이며, 그 자체로 귀중한 진단 단서입니다.

RMS는 무엇의 값인가? 속도, 가속도, 변위?

RMS는 모든 측정 매개변수에 적용할 수 있습니다. 그러나 가장 일반적인 주파수 범위(약 10Hz~1,000Hz)에서 일반적인 기계 상태 모니터링을 수행하는 경우, RMS 속도 업계 표준입니다. 그 이유는 다음과 같습니다.

• 주어진 RMS 속도 수준은 광범위한 기계 속도와 유형에 걸쳐 일관된 수준의 진동 심각도에 해당합니다.
• 가장 "평평한" 응답을 제공하는데, 이는 저주파수에서의 불균형과 고주파수에서의 베어링 문제와 같은 문제에 동일하게 민감하다는 것을 의미합니다.

RMS 속도가 전반적인 경보에 대한 표준인 반면, 분석가는 고주파 문제에는 RMS 가속도, 매우 저주파 문제에는 RMS 변위도 살펴봅니다.

예측 유지 관리 프로그램에서 RMS를 사용하는 방법

1. 기준선 설정: 기준선을 설정하려면 새 기계나 정상 기계의 RMS 속도를 측정합니다.
2. 데이터 추세 분석: 정기적으로(예: 월별) 측정값을 읽고 시간에 따른 RMS 값을 표시합니다.
3. 알람 설정: ISO 표준이나 기준선에서의 통계적 변화에 따라 "경고" 및 "위험" 경보 수준을 설정합니다(예: 기준선의 2배에서 경고, 기준선의 5배에서 위험).
4. 변경 사항 분석: RMS 알람이 발생하면 문제의 구체적인 근본 원인을 진단하기 위해 보다 자세한 분석(FFT, 위상 등 사용)이 필요하다는 신호입니다.

RMS 진동의 추세를 일관되게 파악함으로써 유지 관리 프로그램은 기계 상태를 효과적으로 모니터링하고 반응형 유지 관리 전략에서 예측형 유지 관리 전략으로 전환할 수 있습니다.

← 메인 인덱스로 돌아가기