회전 기계의 마찰이란 무엇일까요? 마찰 접촉 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다. 회전 기계의 마찰이란 무엇일까요? 마찰 접촉 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다.

회전 기계의 마찰이란 무엇인가? 마찰 접촉

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회전 기계의 마찰 이해

정의: 마찰이란 무엇인가?

마찰 기계의 회전 부품과 고정 부품 사이의 마찰 접촉 및 상대 미끄럼 운동입니다. 이 용어는 연속 마찰 측면을 강조합니다. 로터-스테이터 접촉, 가벼운 간헐적 접촉이나 충격과 구별됩니다. 마찰은 마찰력을 생성하고, 마찰 작용을 통해 상당한 열을 발생시키며, 독특한 진동 역방향 소용돌이, 비동기 구성 요소 및 열 효과가 특징인 패턴입니다.

"마찰"이라는 용어는 종종 "로터 마찰"과 같은 의미로 사용되지만, 마찰은 때때로 접촉의 마찰과 열적 측면을 강조하는 반면, 로터 마찰은 가벼운 긁힘이나 충격을 포함한 모든 형태의 접촉을 포함할 수 있습니다.

마찰의 역학

쿨롱 마찰 모델

마찰은 건조 마찰(쿨롱 마찰) 원리를 따릅니다.

  • 마찰력: F = µ × N, 여기서 µ는 마찰 계수이고 N은 수직력입니다.
  • 방향: 항상 표면 사이의 상대 운동에 반대합니다.
  • 일반적인 계수: 강철 대 강철 µ ≈ 0.3-0.5; 강철 대 밀봉재 µ ≈ 0.2-0.4
  • 열 생성: 모든 마찰 작업은 열로 변환됩니다.

접선력과 수직력

문지르는 동안:

  • 수직력: 로터를 방사형으로 안쪽으로 밀어 넣습니다.
  • 마찰력: 접선 방향으로 작용하여 회전 반대
  • 합력: 조합은 로터를 느리게 하고 뒤로 휘게 하는 경향이 있습니다.
  • 토크 증가: 마찰은 전력을 소모하여 구동 토크 요구 사항을 증가시킵니다.

특징적인 진동 패턴

뒤로 휘두르기

문지르기의 가장 뚜렷한 특징은 뒤로(역) 휘두르는 것입니다.

  • 마찰력은 역방향 궤도 운동을 구동하는 접선 성분을 생성합니다.
  • 샤프트 궤도 샤프트 회전 방향과 반대로 회전합니다
  • 주파수는 일반적으로 비동기식(1배 속도 미만)입니다.
  • 일반적인 주파수: 0.5×, 0.33×, 0.25× (분수 차수)
  • 궤도 모양은 종종 불규칙하거나 왜곡됨

스펙트럼 특성

  • 아동기화 피크: 1× 이하의 다중 피크는 종종 분수 고조파에서 발생합니다.
  • 동기 구성 요소: 1×는 마찰력에 따라 증가할 수 있습니다.
  • 고조파: 비선형 마찰에서 2×, 3×, 4×
  • 광대역 노이즈: 스펙트럼 전반에 걸쳐 높아진 노이즈 플로어
  • 불안정한 스펙트럼: 피크가 나타나거나 사라지거나 주파수가 이동합니다.

시간 파형 기능

  • 접촉이 시작될 때의 충동적 사건 또는 스파이크
  • 피크 처짐에서 클리핑 또는 평탄화
  • 불규칙하고 비정현파형
  • 여러 주파수의 비트 패턴이 존재합니다.

마찰의 열 효과

열 생성

마찰은 기계적 에너지를 열로 변환합니다.

  • 비율: 소모 전력 = 마찰력 × 슬라이딩 속도
  • 크기: 가벼운 마찰: 10-100와트; 강한 마찰: 킬로와트
  • 집중: 작은 접촉 면적에 열이 집중됨
  • 온도 상승: 심각한 경우 지역 온도가 500°C를 초과할 수 있습니다.

열 활 개발

열-진동 피드백 루프:

  1. 초기 마찰로 인해 샤프트 한쪽에 열이 발생합니다.
  2. 비대칭 가열이 발생합니다. 열 활
  3. 열적 활은 샤프트 처짐을 증가시킵니다.
  4. 처짐이 증가하면 마찰이 더 심해집니다.
  5. 더 많이 문지르면 더 많은 열이 발생합니다.
  6. 긍정적인 피드백은 빠른 실패로 이어질 수 있습니다.

2차 열 효과

  • 베어링 가열: 샤프트를 통해 베어링으로 전달되는 열
  • 오일 분해: 과도한 온도는 윤활유를 분해합니다.
  • 재료 변경 사항: 열영향부에서의 상변태 또는 야금학적 변화
  • 열 응력: 열 응력을 받는 영역에서 균열이 발생할 수 있습니다.

검출 방법

진동 모니터링

  • 비동기 알람: 0.3~0.5배 주행 속도에서 피크에 대한 경고
  • 궤도 모니터링: 자동 궤도 분석으로 역방향 소용돌이 감지
  • 스펙트럼 변화: 다중 고조파의 갑작스러운 출현을 감지하는 알고리즘
  • 파형 클리핑: 비정현파 왜곡 검출

온도 모니터링

  • 급속 상승 알람이 있는 베어링 온도 센서
  • 노출된 샤프트 섹션의 적외선 온도 모니터링
  • 온도 차이 모니터링(상단 베어링 대 하단 베어링)
  • 변화율 알람(예: > 5°C/분)

추가 지표

  • 토크 증가: 마찰로 인해 전력 소모가 증가합니다.
  • 속도 변동: 다양한 마찰 토크로 인한 작은 속도 변화
  • 음향 방출: 접촉으로 인한 고주파음
  • 시각적 검사: 마모 잔해, 변색, 눈에 띄는 손상

대응 조치

즉각적인 조치

  1. 심각도 감소: 안전하다면 속도나 하중을 줄이세요.
  2. 면밀히 모니터링하세요: 진동 및 온도의 지속적인 관찰
  3. 시스템 종료에 대비하세요: 비상 종료를 준비하세요
  4. 비상 정지: 진동이나 온도가 상승하는 경우
  5. 쿨다운 허용: 검사 전에 회전 장치를 작동하거나 자연 냉각을 허용하십시오.

조사

  • 접촉의 물리적 증거를 검사하세요
  • 마찰이 의심되는 위치에서 간격을 측정합니다.
  • 열 휘어짐 또는 영구 샤프트 휘어짐을 확인하세요
  • 근본 원인(과도한 진동, 여유 공간 부족 등)을 파악합니다.

시정 조치

  • 여유 공간 늘리기: 손상된 부분을 기계로 제거하거나 구성 요소를 교체합니다.
  • 근본 원인 해결: 밸런스 로터, 올바른 정렬, 베어링 문제 해결
  • 손상된 부품 교체: 필요에 따라 씰, 베어링 구성 요소, 샤프트 섹션
  • 허가 확인: 재시작 전 모든 위치에서 적절한 여유 공간을 확인하세요.

마찰은 회전 기계에서 가장 심각한 진동 관련 결함 중 하나입니다. 열 피드백을 통해 빠르게 악화될 수 있으므로, 중요 장비의 심각한 고장을 방지하기 위해 즉각적인 인식, 신속한 대응, 그리고 철저한 시정 조치가 필요합니다.

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