진동 스펙트럼: 진단 로드맵

정의: 스펙트럼이란 무엇인가?

A 진동 스펙트럼 (또는 주파수 스펙트럼)은 복잡한 진동 신호를 구성하는 개별 주파수를 표시하는 그래프입니다. 기계 고장을 진단하는 데 가장 강력한 도구입니다. 스펙트럼은 원시 시간 파형 신호를 보내고 이를 처리합니다. 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘. 결과 플롯은 수직(Y) 축에 진동 진폭을, 수평(X) 축에 주파수를 표시합니다.

스펙트럼이 진단의 핵심인 이유

기계의 진동은 동시에 발생하는 여러 신호의 혼합입니다. 시간 파형은 이러한 뒤섞인 신호를 보여주지만, 스펙트럼은 프리즘처럼 작용하여 신호를 각기 다른 구성 요소로 분리합니다. 이는 다양한 기계적 및 전기적 결함이 예측 가능한 특정 주파수에서 진동을 발생시키기 때문에 매우 중요합니다. 숙련된 분석가는 스펙트럼의 피크를 분석함으로써 문제의 근본 원인을 높은 신뢰도로 파악할 수 있습니다.

진동 스펙트럼을 읽는 방법

스펙트럼 플롯에는 풍부한 정보가 담겨 있습니다. 검토해야 할 핵심 요소는 다음과 같습니다.

1. 주파수(X축)

이 축은 진동하는 "무엇"이 진동하는지를 보여줍니다. 헤르츠(Hz), 분당 사이클 수(CPM), 또는 차수(진행 속도의 배수)와 같은 다양한 단위로 표시될 수 있습니다. 이 축에서 피크의 위치는 그 원인을 알아내는 주요 단서입니다.

2. 진폭(Y축)

이 축은 특정 주파수에서 발생하는 진동의 "양"을 나타냅니다. 진폭은 사건의 심각성을 나타냅니다. 진폭은 변위, 속도 또는 가속도 단위로 측정할 수 있으며, 선형 또는 대수적 스케일로 표시할 수 있습니다.

3. 피크스

스펙트럼의 각 피크는 기계에서 발생하는 특정 주기적 사건을 나타냅니다. 스펙트럼을 해석하는 것은 이러한 피크를 알려진 고장 주파수와 매칭하는 과정입니다.

스펙트럼의 일반적인 패턴과 그 의미

분석가는 결함을 진단하기 위해 특징적인 패턴을 찾습니다.

• 1x RPM에서 단일 높은 피크: 이것은 고전적인 서명입니다 로터 불균형.
• 2x RPM에서 우세한 피크: 종종 높은 축 진동을 동반하며 이는 강력한 지표입니다. 샤프트 정렬 불량.
• 일련의 실행 속도 고조파(1x, 2x, 3x, 4x…): 이 패턴은 다음의 주요 지표입니다. 기계적 느슨함.
• 고주파, 비정수 피크: 이는 종종 계산된 오류 주파수와 일치합니다. 롤링 베어링.
• 사이드밴드가 있는 고주파 피크: 기어의 작동 속도에 따라 간격을 둔 더 작은 피크(사이드밴드)로 둘러싸인 기어 메시 주파수(GMF)의 피크는 확실한 신호입니다. 기어 결함.
• 높아진 "소음 바닥": 스펙트럼의 기준 에너지가 광대역으로 증가하면 펌프의 마찰, 마찰 또는 캐비테이션이 발생할 수 있습니다.

기준선과 추세의 중요성

단일 스펙트럼은 특정 시점의 기계 상태를 스냅샷으로 제공합니다. 스펙트럼 분석의 진정한 힘은 현재 스펙트럼을 다른 스펙트럼과 비교하는 데서 비롯됩니다. 기준선 스펙트럼 기계 상태가 양호하다고 알려진 시점에 측정되었습니다. 시간 경과에 따른 특정 피크의 진폭 추세를 분석함으로써 분석가는 오류의 초기 단계부터 진행 상황을 추적하여 고장 발생 훨씬 전에 계획적이고 사전 예방적인 유지 관리를 수행할 수 있습니다.

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