아동기 진동과 동기 진동에 대한 설명

정의: 동기 진동이란 무엇인가?

동기 진동 기계의 1차 회전 속도의 정수배 주파수에서 발생하는 모든 진동입니다. 축의 회전과 "동기화"됩니다. 이는 기계에서 발견되는 가장 일반적인 진동 유형입니다.

• 정확히 실행 속도(1x)에서의 진동은 동기화됩니다.
• 주행 속도의 두 배(2x), 세 배(3x) 등의 진동도 동기 진동이며, 주행 속도의 "고조파"라고도 합니다.

다음과 같은 일반적인 기계 결함의 대부분은 불균형, 정렬 불량, 그리고 기계적 느슨함모두 동기 진동으로 나타납니다. 예를 들어, 불균형으로 인한 진동은 항상 1배 RPM으로 발생하여 기계 속도의 변화를 완벽하게 추적합니다.

정의: 아동기 진동이란 무엇인가?

비동기 진동 1차 회전 속도(1x) *보다* 낮은 주파수에서 발생하는 모든 진동을 말합니다. 접두사 "sub-"는 "아래"를 의미합니다. 상당한 아동기 진동이 발생하는 것은 종종 심각한 경고 신호입니다. 단순한 기계적 결함보다는 자려(self-excited)에 의한 불안정한 회전자 동역학 현상으로 인해 발생하기 때문입니다. 동기 진동과 달리, 아동기 진동의 강제 함수는 회전자 자체의 운동에 의해 생성됩니다.

아동기 진동의 일반적인 원인

비동기 진동은 유체 필름 베어링이 장착된 고속 터보기계에서 주요 문제입니다.

1. 오일 와일

이것은 가장 흔한 형태의 아동기 불안정성입니다. 이는 유체막 베어링에서 샤프트를 지지하는 유체 역학 오일막이 베어링 주위를 "휘젓기" 시작하여 샤프트를 앞으로 밀어낼 때 발생합니다. 이로 인해 약 1000Hz의 주파수에서 뚜렷한 진동이 발생합니다. 주행속도의 0.42~0.48배(0.42x~0.48x)오일 소용돌이는 종종 부하와 온도에 따라 발생하며 기계 조건이 변함에 따라 나타나거나 사라질 수 있습니다.

2. 오일 휩

오일 휩은 오일 와일보다 더 심각하고 위험한 형태입니다. 오일 휩 주파수가 로터의 첫 번째 고유 주파수(임계 속도)와 일치하고 "고정"될 때 발생합니다. 이 경우, 준동기 진동 진폭이 매우 커질 수 있으며 속도가 증가해도 사라지지 않습니다. 실제로 기계가 더 가속되더라도 진동은 로터의 임계 속도 주파수에서 유지됩니다. 오일 휩은 기계를 즉시 정지시켜야 할 정도로 파괴적인 상태입니다.

3. 로터-스테이터 마찰

회전자와 고정 부품 사이의 마찰은 때때로 아동기 진동을 유발할 수 있습니다. 이는 종종 다음과 같이 작동 속도의 정수 분율에서 발생합니다. 0.5배. 0.5x 구성 요소는 로터가 2회전할 때마다 "튀어나오는" 마찰의 전형적인 신호입니다.

FFT 스펙트럼에서 구별하는 방법

FFT 스펙트럼에서 이러한 구성 요소를 식별하는 것은 간단합니다.

• 동기 피크: 1x RPM 피크(실행 속도)와 정확한 정수 배수(2x, 3x 등)에 해당하는 피크를 찾으세요.
• 아동기화 피크: 1x RPM 피크 *앞*에 주파수 축에 나타나는 중요한 피크를 찾아보세요. 주행 속도의 약 45% 부근에서 피크가 나타나면 오일 와일링의 전형적인 징후입니다.

왜 구별이 중요한가

동기 진동과 비동기 진동을 구별하는 것은 진단에 근본적으로 중요합니다.

• 동기 문제 (불균형과 마찬가지로) "강제 진동"입니다. 이러한 진동은 밸런싱이나 정렬과 같은 기계적 조정을 통해 종종 교정될 수 있습니다.
• 하위 동기화 문제 (오일 휩과 같은) "자려 진동" 또는 불안정성입니다. 이는 로터-베어링 시스템의 기본 설계 또는 상태에 문제가 있음을 나타내며, 밸런싱으로는 해결할 수 없습니다. 해결책은 베어링 설계 변경, 오일 온도 또는 압력 변경, 또는 로터 재설계를 포함할 수 있습니다.

이러한 이유로 고진폭 비동기 피크는 일반적으로 고진폭 동기 피크보다 더 심각한 경보 조건으로 간주됩니다.

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