비틀림 분석이란 무엇인가요? 비틀림 진동 평가 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다. 비틀림 분석이란 무엇인가요? 비틀림 진동 평가 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다.

비틀림 해석이란? 비틀림 진동 평가

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비틀림 해석 이해

정의: 비틀림 해석이란 무엇인가?

비틀림 해석 측정, 평가 및 모델링입니다. 비틀림 진동—회전하는 기계의 구동계에서 샤프트 축을 중심으로 한 비틀림 진동. 측면 진동 (굽힘)은 표준으로 쉽게 측정할 수 있습니다. 가속도계, 비틀림 진동에는 각도 진동을 감지하고 비틀림 고유 진동수를 결정하며 샤프트, 커플링, 기어의 피로 위험을 평가하기 위한 특수 측정 기술(스트레인 게이지, 듀얼 타코미터, 레이저 진동계)과 분석이 필요합니다.

비틀림 분석은 왕복 엔진 구동 장치, 긴 구동축, 고출력 기어박스, 그리고 허용 가능한 측면 진동 수준에도 불구하고 비틀림 진동으로 인해 샤프트 또는 커플링에 심각한 고장이 발생할 수 있는 VFD 모터 애플리케이션에 매우 중요합니다. 이는 동력 전달 시스템의 갑작스럽고 예상치 못한 고장을 방지하기 위한 전문적이면서도 필수적인 진단 기능입니다.

비틀림 해석이 필요한 이유

비틀림 진동과 측면 진동

  • 옆쪽: 표준 가속도계로 측정한 굽힘, 좌우 운동
  • 비틀림: 축을 중심으로 비틀림, 측면 변위 없음, 표준 센서에서는 보이지 않음
  • 독립: 낮은 측면(또는 그 반대)으로 심각한 비틀림이 발생할 수 있습니다.
  • 피해: 비틀림은 측면 측정에서 경고 없이 샤프트/커플링 고장을 일으킬 수 있습니다.

고장 모드

  • 샤프트 피로 파괴(일반적으로 축에 대해 45°)
  • 커플링 요소 고장(기어 이빨, 유연 요소)
  • 진동 하중으로 인한 기어 이빨 파손
  • 프레팅으로 인한 키 및 키웨이 손상

측정 기술

1. 스트레인 게이지 방법

직접 비틀림 응력 측정:

  • 샤프트 축에 45°로 접합된 스트레인 게이지(최대 전단 응력 방향)
  • 비틀림으로 인한 전단 변형률 측정
  • 회전 샤프트에는 슬립 링 또는 무선 원격 측정이 필요합니다.
  • 가장 정확하지만 복잡하고 비용이 많이 듭니다.
  • 연구개발 1차 활용

2. 듀얼 타코미터 방식

  • 서로 다른 샤프트 위치에 있는 두 개의 광학 센서
  • 위치 간 위상차 측정
  • 위상차 = 각 비틀림 = 비틀림 진동
  • 비접촉 및 실용성
  • 저주파 비틀림에 한정됨(일반적으로 < 100 Hz)

3. 레이저 토션 진동계

  • 특수 레이저 도플러 시스템
  • 각속도 변동을 측정합니다
  • 비접촉
  • 넓은 주파수 범위
  • 비싸지만 강력하다

4. 모터 전류 분석

  • 비틀림 진동은 전류 변동을 생성합니다.
  • 모터 전류 스펙트럼 분석
  • 간접적이지만 비침습적
  • 유용한 스크리닝 도구

해석적 비틀림 해석

수학적 모델링

  • 구동계의 덩어리 질량 비틀림 모델
  • 비틀림 고유 진동수 계산
  • 여기 소스에 대한 응답 예측
  • 임계 속도와 공명을 식별합니다.

여기 소스

  • 왕복 엔진: 펄스 발사로 비틀림 자극 생성
  • 기어 메시: 이빨 맞물림으로 진동 토크가 생성됩니다.
  • VFD: PWM 스위칭 주파수 고조파
  • 전기 같은: 모터 극 통과 및 슬립 주파수

비틀림에 대한 캠벨 다이어그램

  • 속도에 따른 비틀림 고유 진동수 플롯
  • 오버레이 여기 순서선
  • 비틀림 임계 속도(간섭 지점) 식별
  • 가이드 작동 속도 선택

중요한 애플리케이션

왕복 엔진 구동

  • 디젤 발전기
  • 가스 엔진 압축기
  • 해양 추진
  • 큰 토크 맥동에는 분석이 필요합니다.

긴 드라이브 샤프트

  • 압연기 구동 장치
  • 선박용 프로펠러 샤프트
  • 제지기 드라이브
  • 길이는 낮은 비틀림 강성을 생성합니다.

고출력 기어박스

  • 풍력 터빈 기어박스
  • 산업용 기어 감속기 > 1000 HP
  • 비틀림 모드의 기어 메시 여기

VFD 모터 시스템

  • 가변 주파수 드라이브는 비틀림 여기를 생성합니다.
  • PWM 고조파는 비틀림 공진을 일으킬 수 있습니다.
  • VFD 확산에 대한 우려 증가

분석 결과

비틀림 고유 진동수

  • 측정이나 계산을 통해 식별
  • 여기 주파수와 비교
  • 적절한 분리 확인

스트레스 수준

  • 측정된 진동으로부터 교번 전단 응력을 계산합니다.
  • 재료 내구성 한계와 비교
  • 피로 수명 소모 평가
  • 스트레스가 허용되는지 확인하십시오

제동

  • 비틀림 공진에서의 응답으로부터 측정
  • 일반적으로 매우 낮음 (< 1%의 중요)
  • 낮은 감쇠는 날카로운 공명을 의미합니다.

완화 전략

주파수 분리

  • 여기 주파수에서 분리된 비틀림 자연수 보장
  • 샤프트 직경, 길이 또는 커플링 강성 변경
  • 관성 수정(플라이휠 추가)

댐핑 추가

  • 비틀림 댐퍼(점성 또는 마찰)
  • 고감쇠 커플링
  • 공명 증폭을 줄입니다

작동 속도 변경

  • 비틀림 임계 속도에서 연속 작동을 피하십시오.
  • 속도 범위 제한
  • 여기를 최소화하기 위한 VFD 튜닝

비틀림 해석은 표준 횡방향 진동 모니터링으로는 감지할 수 없는 심각한 고장을 초래할 수 있는 비틀림 진동을 다루는 특수 진동 분야입니다. 전문적인 측정 및 분석 기법이 필요하지만, 비틀림 진동이 심각한 신뢰성 및 안전 위험을 초래하는 왕복 엔진 구동 장치, 장축, 고출력 기어박스, 그리고 가변 주파수 드라이브(VFD) 시스템에는 비틀림 해석이 필수적입니다.

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