대화형 진단 계산기
진동 분석에 필수적인 도구 - 베어링 결함 주파수, 기어 맞물림 주파수, 심각도 평가 및 단위 변환
한눈에 보는 고장 식별
각각의 기계적 결함은 진동 스펙트럼에 고유한 "지문"을 남깁니다.
| 결함 | 1차 주파수 | 배음 | 방향 | 위상 동작 | 주요 특징 |
|---|---|---|---|---|---|
| 정적 불균형 | 1× | 낮음/없음 | 방사형(H,V) | 두 베어링 모두 동위상 | Pure 1× sinusoid. Force ∝ speed². |
| 동적 불균형 | 1× | 낮음/없음 | 방사형(H,V) | 베어링 간 각도는 약 180°입니다. | 1× 지배적, 베어링 위상차(커플). |
| 평행 정렬 불량 | 2배 (≥ 1배) | 1배, 3배 | 방사형 | 커플링을 가로질러 180° | 2배가 1배보다 큰 경우가 많습니다. 커플링에서 높은 반경 방향 진동이 나타납니다. |
| 각도 정렬 불량 | 1배, 2배 | 3× | 축 우세 | 커플링을 가로지르는 180° (축 방향) | 높은 축방향 성분. 축방향 ≥ 레이디얼의 50%. |
| 구성 요소 느슨함 | 1×, 2×… 10×+ | 많은 (~10배) | 방사형 | 불규칙한 | "고조파의 "숲". 0.5배 서브하모닉 가능. |
| 구조적 느슨함 | 1배 또는 2배 | 2배 이상인 경우는 거의 없습니다. | 수직의 | 불안정한 | 수직 방향 진동이 강합니다. 볼트 점검에 반응합니다. |
| 외륜(BPFO) | BPFO, 2×BPFO... | 다중 BPFO | 방사형 | 해당 없음 | 비동기식. 1× 측파대 없음. |
| 내륜(BPFI) | BPFI, 2×BPFI… | 다중 BPFI | 방사형 | 1배로 변조됨 | ±1× 측파대를 갖는 BPFI 고조파. |
| 구름 요소(BSF) | BSF, 2×BSF... | 다중 BSF | 방사형 | 해당 없음 | 2×BSF가 1×BSF보다 큰 경우가 많습니다. 비동기적입니다. |
| 케이지(FTF) | FTF ≈ 0.4배 | 2.3배 FTF | 방사형 | 해당 없음 | Fundamental < 1×; harmonics may exceed 1×. |
| 기어 맞물림 | GMF=N×1× | 2.3배 GMF | 방사형+축방향 | 1배로 변조됨 | 측파대가 있는 GMF. N = 잇수. |
| 전기(모터) | 2배 라인 주파수 | - | 방사형 | 전원 차단 시 감소 | 100/120Hz. 순간 낙하 테스트. |
Interactive FFT Spectrum Demonstration — 17 Fault Scenarios
고장 유형을 선택하여 특징적인 시간 파형과 주파수 스펙트럼을 확인하십시오. 패턴을 비교하여 근본 원인을 파악하십시오.
시간 영역(파형)
주파수 스펙트럼(FFT)
진동 분석이란 무엇인가요?
진동 분석 회전 기계의 기계적 진동을 측정하고 해석하여 분해 없이 고장을 진단하는 과정입니다. FFT 고속 푸리에 변환(FFT)을 통해 복잡한 진동 신호는 개별 주파수 성분으로 분해됩니다. 각 결함은 고유한 스펙트럼 "지문"을 생성합니다. 불균형 1배속(RPM)에서, 정렬 불량 2배에서, 다중 고조파에 의한 느슨함, 비동기 주파수에서의 베어링 결함. 발란셋-1A 하나의 휴대용 기기로 밸런싱 및 스펙트럼 분석을 모두 수행합니다.
Every rotating machine vibrates. In a healthy machine, vibration is low and stable — its normal "operating signature." As defects develop, vibration changes in predictable ways. By measuring and analyzing these changes, we can identify the root cause, predict failure, and schedule maintenance before catastrophic breakdown. This is the foundation of 예측 유지 보수.
FFT: 스펙트럼 분석의 핵심
진동 센서(가속도계)는 기계적 진동을 전기 신호로 변환합니다. 시간에 따라 표시되는 이 신호는 다음과 같습니다. 파형 — 여러 결함이 존재할 때 나타나는 복잡하고 혼란스러운 곡선입니다. FFT(고속 푸리에 변환)는 이 복잡한 신호를 각각 고유한 주파수와 진폭을 가진 개별 정현파 성분으로 분해합니다.
Think of FFT as a prism splitting white light into a rainbow. The complex waveform is "white light" — FFT reveals the individual "colors" (frequencies) hidden inside. The result is the 진동 스펙트럼 — 주요 진단 도구.
주요 스펙트럼 매개변수
- 주파수(X축, Hz): 진동이 발생하는 빈도. 발생 원인과 직접적인 관련이 있습니다. 1× = 축 회전 속도. 2× = 축 회전 속도의 두 배.
- 진폭(Y축, mm/s RMS): 각 주파수에서의 진동 강도. 피크가 높을수록 에너지가 많고, 상태가 더 심각함을 의미합니다.
- 배음: 기본 주파수의 정수배: 2×(2차), 3×(3차), 4× 등. 이러한 주파수들의 존재와 상대적인 높이는 진단 정보를 담고 있습니다.
- 위상(°): 서로 다른 측정 지점에서의 시간 관계. 불균형(동위상)과 정렬 불량(180°)을 구분하는 데 필수적입니다.
진동 측정 단위: 변위, 속도, 가속도
Vibration can be measured as three different physical parameters. Each emphasizes different frequency ranges, making them suited to different diagnostic tasks. Understanding when to use which parameter is fundamental to effective analysis.
📏 변위
측정 방법 멀리 the surface moves. Emphasizes low frequencies — ideal for slow-speed machines, shaft orbit analysis, and proximity probes on journal bearings. 1 mil = 25.4 µm.
📈 속도
측정 방법 빠른 표면이 움직입니다. 표준 매개변수 ISO 10816에 따른 일반 기계 모니터링용. 평탄한 주파수 응답은 대부분의 고장 유형에 동일한 가중치를 부여합니다. Balanset-1A는 mm/s RMS 단위로 측정합니다.
💥 가속
측정합니다 힘 of vibration. Emphasizes high frequencies — ideal for early bearing defects, gear mesh, and impacts. 1 g = 9.80665 m/s². Used for envelope/demodulation analysis.
| 매개변수 | 단위 | 주파수 범위 | 가장 적합한 용도 | 표준 |
|---|---|---|---|---|
| 변위 | µm 피크 투 피크 | 1–100Hz | 느린 기계 (< 600 RPM), 축 궤도, 근접 프로브, 저널 베어링 (reference — not measured by the Balanset-1A) | ISO 7919 (축 진동) |
| 속도 | mm/s RMS | 10-1000Hz | 일반 기계 모니터링 — 불균형, 정렬 불량, 느슨함. 기본 매개변수. The Balanset-1A's native (and only) parameter. | ISO 10816, ISO 20816 |
| 가속도 | g 또는 m/s² RMS | 500Hz – 20kHz | 초기 베어링 결함, 기어 맞물림, 충격, 고속 기계 (reference — not measured by the Balanset-1A) | ISO 15242(베어링 진동) |
센서가 하나뿐이고 선택할 수 있는 매개변수도 하나뿐이라면 — 속도(mm/s RMS)를 선택하세요.. 이 기능은 평탄한 응답으로 가장 광범위한 일반적인 결함을 포착합니다. Balanset-1A는 이를 기본 파라미터로 사용합니다. 가속도 측정은 고주파수에서 베어링이나 기어 결함의 초기 단계를 감지해야 할 때만 추가하십시오.
Balanset-1A를 이용한 측정 기술
The Balanset-1A measures vibration velocity, mm/s RMS (0.2–80 mm/s). Measurement band: 5-1000Hz; the sensor is flat within ±10% up to ~550 Hz, with display-only roll-off compensation above that. The on-screen spectrum ("Spectrum, Hz" setting) extends to 8 kHz — a display range, not a measurement-accuracy claim. There are no displacement or acceleration modes and no envelope/demodulation — the sections on acceleration, envelope analysis, and cavitation below are reference material.
센서 배치
진단의 정확도는 측정 정확도에 전적으로 달려 있습니다. 진동력은 베어링을 통해 전달되므로 센서는 베어링 하우징, 즉 하중을 지탱하는 구조물(덮개나 냉각 핀이 아닌)에 최대한 가깝게 장착해야 합니다.
- 표면 준비: 표면은 깨끗하고 평평하며 페인트 벗겨짐이 없어야 합니다. 자석 받침대는 평평하게 놓여야 합니다.
- 반경 방향 수평(H): 축에 수직인 수평면. 종종 가장 큰 진폭을 나타냅니다.
- 반경 방향 수직(V): 축에 수직인 수직면.
- 축방향(A): 축과 평행함. 정렬 불량을 감지하는 데 매우 중요함.
Balanset-1A는 2개의 채널을 가지고 있습니다. 진단을 위해서는 두 센서를 모두 장착하십시오. 같은 bearing — one radial, one axial. This gives simultaneous radial + axial spectra, enabling instant misalignment detection.
Balanset-1A 진단 모드
- F8 — Charts → "F5-Spectrum (Hz)" tab: Full FFT spectrum display. The primary diagnostic mode. The other Charts tabs — F2-Overall, F3-1x, F4-Harmonics (1x..Nx), and F6-Orbit — cover overall vibration, 1× tracking, harmonic patterns, and shaft orbit.
- F5 — Vibration Meter: 빠른 평가. V1s(총 RMS)와 V1o(1배)를 비교합니다. V1s ≈ V1o이면 불평형입니다. V1s ≫ V1o이면 다른 결함입니다.
- F6 — Reports: Measurement archive and HTML reports — use it to store baselines.
- F9 — Route Inspection: Guided measurement routes with trend zones per ISO 10816-1 — for regular monitoring rounds.
밸런싱 작업을 하기 전에 V1s와 V1o를 비교하십시오. V1s가 V1o보다 훨씬 크다면(예: 8mm/s 대 2mm/s), 대부분의 진동은 불균형으로 인한 것이 아닙니다. 밸런싱만으로는 해결되지 않으므로 전체 스펙트럼을 검사해야 합니다.
위상 분석 — 진단적 차별화 요소
주파수는 알려줍니다 무엇 진동하고 있습니다. 위상은 알려줍니다. 어떻게. Two faults can produce identical spectra (both dominated by 1×) — only phase analysis distinguishes them. Phase is the angular relationship between vibration at different measurement points, measured in degrees (0°–360°).
| 위상 관계 | 측정 지점 | 진단 | 설명 |
|---|---|---|---|
| 0° (동위상) | 베어링 1 ↔ 베어링 2 (방사형) | 정적 불균형 | Both bearings move together in sync — single heavy spot in center of rotor. Single-plane correction. |
| 약 180° (역위상) | 베어링 1 ↔ 베어링 2 (방사형) | 동적 (커플) 불균형 | 베어링은 서로 반대 방향으로 흔들립니다. 서로 다른 평면에 있는 두 개의 무거운 부분이 흔들림 모멘트를 발생시킵니다. 두 평면에서의 수정이 필요합니다. |
| 약 90° | 수평 ↔ 수직 (동일 베어링) | 불평형(모든 유형) | 불평형 상태에서는 힘 벡터가 축과 함께 회전하여 동일 지점에서 H와 V 사이에 약 90°의 각도가 발생합니다. |
| 약 180° | 교차 결합(방사형) | 평행 정렬 불량 | 커플링 힘은 축을 서로 반대 방향의 반경 방향으로 밀어냅니다. 높은 2× 성분과 함께 커플링 걸쳐 180° 위상 차이가 특징입니다. |
| 약 180° | 교차 결합(축방향) | 각도 정렬 불량 | 축은 축 방향으로 번갈아 밀고 당깁니다. 커플링을 가로지르는 180° 축방향 위상차와 높은 1× 및 2× 성분은 확정적인 징후입니다. |
| 0° | 교차 결합(축방향) | 정렬 불량 아님 | 양쪽이 같은 축 방향으로 움직이는 것은 열팽창, 배관 변형 또는 소프트 풋(연성 지지) 때문일 가능성이 높습니다. 각도 미스얼라인먼트는 아닙니다. |
| 불규칙적/불안정 | 일관성 있는 점들 | 기계적 풀림 | 위상 판독값이 측정값 사이에서 무작위로 변동하는 것은 헐거운 체결부에 충격이 가해질 때 나타나는 특징입니다. 불안정한 위상은 기계적 이완을 의미합니다. |
| 서서히 표류 | 어느 시점이든, 시간이 지남에 따라 | 공진 또는 열 효과 | 예열 과정 중 나타나는 점진적인 위상 변화는 온도에 따라 구조적 강성이 변화함을 시사합니다(열적 정렬 불량). |
| 일관성 있음, 0/180° 아님 | 베어링 1 ↔ 베어링 2 | 복합 정적 + 커플 불균형 | 0°에서 180° 사이의 위상은 정적 성분과 우력 성분이 혼합되어 있음을 나타내며, 2평면 밸런싱이 필요합니다. |
The Balanset-1A displays phase at 1× (the F1° reading in vibrometer mode) using the tachometer as reference. To compare phase between two bearings, measure each bearing in the same direction (e.g., horizontal) with the tachometer on the same reference mark. The difference in phase readings reveals the fault type. No special software needed — just subtract the two readings.
결함 1: 불균형
원인: Center of mass displaced from rotation axis. Manufacturing tolerances, deposit buildup, erosion, broken blade, lost weight.
스펙트럼: Dominant peak at exactly 1× RPM. Very low harmonics. Radial vibration. The unbalance 힘 grows with speed²; vibration amplitude rises with speed, with the exact relationship depending on proximity to resonance. Phase is stable and repeatable.
정적 불균형(단일 평면)
순수한 1배 피크, 정현파 파형. 두 베어링 모두 동위상. 단일 평면 보정.
동적 불균형 (2평면/커플)
또한 1×가 지배적이지만 베어링들이 약 180° 위상차를 보입니다. 2면 보정이 필요합니다.
행동: 수행하다 로터 밸런싱 Balanset-1A와 함께. G 등급 허용 오차당 ISO 1940-1.
결함 2: 축 정렬 불량
원인: 연결된 축의 축은 일치하지 않습니다. 평행(오프셋)이거나 각도(틸트)를 이룰 수 있으며, 일반적으로 두 가지 모두 해당됩니다.
평행 정렬 불량(방사형)
반경 방향으로 높은 1배율 및 2배율. 2배율은 종종 1배율 이상임. 결합을 가로지르는 위상차는 180°.
각도 정렬 불량 — 방사형
1× and 2× both present in the radial direction — either may dominate, so the radial spectrum alone is not conclusive. The axial measurement decides.
각도 정렬 불량 — 축
Axial vibration ≥ 50% of radial, typically dominated by 1× with elevated 2× and 3×. 180° phase across coupling in axial. This is the key distinguishing measurement.
행동: 밸런싱 작업은 도움이 되지 않습니다. 기계를 멈추고 축 정렬을 수행하십시오. 정렬 후 진동을 다시 확인하십시오.
결함 3: 기계적 풀림
원인: 구조적 강성 손실 - 볼트 풀림, 기초 균열, 베어링 시트 마모, 과도한 간극.
구성 요소 느슨함
"진폭이 점차 감소하는 1배, 2배, 3배, 4배… 최대 10배 이상의 고조파 "숲"이 나타납니다. 0.5배의 하위 고조파가 나타날 수도 있습니다.
구조적 느슨함
1× 및/또는 2× 성분이 지배적입니다. 고차 고조파는 거의 없습니다. 수직 진동이 강합니다.
행동: 장착 볼트를 점검하고 조이십시오. 기초 부분을 확인하십시오. 항상 볼트가 헐거워지지 않았는지 확인하십시오. 전에 균형 맞추기.
결함 4: 구름 베어링 결함
원인: 트랙, 구름 요소 또는 케이지의 피팅(점식), 박리, 마모.
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · fs
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · fs
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
외륜 결함(BPFO)
BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO…에서 일련의 피크가 나타나고, 1× 측파대는 나타나지 않음(정지 링). 가장 흔한 베어링 결함.
내륜 결함(BPFI)
BPFI 고조파는 ±1× 측파대(회전 링, 부하 영역 변조)를 포함합니다. 측파대 패턴이 핵심 식별 요소입니다.
구름 요소 결함(BSF)
BSF 고조파. 2×BSF가 지배적인 경우가 많음. 비동기적. 종종 레이스 손상을 동반함.
케이지 결함(FTF)
Sub-synchronous fundamental (FTF ≈ 0.4× shaft speed); its harmonics may extend above 1×. Low frequency. Often accompanies other bearing damage.
1단계 — 표면하: Ultrasonic / acoustic-emission zone (roughly 20–60 kHz). Not visible on standard FFT. Detectable by spike energy / enveloping.
2단계 — 초기 결함: Impacts ring the bearing's natural frequencies (roughly 500–2000 Hz); discrete defect frequencies (BPFO, BPFI) appear at low amplitude toward the end of this stage. The Balanset-1A reliably picks up the discrete defect frequencies (tens to hundreds of Hz) from late Stage 2 onward.
3단계 — 진행됨: 다중 고조파 발생. 측파대 형성. 잡음 레벨 상승.
4단계 — 심화: 광대역 잡음. 베어링 주파수가 잡음에 묻혀버릴 수 있습니다. 교체가 시급합니다.
엔벨로프(복조) 분석 — 초기 베어링 이상 감지
Standard FFT spectrum analysis detects bearing defects from late Stage 2 onward. Before that, bearing impacts are too weak — and too high in frequency — to appear above the noise floor. 엔벨로프 분석 (복조 또는 고주파 검출(HFD)이라고도 함)은 검출 범위를 훨씬 더 초기 단계까지 확장합니다.
작동 방식
구름 요소가 결함에 부딪히면 짧은 충격 펄스가 발생하여 고주파 구조 공진(일반적으로 5~20kHz)을 유발합니다. 이러한 공진은 각 충격 시 짧은 시간 동안 "울림"을 발생시킵니다. 엔벨로프 분석은 세 단계로 진행됩니다.
- 대역 통과 필터: 충격음이 울리는 고주파 공명 대역(예: 5~15kHz)을 분리합니다.
- 정류 및 포락선 검파: 진동의 최고점을 따라 나타나는 "엔벨로프"인 진폭 변조 패턴을 추출합니다.
- 엔벨로프의 FFT: 엔벨로프 신호에 FFT를 적용합니다. 결과는 다음과 같습니다. 반복률 충격 횟수 — 이는 베어링 결함 주파수(BPFO, BPFI, BSF, FTF)와 같습니다.
원 스펙트럼에서 BPFO에 가해지는 약한 충격은 0.1mm/s 정도의 진동을 발생시킬 수 있는데, 이는 2mm/s에 달하는 기계 소음 속에서는 감지할 수 없는 수준입니다. 그러나 동일한 충격이 다른 진동원이 없는 8kHz 주파수에서 공진을 유발합니다. 복조 과정을 거치면 BPFO의 반복 패턴이 깨끗한 배경 잡음 속에서 명확하게 나타납니다.
관련 매개변수
- 스파이크 에너지(SE): 고주파 충격 에너지의 전체 측정값. 스칼라 추세 값. 합격/불합격 판정에 유용함.
- gSE / HFD / PeakVue: 벤더별로 포락선에서 파생된 매개변수에 대한 이름이 다릅니다. 모두 동일한 원칙에 기반합니다.
- 가속도 포락선: The Balanset-1A measures in velocity (mm/s). For full envelope analysis, a dedicated analyzer with acceleration input and band-pass filtering capability is ideal. However, the Balanset-1A's FFT can still detect discrete bearing defect frequencies effectively in the standard velocity spectrum from late Stage 2 onward.
행동: 윤활 상태를 점검하십시오. 베어링 교체 계획을 세우십시오. 점검 빈도를 높이십시오.
결함 5: 기어 결함
원인: 마모되거나, 움푹 패이거나, 부러진 톱니. 기어 편심. GMF = 톱니 수 × 축 회전수 / 60.
기어 편심
GMF는 축 속도의 ±1배에 해당하는 측파대를 포함합니다. 기어의 1배율도 높아질 수 있습니다.
기어 톱니 마모/손상
밀집된 측파대를 가진 다수의 GMF 고조파. 심각도는 측파대 수 및 진폭에 비례하여 증가합니다.
행동: 변속기 오일에 금속 입자가 있는지 확인하십시오. 정기 점검을 예약하십시오. GMF 측파대 추세를 모니터링하십시오.
Fault 6: Electrical Faults (Motors)
전자기 결함은 다음 주파수에서 진동을 발생시킵니다: 2배 라인 주파수 (50Hz 그리드에서 100Hz, 60Hz 그리드에서 120Hz). 중요 테스트: 진동이 사라짐 곧 정전이 되면 기계적 결함 신호는 서서히 감쇠합니다.
- 고정자 편심: 2배 라인 주파수, 일정한 진폭.
- 로터 바 결함: Sidebands around 1× running speed spaced at the pole-pass frequency (slip × number of poles — typically 0.5–2 Hz, so fine frequency resolution is needed to separate them). A rotor bar pass frequency (number of bars × shaft speed) with 2× line frequency sidebands may also appear.
- 소프트 풋: 개별 모터 지지대를 느슨하게 하면 진동이 변합니다.
결함 7: 벨트 구동 문제
원인: 마모되었거나, 정렬이 잘못되었거나, 장력이 부적절한 벨트. 벨트 구동 장치는 진동을 발생시킵니다. 벨트 통과 주파수, 벨트 길이가 풀리 둘레보다 길기 때문에 일반적으로 동기 주파수보다 낮은 주파수(축 속도의 1배 미만)가 나타납니다.
공통 벨트 특징
- 벨트 마모/결함: 벨트 주파수(f)에서의 피크벨트) 및 그 고조파(2×, 3×, 4× f벨트). The fundamental appears below 1× shaft speed — a sub-synchronous peak is the key indicator; higher harmonics can extend above 1×.
- 벨트 정렬 불량: 축 회전 속도가 1배 및 2배일 때 축 방향 진동이 증가합니다. 이는 축 정렬 불량과 유사하지만 벨트 구동식 기계에만 해당됩니다.
- 부적절한 장력: 벨트 장력 조절에 따라 진동이 크게 변하는 높은 1배율 진동입니다. 벨트가 너무 팽팽하면 베어링 부하가 증가하고, 벨트가 너무 느슨하면 벨트 소음과 벨트 진동 주파수 피크가 발생합니다.
- 공명: 벨트의 고유 진동수(벨트 "플러터")는 벨트 간격의 공진이 작동 속도와 일치할 때 발생할 수 있습니다. 이는 벨트 고유 진동수에서 넓은 피크로 나타납니다.
행동: 벨트 상태, 장력 및 풀리 정렬 상태를 점검하십시오. 마모된 벨트는 교체하십시오. 문제가 반복될 경우 레이저 측정기 또는 직선자를 사용하여 풀리 정렬 상태를 확인하십시오.
결함 8: 펌프 캐비테이션
원인: 증기 방울은 주변 압력이 액체의 증기압보다 낮아지면(일반적으로 펌프 흡입구에서) 격렬하게 형성되고 붕괴됩니다. 각 방울 붕괴는 미세한 충격을 발생시키며, 초당 수천 번의 붕괴가 특징적인 광대역 잡음을 만들어냅니다.
스펙트럼 신호
- Broadband energy: Unlike mechanical faults (which produce discrete peaks), cavitation generates a raised, irregular noise floor spread across a broad frequency band — in the chart below, from roughly 200 Hz up to the edge of the displayed range. The spectrum looks like a "hump" or elevated plateau rather than sharp peaks.
- 무작위적이고 비주기적인: 고조파가 없고, 축 회전 속도와도 상관관계가 없습니다. 소음은 마치 "자갈 소리"나 "딱딱거리는 소리"처럼 들리는데, 계측기 없이도 들립니다.
- 저주파 효과: 심한 캐비테이션은 1배율에서 불안정성을 유발할 수 있으며, 유동 난류로 인해 광대역 저주파 소음이 발생할 수도 있습니다.
행동: 흡입 압력을 높이십시오(펌프를 낮추기, 흡입 밸브 열기, 흡입 배관 손실 감소). NPSH를 확인하십시오.사용 가능 NPSH필요한. 가능하면 펌프 속도를 줄이십시오. 캐비테이션은 급격한 침식 손상을 유발하므로 무시해서는 안 됩니다.
결함 9: 오일 와류 및 오일 휩 (저널 베어링)
원인: Fluid-film instability in journal (sleeve) bearings. The oil film wedge forces the shaft to orbit within the bearing clearance at a sub-synchronous frequency. This is distinct from rolling element bearing defects and occurs only in plain/journal bearings. Shaft orbit display — the F8 — Charts → F6-Orbit tab on the Balanset-1A — is the classic way to watch journal-bearing behavior.
오일 소용돌이
- 주파수: 약 0.42배에서 0.48배 축 회전 속도(흔히 ~0.43배로 인용됨)와 관련이 있습니다. 이는 축 회전 속도를 따라가는 아동기(sub-synchronous) 피크로, RPM이 증가하면 회전 주파수도 비례적으로 증가합니다.
- 스펙트럼: 약 0.43배 부근에 단일 피크가 나타나며 속도에 따라 이동합니다. 진폭은 중간 정도일 수 있습니다.
- 상태: 오일 휩 현상의 전조 증상. 일반적으로 즉각적인 파괴를 초래하지는 않지만 불안정성을 나타냅니다.
오일 휩
- 주파수: 로터의 첫 번째 임계 속도에 동기화됩니다 고유 진동수 (임계 속도). 와류와 달리 축 속도를 추적하지 않습니다. 즉, RPM이 변하더라도 주파수는 일정하게 유지됩니다.
- 스펙트럼: 회전자의 첫 번째 임계 속도에서 큰 서브동기 피크가 발생합니다. 진폭이 매우 클 수 있으며, 이는 파괴적일 수 있습니다.
- 상태: 위험한. 즉각적인 조치가 필요합니다. 베어링 파손 및 축 손상으로 이어질 수 있습니다.
둘 다 차속 이하(서브 동기) 피크를 생성하지만, 차이점은 다음과 같습니다. 오일 소용돌이 sits at ~0.42–0.48× (not an exact half-order), while 헐거워짐 generates peaks at exactly 0.5×, 1.5×, 2.5× — precise half-order fractions. Both follow shaft speed as it changes; the one that does ~ 아니다 track speed is 오일 휩, which locks onto the rotor's first critical frequency. Oil whirl only occurs in journal/sleeve bearings — if the machine has rolling element bearings, it cannot be oil whirl.
행동: 오일 휠: 베어링 간극, 오일 점도 및 하중을 점검하십시오. 베어링 하중을 높이거나 오일 점도를 변경하십시오. 오일 휩: 즉시 속도를 줄이세요 임계값 미만입니다. 회전체 동역학 전문가와 상담하십시오.
ISO 10816 Vibration Severity — Classification Table
ISO 10816-1 (the general part of the ISO 10816 series, superseded by ISO 20816 but still widely referenced) defines vibration severity zones for four machine classes. Vibration is measured as velocity in mm/s RMS on bearing housings. The table below shows all zone boundaries for all four classes — use it as a quick reference when evaluating measurements. Note that ISO 10816-3 (now ISO 20816-3), which covers industrial machines above 15 kW running at 120–15,000 RPM, uses a different scheme — two machine groups with rigid or flexible support classes — rather than the Classes I–IV shown here.
| 기계 클래스 | A구역 양호 |
B구역 허용 가능 |
C구역 경보 |
D구역 위험 |
|---|---|---|---|---|
| 클래스 I 소형 기계 (15kW 이하) (펌프, 팬, 압축기) |
≤ 0.71 | 0.71 - 1.8 | 1.8 - 4.5 | > 4.5 |
| 클래스 II 중형 기계 15~75kW (특별한 기초 없이) |
≤ 1.12 | 1.12 - 2.8 | 2.8 - 7.1 | > 7.1 |
| 클래스 III 대형 기계 > 75kW (견고한 기초) |
≤ 1.8 | 1.8 - 4.5 | 4.5 - 11.2 | > 11.2 |
| 클래스 IV 대형 기계 > 75kW (유연한 기초, 예: 철골 구조) |
≤ 2.8 | 2.8 - 7.1 | 7.1 - 18 | > 18 |
1단계: 전력 및 기초 유형에 따라 기계 등급을 결정하십시오.
2단계: 각 베어링 하우징의 전체 진동 속도(mm/s RMS)를 반경 방향으로 측정합니다.
3단계: 해당 구역을 찾으세요. A구역 = 신규 가동(또는 우수한 상태). B구역 = 제한 없는 장기 운전. C구역 = 제한된 기간 동안만 허용 — 유지보수를 계획하십시오. D구역 = 손상이 발생하고 있습니다. 가능한 한 빨리 기계를 멈추십시오.
기억하다: 절대값보다는 추세가 더 중요합니다. A machine running at 2.4 mm/s (Zone B for Class II) that was previously at 1.2 mm/s has doubled — investigate the cause even though it's still "acceptable." The Balanset-1A's vibrometer mode (F5) displays overall velocity V1s for instant zone assessment.
ISO 10816은 ISO 20816(2016~2022년 발간)으로 공식적으로 대체되었습니다. 대부분의 기계 유형에서 구역 경계는 유사하게 유지되지만, ISO 20816은 변위 평가 기준을 추가하고 기계별 파트(부문)를 확장했습니다. 실제로 ISO 10816 값은 여전히 업계 표준으로 사용되고 있습니다. Balanset-1A와 대부분의 산업용 진동 프로그램에서는 여전히 ISO 10816 구역을 사용합니다.
측정에서 모니터링까지
추세 분석
단일 스펙트럼은 스냅샷일 뿐입니다. 진동 분석의 힘은 추세 분석 — 시간 경과에 따른 변화를 추적합니다.
- 기준선을 설정하세요: Measure new or known-good equipment. Save spectra — the Balanset-1A's F6 — Reports archive stores measurements and HTML reports.
- 간격을 설정하세요: 중요: 주간. 표준: 월간. 보조: 분기별.
- 반복성을 확보하십시오: 동일한 지점, 동일한 방향, 동일한 작동 조건.
- 변경 내용 추적: ISO A 구역에 속하더라도 기준치 대비 2배 증가는 상당한 증가입니다.
- Use measurement routes: The Balanset-1A's F9 — Route Inspection guides repeatable measurement rounds and trends readings against ISO 10816-1 zones.
결정 알고리즘
- 고품질 스펙트럼(F8 차트, 방사형 + 축방향)을 얻으십시오.
- 가장 높은 피크를 파악하세요. 이것이 가장 큰 문제입니다.
- 결함 유형에 맞추기:
- 1배가 지배적이다 → 불평형 → Balanset-1A를 사용하여 균형을 맞춥니다.
- 2배 우세 + 높은 축 방향 → 정렬 불량 → 축을 재정렬하십시오.
- 많은 고조파 → 헐거움 → 점검 후 조여주세요.
- 비동기 피크 → 베어링 → 교체 계획.
- GMF + 사이드밴드 → 기어 → 오일을 점검하고, 변속기를 점검하십시오.
- 주된 원인을 먼저 해결하면 부차적인 증상은 종종 사라집니다.
진동 분석 관련 자주 묻는 질문
▸ 진동 분석이란 무엇인가요?
▸ 불평형과 정렬 불량을 어떻게 구분하나요?
▸ 베어링 결함 주파수는 어떻게 되나요?
▸ 적절한 진동 수준은 어느 정도일까요?
▸ Balanset-1A는 진동 분석을 할 수 있습니까?
▸ 시간 파형 대 FFT 스펙트럼?
▸ 진동은 얼마나 자주 측정해야 하나요?
▸ 0.5×(서브하모닉) 진동을 일으키는 원인은 무엇입니까?
먼저 진단하고, 그 다음 밸런싱하세요.
The Balanset-1A is both a 2-channel vibration analyzer and a precision field balancer. Identify the fault by spectrum, then fix it — all with one instrument.
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