측정 기술 / Balancing / measuring technique / Imbalance

안녕하세요 !

SPM Instrument KOREA 입니다 😁

 

오늘도 지난번에 이어서 저희가 적용할 수 있는 기술에 대해 소개해 드리려고 합니다 :)

 

회전 설비 고장 원인 : 불균형

불균형은 샤프트의 기하학적 중심선과 질량 중심선이 일치하지 않는 상태를 의미합니다.

올바른 밸런싱을 통하여 베어링과 씰 등에 가해지는 응력, 헐거움 그리고 공진을 줄이는데 도움이 됩니다.

 

회전 설비의 안정적인 작동에 있어서 '원활한 회전'은 핵심입니다.

이 핵심적인 '원활한 회전'을 방해하는 결함 요소 중 하나가 바로 불균형입니다.

 

주로 회전 설비 부품의 질량 분포가 불균형하여 회전함에 있어서 문제가 발생합니다.

즉, 부품이 중심축을 기준으로 고르게 회전하지 않는 경우를 말합니다.

 

불균형 결함 발생 원인

불균형이 발생하게 되는 원인으로 대표적인 네 가지를 소개해 드리겠습니다 !

 

• 설계상의 오류에 의한 설계 비대칭
• 회전축 변형에 의한 기계적인 변화
• 회전체 내에 쌓인 오염물
• 회전체의 부품 마모

 

이렇게 모터의 회전 균형이 깨져 불균형이 발생하게 될 경우에 회전축과 질량 중심 차이로 인하여 원심력이 반경 방향으로 작용하면서 비정상적인 흔들림과 진동이 발생합니다.

 

Single Plane Balancing

Single Plane Imbalance라고도 하는 단일 평면 불평형은 '정적 불평형 결함'이라고도 불립니다.

 

이 결함은 모터나 회전 장치의 중심축 주변에서 무게 균형이 깨지는 경우를 말합니다.

즉, 로터의 한쪽 면이 다른 면에 비해 더 무거운 경우와 같이 로터의 무게 중심과 중심축의 중심이 일치하지 않을 경우 발생합니다.

 

Single Plane Balancing의 4회 측정 방법은 보정 질량 없이 1회 측정을 통하여 로터의 진동 강도를 확인하고, 측정 후 보정 질량의 무게와 위치를 계산합니다.

Single Plane Balancing의 2회 측정 방법은 로터의 진동강도를 측정하기 위해 시험 질량 없이 한 번의 측정을 하며, 보정 질량의 무게와 위치를 계산하기 위해 시험 질량으로 한번의 측정을 합니다.

 

Dual Plane Balancing

이중 평면 불평형 결함은 모터의 회전 중심축을 중심으로 하여 두 군데 이상의 주변에서 불평형이 발생하는 경우를 말합니다.

일반적으로 긴 회전체의 양 끝의 회전 중심축이 일치하지 않아 발생하게 됩니다.

 

Single Plane Balancing과 동일한 2회 측정 방법이지만 두 평면에서 진동 측정 및 질량 보정 작업을 수행합니다.

2개의 평면에 대한 진동 측정 및 보정 질량 계산은 하나의 진동 센서로 위치를 이동하여 측정하거나 두 개의 진동 센서를 동시에 연결하여 측정이 가능합니다.

 

불균형 교정

위와 같은 밸런싱 측정 결과는 Leonova Diamond에서 파일로 저장합니다.

 

밸런싱 보정 작업은 SPM의 휴대용 분석 장비인 Leonova Diamond와 Leonova Emerald를 사용하여 수행이 가능합니다.

Leonova는 밸런싱 즉, 불균형을 교정하기 위해 여러 가지 대안을 제시합니다.

 

• 시험 질량 : 적당한 시험 질량 계산을 위하여 로터 직경, 무게 그리고 RPM 입력
• 보정 질량 분할 : 두 파티션에 보정 질량 배치를 위한 로터 파티션 수 입력
• 질량 제거 : 다양한 재질에 대한 천공의 깊이 및 드릴 직경 계산
• 반지름 방향 변위 : 질량을 다시 계산하기 위한 반지름 방향 길이 변화량 입력
• 각도에서의 길이 변환 : 로터 원주를 따라 측정된 각도를 길이로 변환
• 시험 질량 고정 : 시험 질량을 고정하여 보정 질량 계산
• 최종 질량 합계 : 로터 반경에 설치된 모든 보정 질량을 하나의 보정 질량으로 교체

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오늘은 이렇게 회전 설비의 고장 원인 중 하나인 질량 불평형, Imbalance에 대해 알아보았습니다 !

 

설비의 고장 원인을 잘 파악하여 생산 현장에서 제품 생산에 손실이 없도록 파악할 수 있도록 저희 SPM KOREA가 도움을 드릴 수 있습니다 👍

 

감사합니다 ❤

 

 

 

 

 

 

 

 

참고자료 : 

Balancing – SPM Instrument Korea

Balancing

모터센스 테크블로그 (oopy.io)