Misalignment 의미 / 원인 / 유형 / 축 정렬 불량 / 축의 오정렬 / shaft misalignment

안녕하세요 !

SPM Instrument KOREA 입니다 😁

 

축의 정렬은 모터, 펌프, 기어박스 및 터빈 등과 같은 회전 기기가 원활하게 작동할 수 있도록 도움을 줍니다.

그렇기 때문에 설비의 적절한 정렬은 작동 중인 기계 설비에 있어서 발생할 수 있는 다양한 변형과 고장을 막아준답니다 !

 

2024.03.22 - [Base/설비진단] - Shaft alignment / 의미 / 목적 / 필요성 / 역할

Shaft alignment / 의미 / 목적 / 필요성 / 역할

 

지난 포스팅에서도 간단하게 이야기한 것처럼, 축의 오정렬은 Misalignment 라고 합니다.

이번에는 이러한 Misalignment 에 대하여 이야기를 나누어 보겠습니다 !

 

 

Misalignment 의미

회전기기에서 발생할 수 있는 결함에는 다양한 종류가 있습니다.

그중에서 축의 오정렬은 회전 기기에 있어서 가장 흔히 발생할 수 있는 진동 문제입니다.

 

지난번 저희는 shaft alignment 축 정렬의 상태에 대해 알아보았습니다.

그렇다면 축의 오정렬 즉, Misalignment 란 무엇일까요 ?

 

기계가 정상 조건에서 운전하고 있을 때, 회전하는 두 축의 중심선이 동일 직선상에 있지 않은 경우를 축정렬 불량이라고 합니다.

하나의 샤프트의 회전축이 상대 샤프트의 회전축과 정렬이 되지 않은 상태를 의미하며, 이로 인하여 베어링, 커플링의 마모 증가, 설비 효율성 감소, 장비 고장 등 다양한 문제가 발생할 수 있습니다.

 

하나의 회전 기기를 구성하는 다양한 부품들이 서로 균형이 맞추어져 있을 때 설비가 안정적으로 작동을 할 수 있습니다.

그러나 시간이 지나고 다양한 요인들이 손상과 마모를 야기하여 올바른 위치에서 벗어나 올바른 축의 정렬이 잘못된 상태가 될 수 있습니다.

 

즉, 이렇게 '기계 구성 부품 간의 정렬이 일치하지 않은 상태' 를 Misalignment 라고 합니다.

 

일반적으로 축의 오정렬은 축 방향과 회전 방향에서 강한 진동을 야기합니다.

축 방향으로는 1X, 2X, 3X RPM 의 첫 번째 조화 진동이 나타날 수 있으며, 회전 방향으로는 1X, 2X RPM 에서 나타나는 것을 볼 수 있습니다.

3차 이상의 조화 진동 (고주파) 은 상대적으로 적은 영향을 미친다고 합니다.

 

 

misalignment 원인

축 정렬의 불량은 회전 기기의 주요한 고장 원인이 될 수 있습니다.

 

이러한 misalignment 의 원인은 아주 다양하게 존재하는데, 그중 일부를 소개해 드리겠습니다 !

• 제조 과정 중의 오차
• 외부 충격 혹은 손상
• 윤활 상태의 불규칙성
• 온도 및 환경의 변화
• 부품 마모 또는 변형
• 유지 보수 부족

설비의 부품을 제조하는 과정에서 조립 혹은 제품에 대한 사양이 맞지 않은 경우에 발생하는 오차가 축 정렬 불량을 야기합니다.

설비 자체에 대한 다양한 외부적인 충격이나 작업 중에 발생하는 사고로 인하여 축 정렬 불량을 야기할 수 있습니다.

회전 기기에서 윤활의 상태는 굉장히 중요한데, 이러한 윤활이 부족하거나 혹은 과도한 윤활은 부적절한 마찰을 일으켜 축 정렬을 방해할 수 있습니다.

작동 중인 설비에서 발생하는 열이나 외부 환경의 변화는 부품의 팽창 및 수축을 일으키면서 축 정렬에 영향을 끼칠 수 있습니다.

계속해서 가동되는 설비는 시간이 지나면서 그 내부 부품이 마모되거나 변형되기 때문에 이러한 경우에도 축 정렬 불량을 야기할 수 있습니다.

모든 설비는 적절한 시기에 정기적인 유지보수가 필요합니다. 그렇지 않으면 부품의 손상이 심화되어 심각한 축 정렬 불량이 발생할 수 있습니다.

 

이러한 Misalignment 결함이 발생하면 주로 커플링 부근에서 큰 진동이 발생합니다.

결함 진동은 베어링의 열화, 커플링 블록 마모, 볼트 파손 그리고 전력 소모 증가 등 다양한 현상이 발생하게 됩니다.

 

이러한 현상들은 설비 가동의 안전성과 효율성을 떨어뜨리고, 심각할 경우에 설비의 가동을 멈춰버리기도 합니다.

 

그렇기 때문에 위의 심각한 상황이 발생하기 전에 설비의 예지 보전이 이루어질 수 있도록 축 정렬에 대한 모니터링 시스템을 도입하여 문제를 조기에 감지하고 조치할 수 있도록 하는 것이 중요합니다 !

 

Misalignment 유형

이러한 Misalignment는 회전체의 커플링과 베어링 등에서 발생합니다.

 

커플링은 서로 다른 설비의 축을 연결해 주는 역할을 합니다.

이때 축의 중심선이 일치하지 않을 때 나타나는 것이 커플링 Misalignment 입니다.

 

Angualr Misalignment 는 두 개의 축이 비스듬히 교차하는 상태를 나타냅니다.

축 방향 2X 성분이 크게 나타나며 위상은 축 방향 위상 차 180도입니다.

 

 Parallel Misalignment 는 각 축은 평행하지만 축 간 정렬이 되지 않은 상태를 나타냅니다

반경 방향 2X 성분이 매우 크며, 반경 방향 위상 180도 차이가 납니다.

 

Bearing Misalignment 는 저널 베어링을 설치가 적절하지 않아 동일 평면상에 설치되었을 때 발생합니다.

응력이 가해지는 방향의 2X 성분이 크게 나타나며 축 방향으로 높은 진동이 그 특징입니다.

 

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산업 현장 내부의 기계 설비의 고장을 최소화할 수 있는 가장 효율적인 설비 관리 방법은 기계의 상태를 지속적으로 분석하여 현재와 미래의 기계 상태를 파악하는 것이 중요합니다.

 

올바르게 축을 정렬한다면 가동되는 설비의 전력 소비가 감소할 수 있고, 소음 및 진동이 감소하며 궁극적으로 설비의 수명이 증가하게 됩니다 !

 

따라서 진동을 통한 회전 기기의 분석을 통하여 축의 정렬 불량을 인식하고 생산 설비 공정에 있어서 심각한 문제가 초래되는 것을 사전에 방지할 수 있어야 합니다 🤗

각 설비의 진동 데이터와 상태를 분석하여 효과적인 유지 보수를 할 수 있도록 저희 SPM KOREA 에서 적극적으로 도움을 드릴 수 있습니다 :)

 

이상으로 Misalignment 에 대한 포스팅을 마무리하도록 하겠습니다.

다음번에는 이러한 축 정렬과 관련된 SPM KOREA 의 제품과 기술에 대해 소개해 드리도록 하겠습니다 !

 

감사합니다 ❤

 

 

 

 

 

 

 

참고자료 : 

축정렬 불량 (Misalignment) / 결.. : 네이버블로그 (naver.com)

Main causes and dangers of misaligned shafts (dynamox.net)

모터센스 테크블로그 (oopy.io)

5가지 일반적인 정렬 불량: 더 잘 수정하는 방법 [내부 팁] (rms-reliability.com)