9.5 구름요소 베어링의 진동특성

Vibration Characteristics of Rolling Element Bearing

 

9.5.1 로터의 振動 領域 (Rotor Vibration Region)

로터와 관련된 진동은 보통 축회전 속도의 1/4×에서 3×RPM 범위인 로터 진동영역에서 발생하며, 속도나 변위계로 측정한다. 많은 구름 베어링의 고장은 로터와 관련된 이상상태(예로 불평형, Misalignment 또는 로터의 불안정)가 직접적인 원인이 된다. 로터와 관련된 이상상태는 베어링의 과부하 그리고 이로 인한 고장을 방지하기 위하여 교정되어야 한다. 1,200~3,600 rpm으로 운전되는 대부분의 일반기계들은 5 ㎐~180 ㎐(1,300 cpm~10,800 cpm) 사이에서 로터와 관련된 진동신호가 발생된다. 따라서 진단 시스템은 이러한 주파수 영역을 감시할 수 있어야 한다. 그렇지 않으면 로터와 관련된 고장은 감지되지 않은 채 계속 남아 있을 수 있고, 베어링은 계속 손상되어 주기적인 교체가 이루어져야 할 것이다.

 

9.5.2 初期 Spike 領域 (Prime Spike Region)

초기 Spike 영역은 내륜 또는 외륜의 결함 부위를 구름요소가 통과함으로써 발생되는 베어링 주파수를 포함하는 진동 주파수 영역이다. 이들 주파수는 베어링의 형상과 속도에 관계되고 보통 구름요소 통과 주파수의 1내지 7배이다. 이 영역에 있는 진동은 가속도계, 속도계 및 변위계로 효과적으로 측정될 수 있다. 모든 베어링 고장의 약 90%는 내륜 또는 외륜의 흠과 관련된다. 나머지 10%가 구름요소의 흠 또는 Cage의 흠과 관련되며 이 경우는 로터 진동 영역 내에 있는 주파수를 발생한다. 탁월한 베어링 고장 주파수 주변의 주파수 대역을 설정하고 로터와 관련한 진동 주파수를 Filtering함으로써 베어링 상태를 보다 더 잘 감시할 수 있다.

 

9.5.3 高周波數 領域 (High Frequency[Spike Energy] Region)

고주파수 영역은 5,000 ㎐로부터 25,000 ㎐까지의 주파수를 포함하고 가속도계로 측정된다. 고주파수 영역 측정은 베어링 고장의 기본변수는 아니다. 만일 베어링 고장을 발견하기 위해 고주파 영역을 측정한다면 로터진동 영역과 초기 Spike 영역에서 측정한 것에 대한 보충자료로서만 이용되어야 한다. 세부사항은 앞에서 언급한 9.2 및 9.3항을 참조할 것.

 

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