3.8 부정확한 측정 원인

The Causes of Inaccurate Measurement Values

 

전술한 축정렬 방법을 수행할 때 측정된 값이 두 축사이의 정확한 상대 위치를 나타내지 못할 가능성은 항상 존재한다. 실제로는 축정렬 상태 측정시 고려되어야할 다양한 문제들이 있다. 이상적인 상태에서는 좌/우 측정값의 합이 상/하 측정값의 합과 같아야 한다는 유효 법칙을 만족하여야 한다. 그러나 실제 상황에서 이를 만족하는 경우는 거의 없으며 통상 이 값의 차이가 가장 큰 측정값의 ±10% 이내일 경우 유효한 것으로 본다. 유효 법칙이 완벽하게 만족되지 않는 이유에는 다음과 같은 부정확 요인들이 측정치에 포함되기 때문이다.

 

3.8.1 不正確한 Face값의 原因 (The Causes of Inaccurate Face Values)

(1) 회전중 축의 축방향 이동

축정렬 상태 측정시 축을 회전시킬 때 축이 축방향으로 이동하는 경향이 있다. 이런 경우는 Hydrodynamic-type(Kingsbury) 추력 베어링을 가지는 기계에서는 축을 90°회전시킬때 마다 추력 베어링 쪽으로 밀어 붙이는 것이다. 가벼운 로터의 경우는 손만으로도 가능하나 무거운 로터의 경우는 Hydraulic Jack을 사용한다. 또한 축이 밀리지 않도록 Stopper를 설치할 수도 있다. 그러나 다이얼 인디케이터 하나로 Face를 측정할 경우 근본적으로 Error를 방지할 수 없으며 두 개 다이얼 인디케이터를 사용하여 Face를 측정하던가 또는 축정렬 측정값은 두 축간의 상태값이므로 축을 90°회전시킬 때마다 내경 마이크로미터나 Block Gauge로 Face값을 측정하여야 축 회전시 축의 축방향 위치가 이동되더라도 그 영향이 제거된 참 Face값을 얻을 수 있다.

(2) Indicator Stem의 고착

Indicator가 아무리 최상품이라 할 지라도 고착이 될 수 있으며 이를 방지하는 가장 쉬운 방법은 Stem 기어의 Binding을 제거하기 위하여 손으로 Indicator나 Bracket를 가볍게 두드리는 것이다. 만약 Stick 현상이 심하면 Indicator를 교체해야 한다.

(3) 정확히 90°를 회전시키지 않고 측정

축정렬 시행은 축을 좌우(9시, 3시 방향)로 조정 하거나 상하(12시, 6시 방향)로 조정하게 된다. 축을 좌우로 조정할 때는 상하값에 영향을 미치지 않으며 그 반대의 경우도 성립한다. 따라서 축상에 12, 3, 6 및 9시 방향에 측정점을 취하는 것이다. 그런데 축정렬 측정시 인디케이터 스템이 측정점인 3, 6, 9, 12시 위치를 조금만 벗어나도 오차가 발생한다. 두 축을 정확히 90°씩 회전시켜 인디케이터 스템이 제 위치에 오도록 하기 위해서는 커플링 원주상에 표시를 해 놓는 것이 좋다. 현장에서 흔히 사용하는 방법은 두 축을 실제 결합하는 상태로 놓고 정상위치를 12시(0°)로 표시하고 커플링 원주를 측정하여 이를 4등분한 거리마다 3시, 6시, 9시 방향으로 정하고 표시한다.

(4) Bracket 조립체의 헐거움

Bracket와 Dial Indicator가 단단히 고정되었는가 확인한다.

(5) Indicator 스템이 커플링 허브의 측정면에 접촉되지 않는 경우

회전하는 과정중 어떤 위치에서 Indicator 스템이 측정면에 접촉되지 않아 "0" 점을 재 설정하여야하는 경우가 있다. 360°전 회전에 걸쳐서 스템이 접촉하는지 또 측정값이 0.30 ㎜인지, Indicator 바늘이 한바퀴 돌아 1.30 ㎜인지 확인하기 위하여 작은 바늘의 위치 변화를 항상 읽는 습관을 갖아야 하며 Indicator 바늘의 움직이는 방향도 주시하여야 한다.

 

3.8.2 Rim 값의 不正確한 原因 (The Causes Inaccurate Rim Values)

(1) Bracket 처짐

Bracket가 12시 방향에서 6시 방향으로 회전하면 인디케이터와 Bracket Bar의 무게에 의하여 Bracket의 처짐이 발생하여 이 처짐에 의한 측정 오차가 발생하는데 만약 Bracket의 처짐 특성(량)을 알면 이를 보상할 수 있다. Bracket의 처짐 특성을 측정하는 방법은 그림 2-37과 같이 Roller Stand로 지지된 4~6 inch 직경의 파이프에 Indicator와 Bracket를 설치하여 12시 방향에서 Dial Indicator의 지시치를 “0”로 맞춘다. 이때 Indicator는 실제 측정하려는 기계의 커플링 거리 만큼에 위치토록 한다. 축과 Indicator Set를 함께 90°씩 회전시켜 처짐량을 측정한다. 보통 양측면에서의 측정값은 하부 측정값의 절반이다. 그리고 모든 측정값은 음(-)값이나 항상 그렇지는 않다.

이것을 보상하기 위해서는 실제 측정치에 이 처짐 측정값을 더한다. 처짐값을 최소로 하기 위하여 Bracket에 보상추를 부착할 수 있다.

그림 2-37 Bracket의 처짐량 측정

(2) 측정면의 타원형 그리기

만약 축에 Angular Misalignment량이 크면 인티케이터의 스템이 그림 2-38과 같이 타원형을 그린다. 이것을 보정하는 방법은 없다. 여러 경우에 축은 설비의 Thermal Growth를 고려하여 상온 조립 목표치가 Angular 값을 가지고 있기 때문에 측정면의 타원 그리기 현상은 이런 경우 필연적으로 발생한다.

Thermal Growth에 대하여는 다음에 설명하겠지만 여기서는 이런 현상이 존재하며 이것이 측정치의 부정확을 유발함을 인식하는 것이 중요하다. 현장에서 Dial Indicator로 측정을 할 때 처음 측정된 값이 정확한 값인가를 확인하기 위하여 두 번 측정하는 것이 중요하다. 만약 측정값이 ±10% 이내로 일치하지 않으면 다시 측정하여야 한다. 만약 측정값이 ±10% 이내로 일치하면 평균값을 사용한다.

(3) 기타 문제점

Indicator Stem의 Stick, 정확히 90°를 회전시키지 않고 측정할 때, Bracket 조립체가 헐거울때 및 축이 만곡되었거나 커플링 허브내경이 잘못가공 되었을때는 Rim 값도 Face값의 부정확한 원인 항에서 언급한 내용과 같이 부정확한 결과를 초래한다.

그림 2-38 측정면에서 인디케이터의 타원 그리기

 

3.8.3 軸整列 測定값 記錄시 留意 事項 (Recording Rule of Measurement)

① Alignment 측정자, 측정 일시를 기록한다.

② Dial Indicator가 고정된 커플링과 지침이 지시한 커플링을 표시한다 (이것이 바뀌면 같은 측정값이라도 커플링의 위치는 반대가 됨).

③ Alignment 측정시의 기계 상태와 주변 조건(분해시, 조립시, 케이싱 조립 여부, Water 충수 여부 등)을 기록한다.

④ Face의 경우 측정 공구가 무엇이든 간에 실제 상태로 부호를 바꾸어 기록함을 원칙으로 한다(사용 계측기, 측정 방법에 따라 부호가 반대로 나타날 수 있다).

 

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