1.5 불평형의 특성

Unbalance Characteristics

 

① 1×RPM에서 고진동이 항상 발생한다 (1×RPM 진동이라고 해서 항상 불평형 진동은 아니다).

② 1×RPM에서의 진폭은 통상 전체 진동의 80%이상이다.

③ 진동의 진폭은 축의 기하학적 중심으로부터 질량의 중심까지의 거리에 비례한다. 1차 임계속도 이하에서는 속도의 제곱에 비례한다.

그림 3-5 불평형시 공진영역에서의 진동 특성

④ 질량 불평형은 모든 원주 방향에서 균일한 회전력을 가지며 방향은 계속하여 변화한다. 따라서 축과 베어링은 거의 진원의 Orbit을 가지고 움직이는 경향이 있다. 그러나 수직 베어링의 강성은 통상 수평기계의 베어링 강성보다 높기 때문에 타원의 Orbit을 가진다. 그 결과로 수평 방향 진동은 수직 방향 진동보다 2~3배 높다. 수평 대 수직 진동비가 6대 1 이상이면 통상 다른 문제점 특히 공진의 문제점이 있음을 나타낸다.

⑤ 불평형 진동이 다른 문제점보다 우월할 때는 수평 및 수직 방향에서 위상차는 90°(±30°)를 나타낸다. 이 위상차가 0° 또는 180° 정도라면 편심과 같은 문제점이 있는 경우이다.

⑥ 불평형이 심한 경우 수평 및 수직 방향의 위상차가 90°를 훨씬 초과하는 경우가 있는데 이때는 전후 베어링에서 수평 방향의 위상차는 수직 방향의 위상차와 거의 같아야한다. 즉 동일 베어링에서 수평 및 수직 방향의 위상차를 비교하지 말고, 전후 베어링에서 수평 방향의 위상차와 수직 방향의 위상차를 비교한다 (그림 3-6 참조).

⑦ 불평형 진동이 우월하면 원주 방향의 진동은 축 방향 진동보다 훨씬 높다 (Overhung Rotor인 경우는 제외).

⑧ 불평형된 회전체는 원주 방향에서의 위상각이 일정하고 재현성이 있다.

⑨ 불평형이 되면 때로는 공진에 의하여 진폭이 증폭된다.

⑩ 불평형은 기계 이완에 의한 고진동을 일으킬 수 있다.

그림 3-6 Force(Static), Couple 및 Dynamic Unbalance를 나타내는 전형적인 위상측정

표 A. Static Unbalance가 탁월한 전동기의 1×에서의 위상

방향

1

2

3

4

A

60°

70°

60°

80°

H

30°

25°

30°

40°

V

120°

110°

120°

135°

 

표 B. Couple Unbalance가 탁월한 전동기의 1×에서의 위상

방향 1 2 3 4
A 60° 70° 60° 80°
H 30° 210° 200° 180°
V 120° 295° 280° 300°

표 C. Dynamic Unbalance가 탁월한 전동기의 1×에서의 위상

방향 1 2 3 4
A 60° 70° 60° 80°
H 30° 90° 80° 70°
V 120° 180° 170° 165°

 

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