5.3 High Spot Number Chart 이용 방법

The Method of Using High Spot Number Chart

 

이 방법은 휴대용 진동계측기나 영구설비인 비접촉식 X-Y Probe를 이용하여 진동진폭 및 위상각을 측정하여 High Spot 위치를 계산하고, 회전체 제작자의 오랜 실험과 경험에 의한 로터의 Balance Sensitivity와 위상지연 특성각도를 이용하여 Balance Weight의 중량과 취부각도를 구하는 것이다.

5.3.1 位相角(ψM) 測定 技法 [Phase Measurement Techniques]

[1] Strobe Light 이용방법

위상각을 측정하는 방법에는 대별하면 다음과 같이 2가지가 있는데 Strobe Light 방법은 이동용 진동 분석기가 사용되는 곳에 또한 Keyphasor 방법은 영구설비가 설치된 곳에 사용된다.

로터 원주상에 임의의 기준점을 0°로하고 회전반대 방향으로 각도가 증가 하도록 페인트로 각도를 기입한다 (그림 3-26 참조). 단단한 나무 한족끝은 Dovetail 형태이고, 다른 한쪽끝에는 Pickup을 설치하여 진동계측기에 연결한 후 Dovetail부를 회전축상에 접촉시킨다. 그리고 Strobe Light를 각도를 표시한 축 부위에 비춘다.

이 Strobe Light는 Pickup에서 측정한 진동주파수와 같은 비율로 Flash하거나 주파수 조정 Dial로 설정한 비율로 Flash하여, 진동을 일으키는 기계 부분을 시각적으로 정지상태로 만들어 각도를 읽는데 사용된다. 다시 말하면 위상각을 잘 취득하기 위해서는 Strobe Light를 먼저 관심이 되는 주파수(통상 축회전속도)에 조정시킨 다음 진폭 및 위상각을 기록해야 한다. 변환기를 베어링마다 이동시키면서 수평, 수직 및 축 방향의 자료를 수집한다. Strobe Light를 이용하는 경우 변환기를 새로운 위치나 방향으로 이동할 때 마다 측정상의 오류를 피하기 위하여 일정한 위치에서 측정해야 하므로 고정위치를 표시 해놓는 것이 좋다.

그림 3-26 고정한 기준표시와 회전하는 각 기준을 가지는 위상측정

[2] Keyphasor 이용방법

Proximity Probe는 일종의 전자기기로써 규정된 전압(-18 V~-24 Vdc)을 인가하면 발진기 회로를 통하여 Radio Frequency가 발생하고, 이 Field 내에 금속표면이 있으면 Eddy Current가 발생한다. Probe와 금속표면간의 Gap이 커지면 Radio Frequency의 진폭은 커지고 Eddy Current는 작아진다. 이 원리를 이용하면 Gap, 즉 진동진폭을 측정할 수 있다.

그림 3-27과 같이 Proximity Probe를 회전체에 있는 Keyphasor(Shaft Reference 즉 Notch 또는 Projection) 부위에 설치하여 회전체가 회전할 때 Probe와 Keyphasor가 일치하는 순간에 기준 Pulse(Keyphasor Pulse)가 발생한다. 위상각은 Keyphasor Pulse로부터 진동 Probe로 감지한 동적운동(Vibration)의 첫 번째 Positive Peak까지의 각도이다.

예를 들어 1× 절대 위상(High Spot)을 측정하는 경우에 측정한 위상각은 Blank Spot의 선단으로부터 첫 번째 진동의 Positive Peak까지이다. 즉 기준신호로부터 진동의 Positive Peak까지이다. 따라서 절대 위상각은 항상 지연각이다.

그림 3-27 Keyphasor, Probe 설치 및 1× 절대위상각 (High Spot)

5.3.2 矯正 Weight 取付角度 計算 (Calculation for Correction Weight Location)

ψBW = ψUB±180° = (ψHSUH)±180°

CAL+ψM±ψRG)-[90(HSNO-1)]±180°

여기서

ψCAL = 계측기의 위상지연 특성각도

Strobe Light를 사용하는 휴대용 계측기는 계측기의 종류 사용하는 Pickup의 종류 및 회전속도에 따라 위상각이 지연계측되는 특성이 있다. 따라서 각 계측기를 구입하면 위상지연 특성 곡선이 포함되어 있다. 반면에 비접촉식 Pickup을 사용하고 Keyphasor Pulse를 이용하는 설비에서는 계측기의 위상지연이 없어 ψCAL=0이다.

ψM = Strobe Light를 비춰읽은 각도 또는 1× 절대 위상각.

±ψRG = Strobe Light 또는 Keyphasor와 진동 Pickup간의 각도.

그림 3-28에서 로터는 시계 방향으로 회전하고 Strobe Light(또는 Keyphasor)는 0°(좌측 수평면)에서 비추고 있으며 Pickup은 좌측수평면으로부터 시계 방향으로 60°에 설치되어 있다. 이 경우 진동측정의 기준점인 Pickup 위치보다 Strobe Light가 60° 일찍 값을 읽게되므로 60°만큼 제(-)하여야 한다. 반대로 Strobe Light가 상부에 설치된 경우는 Pickup 보다 30° 늦게 읽게 되어 30°만큼 더(+)하여야 한다.

ψHS = ψCAL+ψM±ψRG = High Spot 각도.

Keyphasor를 이용하는 설비에서는 ψCAL=0이고 Keyphasor와 진동 Pickup이 같은 각도에 위치할 때는 ψRG=0이므로 ψHS=ψM이다. 즉 측정한 절대 위상각이 바로 High Spot 각도이다.

ψUH = 90°(HSNO-1) = 로터의 위상지연 특성 각도.

시스템의 감쇠, 로터의 임계속도 및 정격속도, 불평형의 형태 등 물리적 특성에 따라 입력(가진력)이 출력(진동 즉 축의 변형)으로 변화하는 시간을 회전각도로 환산한 것. 이 값은 회전기 제작자의 경험과 실험에 의한 것으로 제작자가 제공하는 경우도 있음 (표 3-2, 3, 4 참조).

ψUB = Unbalance 각도

ψBW = Balance Weight 취부각도

그림 3-28 Balance Weight 취부각도

 

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