3.1 기어의 고장분석

Gear Failure Analysis

 

혹자는 "기어는 마멸할 때까지 마멸하여 영원히 마멸된다"라고 말한다. 미국의 기어 생산 협회(AGMA)에서는 이 같은 메커니즘을 다음과 같이 밝혔다: "만약 기어가 적절히 윤활 되어 과하중을 받지 않으면 기어 이빨의 구름 및 미끄럼 작용으로 제작의 결함을 제거하여 작용 표면에 고광택을 제공하는 초기 "운전" 주기가 존재하는데, 이것은 적절한 설계, 생산, 응용, 설치, 작동 등을 가정하는 기어 유니트에 있어 일상적인 경험이다. 적절한 연속운전 조건에서는 치차의 마멸 흔적이 거의 없다. 이러한 정확한 관찰에도 불구하고 외적인 영향으로 이빨이 손상하는데, 손상이 확장되기 전에 이를 방지하기 위한 여러 대책을 초기에 제안하는 것이다. 잘 관리된 정비 프로그램의 한 부분으로서 공정기계의 고속 기어는 규칙적이고 완전한 검사를 받아야 한다.

AGMA는 기어 이빨의 손상 형태를 25가지로 분류한다. Ku, P.M씨는 치차의 손상 형태를 2가지 항목으로 분류하는 것이 더 타당하다고 생각했는데, 그것은 강도와 관련된 형태와 윤활제와 관련된 형태이다. 강도와 관련된 손상의 주요 형태로는 소성 흐름과 파괴를 들 수 있다. 윤활제와 관련한 손상 형태의 예는 접촉마멸, 스커핑이나 스코어링, 그리고 피팅 등이다.

표 3-6은 주요 기어의 손상 형태와 문제를 암시하는 징후이고, 그 원인과 관련시킨다. 기어손상의 통계는 표 3-7, 3-8과 같다.

기어의 손상분석은 상당히 복잡한데, 육안검사, 금속학적 분석, 마찰 공학적 메커니즘, 시스템의 동적 분석, 케이싱, 베어링, 축과 씰의 설계 검토, 마지막으로 각 기어의 상세한 분석으로 손상의 원인을 밝히는데 실마리를 제공한다. 기어의 손상분석에 대한 일반적 요소로 적용할 수 있는 접근은 다음 항에서 설명한다.

표 3-6 기어 고장 유형과 원인

* 많은 경우 피로손상으로 진전됨.

 

표 3-7 고정 기어의 고장 원인 분포도

 

표 3-8 기어의 고장 유형 분포

 

TRAC Mark INCOSYS