이봐, 기계는 닳아 없어져야 하는 거 아니야?

오래된 표현은 죽음과 세금만이 삶의 유일한 확실성이라는 것입니다. 일부에서는 기계에도 동일하게 적용된다고 제안합니다. 우리는 기계가 이익을 창출하면 그 이익에 세금이 부과된다는 것을 알고 있습니다. 그러나 죽음은 어떻습니까? 기계 사망도 불가피합니까?

자세히 살펴보겠습니다. Massachusetts Institute of Technology의 명예 교수인 Ernest Rabinowicz에 따르면, 기계의 유용성을 잃는 세 가지 요인은 노후화, 사고 및 표면 열화입니다.

의심의 여지 없이, 노후화는 엔지니어링 및 기술의 진화에 기본입니다. 오래된 것은 새로운 것을 위해 길을 열어야 합니다. 그러나 일부 발명품은 수명 주기가 길다(예:그리스 피팅). 그 디자인은 1920년대 초 Oscar Zerk가 발명한 이후로 거의 변경되지 않았지만 여전히 널리 사용됩니다. 반면에 자동차는 역동적이고 일정하게 유동적입니다. 클래식 자동차는 수명을 다하지만 대부분의 자동차는 기능이 작동하지 않게 되기 훨씬 전에 실질적인 노후화에 직면합니다.

사고 및 기타 형태의 인간 대리인 사건으로 인해 기계도 임박한 위험에 처할 수 있습니다. 동일한 작업 환경에서 작동하지만 두 명의 다른 개인이 작동하는 두 개의 동일한 기계는 다른 안정성과 작동 수명을 나타낼 수 있습니다. 유사성은 일반적으로 작업자(인간)에 의해 유발됩니다. 인적 기관의 실패는 기계 설계 및 제조의 오류에도 적용됩니다.

기계가 유용성을 잃는 Rabinowicz의 세 번째 이유는 마찰학(마모, 마찰 및 윤활 연구)의 세계를 다룹니다. 그는 이것을 화학적 분해(부식)와 기계적 손상으로 나눌 수 있는 표면 열화로 설명합니다. 화학적 손상(20%)으로부터 기계의 내부 표면을 보호하는 것은 제어 가능한 조건에 크게 영향을 받습니다. 다음과 같은 화학적 손상의 원인과 유지 관리에 의한 통제 또는 개입 가능성을 고려하십시오.

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효과가 없거나 손상된 배리어 필름 부식 억제제가 있는 윤활제

빠르게 산화되기 쉬운 윤활제(산 생성)

알칼리도 예비(산 중화)가 손상된 크랭크케이스 윤활제

과도한 오일 교환 주기

작업 환경의 물 및/또는 산으로 인한 오일 오염

생물학적 오염의 통제되지 않은 성장

탱크, 섬프 및 기타 윤활 구획의 습한 헤드스페이스

높은 작동 온도

화학적으로 공격적인 스커프 방지 첨가제의 부적절한 사용

보관 또는 보관된 장비의 부적절한 보존 및 습기 및 부식제로부터 부적절한 보호

씰, 공정 화학 물질, 기계 야금 또는 표면 처리와 호환되지 않는 윤활제

기계적 표면 열화는 마모, 피로 및 접착으로 구분됩니다. 기계가 사용되지 않는 이유의 약 50%에 해당하는 이러한 마모 모드를 살펴보겠습니다. 좀 더 구체적으로, 이 파괴를 통제하거나 멈출 수 있는 정도를 생각해 봅시다.

MIT의 Ernest Rabinowicz는 기계가 유용성을 잃는 것과 관련된 원인을 설명했습니다.

2체 마모

연마 마모의 20~30%는 이중 몸체일 것입니다. 이 경우 고정 저널 베어링 내에서 회전하는 샤프트와 같이 두 개의 표면이 서로에 대해 미끄러집니다. 더 단단한 표면(샤프트)의 요철(높은 점)은 줄처럼 더 부드러운 표면을 갈거나 깎는 경향이 있습니다.

이게 통제가 가능한가요? 모든 경우는 아니지만 대부분의 경우 그럴 수 있습니다. 충분한 유막 생성만 있으면 됩니다. 이것은 예를 들어 베어링 구성과 크기를 적절하게 선택하여 기계에 설계할 수 있습니다. 작동 온도 및 윤활유 점도도 필름 두께에 영향을 줍니다. 오정렬, 불균형, 과부하, 드라이 스타트 및 갑작스러운 코스트다운과 같은 중요한 기계적 조건도 중요한 역할을 하며 일반적으로 제어할 수 있습니다.

삼체 마모

상대적인 슬라이딩 운동으로 두 표면 사이에 단단한 이물질이 끼어 있을 때 표면 파괴의 더 심각하고 일반적인 형태가 발생할 수 있습니다. 이 이물질은 유막 두께의 일반적인 크기 범위에서 단단한 입자입니다. 일반적으로 맨눈으로 볼 수 없는 이러한 입자는 엄청난 파괴력을 가질 수 있습니다.

올바른 크기의 입자는 미세한 절단 도구처럼 기능하여 반대쪽 표면에 고랑을 생성할 수 있습니다. 그러나 부드러운 표면이 희생적인 역할을 하는 2체 마모와 달리 3체 마모에서는 입자가 단단한 표면과 부드러운 표면 모두에 동일한 손상을 줄 수 있습니다. 일부 연구자들은 기계 마모의 80%가 3체 마모가 원인이라고 생각합니다.

3체 마모를 제어할 수 있습니까? 전적으로. 미세한 입자의 대다수는 이전에 공기 중에 떠 있던 지형 먼지에서 비롯됩니다. 공기 중 오염 물질이 기계로 유입되어 오일 또는 그리스와 혼합되면 인적 대리인 오류가 발생합니다. 이 난파선 입자는 기계의 원래 BOM의 일부가 아니기 때문에 인간 대리인입니다. 그들은 종종 방치와 부실한 유지 보수 관행으로 인해 작동 중에 침입하는 것이 허용되었습니다. 시간이 지남에 따라 오일은 윤활제보다 연마제에 가깝습니다.

피로

피로는 거시적 규모의 굽힘 피로(예:기어 톱니) 또는 미시적 규모의 접촉 피로(예:피팅)와 관련될 수 있는 광범위한 용어입니다. 후자는 지배적 인 경우이며 일반적으로 기어 톱니의 피치 라인 및 구름 요소 베어링 궤도의 하중 영역과 같은 구름 접촉에서 발생합니다. 일반적으로 마이크로 피팅으로 시작한 다음 매크로 피팅으로 진행합니다. 마지막 단계는 큰 파괴적인 파편이 될 것입니다.

접촉 피로는 하중이 표면 요철, 움푹 들어간 부분의 숄더 및 하중을 받는 표면을 연결하는 입자에 집중하도록 허용될 때 가장 큽니다. 표면 피로는 표면 거칠기, 표면 경도, 점도, 유체 압력-점도 계수, 작동 하중 및 속도, 수분 오염 및 입자 크기 분포를 비롯한 다양한 조건의 영향을 받습니다. 몇 가지 예외를 제외하고 이러한 조건의 대부분은 기계 설계 단계나 작동 및 유지 관리 단계에서 제어 영역 내에 있습니다. 한 대형 전동체 베어링 제조업체는 베어링이 "오일막보다 큰 입자가 오일에서 제거될 때 무한한 수명"을 가질 수 있다고 말했습니다.

접착 마모

시작하는 데 시간이 걸리는 표면 피로와 달리 접착 마모는 즉시 발생할 수 있습니다. 가혹한 경계 슬라이딩 조건에서 유사한 금속의 표면은 문자 그대로 함께 스폿 용접될 수 있습니다. 무겁고 느리게 움직이는 기계는 접착 마모가 가장 잘 발생합니다. 특히 표면이 상당한 거리를 미끄러져 마찰열이 발생하는 경우(예:큰 맞물림 기어 톱니)

스커핑(scuffing) 및 골링(Galling)이라고도 하는 접착 마모는 접촉 피로 및 마모에 비해 제어하기가 가장 어려울 수 있습니다. 더 자주, 가장 제어할 수 있는 것은 마모의 정도 또는 비율입니다. 기계가 잘 엔지니어링되고, 잘 제조되고, 적절하게 시운전되고 정격 하중과 속도 내에서 작동되면 일반적으로 접착 마모가 최소화됩니다. 그러나 부하가 지나치게 높을 경우 표면 활성 첨가제 또는 고체 윤활제를 사용해야 할 수 있습니다.

기계는 그냥 죽지 않습니다... 살해당합니다

일부 기계의 경우 마모의 진행을 막는 것은 중력에 저항하는 것과 같습니다. 우리는 피할 수 없는 일을 피할 수 없습니다. 많은 기계가 이미 생명 유지 장치를 사용 중일 수 있습니다. 너무 멀리 떨어져 있습니다. 그러나 이것은 모든 기계가 아닌 일부 기계에만 해당됩니다. 정상 서비스에서 윤활된 기계의 높은 비율은 겉보기에 무한한 수명을 가질 수 있습니다. 잘 관리하면 마모와 고장이 적습니다. 이것은 우리가 기계의 표면을 노출시키는 환경 및 작동 조건과 관련하여 방금 논의한 많은 이유 때문입니다.

실패 확률에 실패 결과를 곱한 것으로 정의되는 "위험"이라는 단어를 들어본 적이 있을 것입니다. 기계 신뢰성과 관련하여 고장의 결과는 실질적으로 통제할 수 없지만 고장 가능성은 있을 수 있습니다.

이 기사에서는 기계 신뢰성에 대한 인적 기관의 중요한 영향을 간략하게 설명했습니다. 인적 기관 실패의 빈도는 교육, 성과 지표 및 신뢰성 문화와 같은 요인에 반비례하는 경향이 있습니다.

다음을 고려하십시오. 일부 플랜트 전문가는 유지 관리에 두 가지 문제가 있다고 생각합니다.

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우리가 작업하지 않았기 때문에 고장났습니다.

우리가 작업했기 때문에 고장났습니다.

이것은 의심할 여지 없이 유지 관리의 역설입니다. 유지보수 분야에 종사하는 사람이라면 누구나 직접 경험했을 것입니다. 그러나 역설을 해결하는 답은 단순히 다음과 같이 문제를 다시 설명하는 것 안에 있습니다.

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깨지는 것을 방지하는 방법을 모르기 때문에 깨진 것입니다. 또는 깨는 줄 모르고 작동하지 않았기 때문에 망가진 것입니다.

고장이 아닌 줄 모르고 작업을 해서 고장난 것입니다. 또는 작업을 하면 어떻게 깨질지 모르기 때문에 망가진 것입니다.

"우리는 몰랐습니다"는 일반적이고 작동하는 문구입니다. 마모와 마찬가지로 제어가 가능하지만 지식을 통해 유지 관리 조직에 권한을 부여하기 위한 이니셔티브가 취해진 경우에만 가능합니다.

따라서 기계는 마모되어서는 안 됩니다. 하지만 그들은 종종 그렇게 합니다. 이유를 조사하면 실제로 살해당했다는 것을 알게 될 것입니다. 근본 원인을 추적하다 보면 한 명 또는 그 이상의 선의의 개인(운영자, 장인, 정비사, 엔지니어 등)의 손에서 담배를 피우는 총을 발견할 수 있습니다. 피>

Noria Corporation의 사장이자 수석 기술 컨설턴트인 Jim Fitch는 윤활, 오일 분석, 마찰학 및 기계 고장 조사 분야에서 풍부한 "현장" 경험을 보유하고 있습니다. 그의 고객 목록에는 Michelin, Timken, John Deere, Caterpillar, Duke Energy, International Paper, Cummins 및 U.S. Steel과 같은 회사가 포함됩니다.