진동 분석을 사용하여 장비 문제를 식별하는 방법

오늘날의 많은 진동 데이터 수집기는 동시에 데이터를 수집하는 두 개 이상의 센서를 지원할 수 있습니다. 이 기능을 통해 교차 채널 단계를 분석 도구로 선택할 수 있습니다.

일반 진동 경로에 사용되는 센서가 있는 분석기와 케이블 외에 교차 채널 위상을 수행하는 데 필요한 유일한 추가 도구는 또 다른 케이블과 센서입니다. 교차 채널 위상 분석을 통해 구조적 느슨함, 일부 구조적 무결성 문제, 정렬 불량 상태 및 구조적 공명 상태의 원인을 찾을 수 있습니다.

어떻게 작동합니까?

일반 경로 데이터 수집은 여러 사인파를 캡처하고 주파수에 따라 분리합니다. 그런 다음 스펙트럼 형식의 개별 진폭과 함께 별도의 주파수로 표시합니다.

위상 분석은 단일 사인파(단일 주파수)를 선택하고 해당 진동 소스가 다른 것에 대해 어떻게 움직이는지 감지합니다. "다른 것"은 반사 테이프 또는 키 페이저와 같은 샤프트의 한 지점 또는 교차 채널 위상의 경우와 같은 다른 진동 신호일 수 있습니다.

따라서 비교되는 두 가지 신호가 있습니다. 진동 신호 및 반사 테이프의 통과에 의해 트리거되는 회전 속도계 펄스 또는 예를 들어 키 페이저의 펄스입니다. 회전 속도계 펄스는 구형파를 생성하고 진동 신호는 사인파를 보냅니다.

두 소스의 피크는 타이밍에 대해 비교되며 두 소스 모두 회전 운동과 관련되기 때문에 두 피크 사이의 시간 차이는 도 단위로 표시됩니다. 이것은 회전 장비의 균형을 맞추는 데 완벽하게 작동합니다. 반사 테이프의 앞쪽 가장자리에서 나오는 펄스에서 진동의 피크(또는 높은 지점)가 여러 각도 후에 발생하여 샤프트의 무거운 지점일 가능성이 있음을 나타냅니다. (이 기사는 무거운 부분이 진동의 높은 부분과 다를 수 있는 조건에 대해서는 다루지 않습니다. 그럴 수 있다는 점만 유의하십시오.)

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두 개의 센서가 교차 채널 위상에서 사용되는 경우 비교는 각 신호의 진동 피크입니다. 교차 채널 위상을 수행할 수 있는 분석기를 사용하면 모니터링할 특정 주파수를 지정할 수도 있습니다. 대부분의 경우 샤프트 회전 속도가 관심 주파수로 선택됩니다.

일반적인 시작점은 센서 A를 모터의 바깥쪽 수직 끝에 배치하고 센서 B를 모터 풋에 배치하여 해당 지점이 서로에 대해 어떻게 움직이는지 확인하는 것입니다. 하나의 센서를 같은 위치, 즉 위치 A에 두어 다른 여러 지점과 비교하는 것이 일반적입니다. 다음 예에서는 센서 A가 0도를 읽는다고 가정합니다.

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센서 B가 0도(+- 30도)를 읽고 있으면 함께 또는 일제히 움직이고 있으며 이는 정상적인 상태입니다. 그러나 센서 B가 180도(항상 +- 30도)이면 반대 방향으로 움직이거나 스텝에서 벗어납니다. 즉, 모터 하우징의 일부는 위쪽으로 이동하고 발은 아래쪽으로 이동합니다. 이는 모터 하우징 어딘가에 균열이 생겨 부품이 분리될 수 있기 때문입니다. 대부분의 경우 균열은 발 또는 발 근처에 있습니다. 발견한 내용을 문서화하십시오.

이제 센서 B를 풋볼트로 이동합니다. 센서 B에 0도가 표시되면 볼트가 고정된 플레이트가 모터 상단과 함께 움직이며 볼트가 조여진 것으로 해석됩니다.

그러나 푸트가 0도이고 볼트가 180도(또는 위상이 180도)이면 푸트와 장착 플레이트 사이에 헐거움이 있습니다.

바닥과 바닥에 대해 동일한 프로세스를 결정할 수 있습니다. 이 모든 것이 센서 A와 동일하게 판독되면 이 두 위치 사이에 느슨함이 없습니다.

그런 다음 센서 A를 모터 내부 위치로 이동하고 모터의 해당 끝에서 동일한 검사를 모두 수행합니다. 완료되면 센서 A를 커플링을 가로질러 펌프 안쪽 끝단으로 이동한 다음 펌프 바깥쪽으로 이동하여 그곳에서 검사를 수행합니다. 필요에 따라 나중에 참조하고 분석할 수 있도록 각 위치에서 발견한 내용을 문서화하십시오.

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다음 단계는 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 기계 열을 따라 판독값을 비교하는 것입니다. 이것은 수직 센서 방향과 수평 센서 방향으로 이루어져야 합니다. 왜 양방향인지에 대한 몇 가지 질문이 제기됩니다. "기계가 수평으로 정렬되지 않고 수직으로 정렬될 수 있습니까?"라는 또 다른 질문으로 답할 수 있습니다.

센서 B가 수직 방향으로 기계 열을 따라 베어링에서 베어링으로 ​​이동하는 시나리오를 살펴보겠습니다.

다시, 센서 A가 고정되어 있고 이러한 모든 측정에 대해 0도를 읽고 있다고 가정하고 센서 B와 함께 로밍합니다. 첫 번째 B 위치는 모터 내부 수직입니다. 센서 B가 0도이면 이 위치는 문제가 없어야 하는 것과 같습니다. 그러나 센서 B가 180도를 읽으면 모터의 이 끝은 아래로 움직이고 A 끝은 위로 움직입니다. 이것은 좋은 조건이 아닙니다. 이 각도 오정렬을 유발할 수 있는 한 가지 조건입니다.

각도 오정렬을 확인하려면 센서 B를 펌프 내부 위치로 이동하십시오. 거기에서 180도를 읽는다면 각도 오정렬 상태에서 샤프트가 커플링을 가로질러 일제히 움직이기 때문에 각도 오정렬 상태일 가능성이 매우 높습니다. 이 예에서 각도 오정렬의 표시가 있다고 가정합니다. 예상되는 펌프 선외 베어링은 무엇입니까?

센서 B를 펌프 선외 베어링 위치로 이동하면 각도 오정렬을 확인하기 위해 판독값이 0이 될 것으로 예상합니다. 정렬 불량 조건이 없으면 모든 베어링이 동상이거나 0을 읽을 것으로 예상합니다.

기준 센서인 센서 A를 모터 바깥쪽 수평 방향에 배치하여 수평 방향에서도 동일한 검사를 수행할 수 있습니다. 기계의 같은 면에서 수평 방향으로 베어링에서 베어링으로 ​​모든 판독값과 이동 센서 B를 문서화하여 비교를 수행하십시오. 센서를 기계 반대편에 놓으면 어떻게 됩니까?

축 방향 위상 판독값이 제공하는 유용한 정보는 무엇입니까? 가능성을 고려해 봅시다. 모터 내부 베어링의 축 방향에 센서 A를 배치하고 축 방향의 펌프 외부 위치에 센서 B를 배치하고 위상 판독값을 비교합니다. 동위상이면 예상한 대로입니다. 그러나 위상이 180도 다르다면 샤프트가 회전할 때 샤프트가 서로 밀고 있는 각도 오정렬 상태를 나타냅니다. 일반 진동 판독값과 마찬가지로 축 위상 측정을 사용하여 정렬 불량 상태를 확인할 수 있습니다.

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유사한 위상 판독 비교 방법을 사용하여 기계 베이스의 구조적 상태를 확인하여 어떻게 움직이는지 확인할 수 있습니다. 일반적으로 A 센서는 모터 아웃보드 베어링에 수직 방향으로 장착되고 센서 B는 베이스를 따라 로밍하는 데 사용됩니다.

베이스 위치의 모터 끝에서 시작하여 센서 B는 베이스의 전면 모서리 근처에 있습니다. 해당 위치의 모든 수직 판독값이 동위상인 경우 위상 판독값은 센서 A와 동위상일 가능성이 높습니다. 이제 위상 판독값을 기록하는 2인치 또는 3인치 증분으로 가장자리 근처의 베이스 전면을 따라 센서 B를 이동합니다. 모두 동위상이면 굴곡 문제가 없습니다.

그런 다음 센서 B를 기계 뒤쪽으로 이동하고 거기에서 베이스를 따라 측정을 반복합니다. 다시 말하지만, 모든 것이 동위상이면 베이스 굴곡에 문제가 없습니다.

그러나 길이를 따라 모터와 펌프 사이의 영역에서 90도 또는 180도 위상 변이가 발생하면 어떻게 될까요? 베이스의 한쪽 끝과 다른 쪽 끝 사이에는 180도 위상 이동 또는 360도 위상 이동이 있을 수 있습니다. 이것은 무엇을 나타낼 수 있습니까?

앞면을 따라 측정한 값에서 뒷면을 따라 해당 위치로 180도 위상 변이가 있는 경우 무엇을 나타냅니까? 문제가 될까요? 왜 또는 왜 안되나요?

진폭은 어떻습니까?

위상 판독값에는 일반적으로 사용 가능한 두 가지 구성 요소가 있습니다. 하나는 여기에서 소개된 도 단위의 주파수에서의 실제 위상 판독값입니다. 다른 구성 요소는 진동 진폭입니다. 일부 분석기에서는 위상 판독을 위한 설정을 위한 선택을 피크 및 위상, 진동의 피크 진폭 및 위상 판독이라고 합니다. 위상 판독값은 움직이는 방향을 나타내지만 진폭은 움직이는 정도를 나타냅니다.

아래 그림에서 밑면을 따라 원이 있고 원 바깥쪽에 틱 표시가 있습니다. 눈금 표시는 위상 방향을 나타냅니다. 원 안에는 속도의 진동 값, 해당 주파수에 대한 일반적인 진동 판독값이 있습니다. 왼쪽에서 시작하여 진동 진폭은 초당 0.114인치입니다. 베이스 플레이트의 중심으로 진행함에 따라 진폭은 초당 약 0.954인치로 증가합니다. 진폭은 오른쪽으로 이동함에 따라 다시 감소합니다. 위상은 전체 거리에서 일정하게 유지됩니다. 문제가 있습니까?

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예, 이것은 중심에서 더 많이 움직일 수 있도록 하는 기본 강성 문제를 나타냅니다. 설계된 대로 그라우팅되어 있습니까? 엔지니어를 참여시켜 다른 영역에 부정적인 영향을 미치지 않는 기반을 강화하는 방법을 설계하십시오.

그 지역의 증가된 진동은 그것이 공명 상태에 있다는 것을 의미한다고 말하는 사람들이 있습니다. 그러나 공진 조건이나 고유 주파수가 포함될 때마다 위상 변화가 있습니다. 본질적으로 위상 변화가 0이므로 공진이 배제됩니다.

요약

교차 채널 단계는 기술자/분석가가 일부 기계 문제를 찾거나 확인할 수 있도록 하는 대부분의 2채널 분석기에 내장된 귀중한 도구입니다. 기계가 어떻게 움직여야 하는지 이해하면 상태를 진단/확인하는 데 매우 유용합니다.