오늘은 저희 모터센스에서 수행하고 있는 연구를 살짝 소개해 드리려 합니다.
예지보전 분야에서 아주 중요한 충격 제거 필터링 기법에 대한 내용인데요.
어떠한 내용일지 바로 확인해 보겠습니다!
산업 현장의 복잡한 충격성 진동 데이터
산업 현장에서 진동 센서를 이용해 예지보전을 할 때 주의해야 할 사항이 있습니다. 그건 바로 환경적인 영향으로 발생하는 노이즈들입니다.
모터센스를 포함한 진동 센서는 측정을 원하는 모터에 부착하는 형태로 많이 사용하는데요. 산업 현장은 이상적인 환경인 실험실이나 사무실과는 다르게 여러 가지 설비들이 동시다발적으로 작동합니다. 이 때, 주변의 다른 설비로부터 진동이나 충돌로 인한 충격성 진동의 전파로 인해 노이즈 진동들이 함께 발생하게 되죠.
결국 진동 센서는 부착된 모터의 진동뿐만 아니라, 현장에서 발생하는 여러 노이즈들이 섞인 진동을 측정하게 되는데요. 측정 데이터에 노이즈가 포함되게 되면 모터 상태 진단 결과가 부정확해져 신뢰도가 떨어지는 문제가 발생합니다.
노이즈 제거 방법 첫 번째, 주파수 필터링
이처럼 노이즈로 인해 발생하는 문제를 해결하는데 쓰이는 가장 보편적인 방법은 바로 ‘주파수 필터링’ 기법입니다.
기계 설비들은 요소별로 발생시키는 진동의 주파수가 다릅니다. 그리고 진동 센서는 이러한 다양한 요소의 주파수별 진동 파형이 합쳐진 형태의 진동 데이터를 취득하죠.
오늘은 회전 기계의 고장 종류 중, Imbalance(질량 불평형) 결함에 대해 알아보고자 합니다.
우리 주변에는 다양한 회전 기계가 존재합니다. 매일 아침 출근을 책임지는 자동차의 모터부터, 여름철 더위를 식혀주는 선풍기까지 모두 회전 기계의 일종이죠. 그야말로 우리 일상은 회전 기계의 힘으로 돌아가고 있다고 해도 과언이 아닙니다.
회전 기계 안전의 핵심은 역시 “원활한 회전”입니다. 그리고 원활한 회전을 방해하는 대표적인 결함에는 “Imbalance(질량 불평형) 결함”이 있죠. Imbalance 결함은 회전 부품의 질량 분포가 불균형해서 회전에 문제가 발생하는 상황을 말합니다. 다시 말해, 부품이 중심축을 기준으로 고르게 회전하지 않는 경우를 말하죠.
Imbalance 결함은 보통 팬, 블레이드, 베어링, 고정축 같은 부품의 불균형에서 비롯됩니다. 부품이 불균형한 상태에서 기기를 작동하게 되면, 정상적이지 못한 진동과 충격이 발생해 기기 과부하로 이어질 수도 있습니다.
오늘은 회전 기계의 고장 종류 중, Looseness(느슨함) 결함에 대해 알아보고자 합니다.
회전 기계에 고장이 발생했을 경우, 모터나 기계를 통으로 교체하는 기업은 많지 않습니다. 대부분 고장 난 부품이나 원인을 교체·수리하는 경우가 대부분이죠. 이 편이 훨씬 저렴한 비용으로 문제를 해결할 수 있으니까요. 문제는 이 과정에서 부품 간 연결이 느슨해지는 경우가 발생한다는 것입니다. 우리는 이러한 문제들을 ‘Looseness 결함’이라고 부릅니다.
회전 기계의 Looseness 결함은 크게 두 종류로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 Looseness of rotating elements (회전 요소의 느슨함) 으로, 모터 내부 부품 결합이 느슨해지는 문제들입니다. 두 번째는 Structural Looseness(구조적인 느슨함)으로, 부품의 마모 등으로 기계 요소 간 간격이 벌어져 발생하는 문제들을 뜻합니다.
별것 아닌 문제로 느껴질 수도 있지만, Looseness 결함이 발생하면 외부에서 작용하는 작은 힘만으로도 큰 진동이 발생할 수 있습니다. 예상치 못한 진동과 노이즈는 기계 성능과 안정성의 저하로 이어지기도 하죠.
이처럼 방심하면 큰 문제로 이어지기도 하는 Looseness 결함, 좀 더 자세히 알아볼까요?
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