진동방지대책-발란싱(balancing)-측정과 기본원리
동그라미가 한쪽으로 조금만 튀어나오거나 휘어져도 정상적으로 운동할 수가 없다. 이와 비교하여 회전부위 한 곳이 묵직한 이물질이 부착되거나 부러져서 탈락해도 당장에 진동이 증가하였다는 것을 알아챌 수 있다. 발란싱은 흔히 자동차의 휠발란스(바퀴의 휠부분에 한쪽으로 납덩이를 붙여서 질량불평형(Imbalance)을 맞춰놓은 상태)로 익숙한 개념인데 진동을 낮추는 방법으로 공장 및 회전기계를 사용하는 현장에서 모두 적용이 가능한 진동제어의 원리이기도 하다. 이 것을 발란싱(Balancing)이라고 한다.
발란싱(Balancing)
발란싱은 질량의 불평형을 해소하기 위해 균형을 맞추는 방법이다. 아무리 균형이 잘 맞추어져서 제작된 회전기계 또는 원판이라고 해도 이 Imbalance(질량불평형)은 반드시 존재한다. 이러한 질량불평형을 교정하기 위해서 제조사에서 출하 전에 시험대에서 맞추는 방법도 있고 현장에서 실제로 바닥에 고정 설치해 놓은 다음에 시운전 전에 실시하거나 진동이 높아서 현장에서 재 수행하는 방법도 있다. 이 것을 샾발란싱과 필드발란싱으로 명확히 구분한다. 그러나 이러한 두 가지 방법의 발란싱의 작업절차는 큰 차이가 없는데 주로 다음과 같은 순서로 진행된다.
1.문제가 언발란스(Unbalance)로 판명되었을 경우에 발란싱작업을 수행한다. 전문업체에 의뢰(업체로 이송, 현장에서 대신 수행)할 수 도 있고 자체적으로 정비할 수도 있다.
2.계측기(진동센서, RPM센서)를 이용하여 진동량과 위상(Phase)를 기록하여 벡터를 이용하여 수계산하거나 전문발란싱계측기를 이용하여 정확한 위치에 질량을 추가하거나 감량시킨다.
3.다시 진동을 측정하여 목표량이 미치지 못했을 경우 작업을 다시 수정한다.
발란싱작업을 위와 같이 단순히 설명하면, 무거운 지점을 찾아서 원중심의 반대방향에 똑 같은 질량의 무게추(weight)를 부착하면 되는 간단한 작업이다. 그러나 발란싱 작업도 축정렬작업과 마찬가지로 고도의 측정 및 정비능력이 필요하며 무엇보다 경험이 많이 필요하다. 왜냐하면 공식대로 또는 계측기가 모든 경우의 수를 포함하지 않기 때문이다. 그리고 진동(Vibration)의 해석과 관련이 있다.
현장의 설치상황은 고도의 기술을 보유한 경험자만이 판단하고 부가적인 조치를 취할 수 있는데 그 이유를 설명하면
첫째로 진동이 최고인 지점으로 무게가 최고인 지점을 찾는 것이 쉽지 않다. 이 것은 측정하는 지점(Bearing housing)이 진동이 가장 높은 지점이 아니기 때문(Phase lag)이다.
둘째로 축은 회전하면서 휜다(Bent). 이 것은 진동을 하면서 거동하는 모드(Mode)의 형태와 같은데 이 지점을 측정(Measurement)할 수 없다는 것이 문제가 된다.
셋째로 위험속도(Critical speed)라는 구간은 공진(Resonance)의 영향을 받는데 비틀림(Torsional vibration)도 있고 굽힘(Bending)도 있는 이 지점을 피해서 진폭과 위상을 알아내야 한다는 점이다. 비틀림을 감안하려면 여러 면의 발란싱(Multi plain balancing)을 동시에 수행해야 한다.
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