베어링의 결함진전과 진동기법 (진동 스펙트럼으로 베어링의 결함상태를 파악하는 방법)

구름, 볼 베어링은 회전하는 축의 하중을 받아서 지지대에 전달하는 중간 부품으로서 기본적으로 볼과 레이스 간의 점 접촉 면적을 줄여주기 위해서 윤활이 반드시 필요하며, 충격음이 반드시 존재한다. 또한 구름, 볼 베어링은 계속적인 마찰로 인해 마모상태가 진전될 경우, 더 이상 구름지지요소로서의 구실을 못하게 되므로 이를 미리 예상하고 방지하는 것이 설비관리자의 주요임무중의 하나라고 할 수 있다. 베어링의 결함진전상태를 진동스펙트럼(Vibration Spectrum)으로 확인해 보면 아래와 같다.

베어링 결함진전 -진동스펙트럼

1단계 가속도센서로 측정이 가능한 영역의 고주파수 대역(10KHz이하)에서 사이드밴드(Sidebands)를 동반하여 결함주파수가 나타나고 있다. 베어링결함주파수는 회전체의 1order(1X)에 비동기주파수로서 예)7.88 order성분을 갖는 BPFI(내륜결함)의 고조파(X배)에서 시작

2단계 사이드밴드가 옆으로 퍼져 진전되고, 베어링결함주파수의 1X근처까지 진전되는 것처럼 보인다. 제일 처음 계산했던 베어링결함주파수와 점점 틀려진다. 주파수의 변조가 심해지며, 베어링의 구조가 변형되기 시작한다.

3단계 진폭레벨이 전 부분에 걸쳐 증가하고, 사이드밴드는 점차 옆으로 퍼진다. 또한 베어링의 기본결함주파수(BPFI 1X)가 새롭게 나타나기 시작, 회전수(1X RPM)의 진폭증가와 그 하모닉성분(harmonics)이 생성됨(베어링의 변형으로 인한 축정렬불량

4단계 베어링수명잔존 1~2%, 베어링변형결정, 바닥진동(Noise floor)이 상승함. 사이드밴드의 사이드밴드가 생성됨. 제2차 변형을 동반(축정렬불량, 모터결함, 마모 등)

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