회전 기계의 진동 원인은 일반적으로 불균형, 공진, 정렬 불량 및 기계적 고장의 네 가지 범주로 나뉩니다.
1. 로터 불균형
이는 진동의 일반적인 원인입니다. 로터 제조 불량, 로터 블레이드에 이물질 축적, 모터 로터 불균형 등의 요인이 진동 발생에 기여할 수 있습니다. 불균형으로 인한 심각한 진동의 또 다른 원인은 장비 베이스의 강성 부족 또는 공진입니다.
키홈과 키 또한 불균형한 진동의 원인이 될 수 있습니다.
축의 열 굽힘은 회전축 불균형을 유발하는 또 다른 현상입니다. 일반적으로 열 굽힘으로 인한 진동은 하중 변화에 따라 미미하게 변합니다. 그러나 장비의 기초가 회전과 공진할 경우 심각한 진동이 발생할 가능성이 높습니다. 따라서 이를 예방하는 핵심은 축의 재질이 요구 조건을 충족해야 하고, 기계의 기초가 견고하고 신뢰할 수 있어야 한다는 것입니다.
2. 공명
시스템의 공진 주파수는 자유도 수에 따라 달라지며, 질량, 강성 및 감쇠 계수에 의해 결정됩니다. 기계 지지대의 공진 주파수는 어떠한 가진 주파수와도 충분히 멀어야 합니다. 신규 설치의 경우, 이를 달성하기 위해 필요한 기초 강성에 대해 제조업체와 협의할 수 있습니다. 회전 속도와 동일한 공진 주파수를 갖는 기존 장치의 경우, 가진력을 정격 한계까지 줄이거나 공진 주파수를 변경하는 두 가지 방법이 있습니다. 후자는 시스템의 강성과 질량을 증가시켜 달성할 수 있습니다. 공진 문제를 해결할 때는 공진 주파수를 변경하는 것이 더 효과적입니다.
공진은 회전자와 고정자 시스템 구성 요소 간의 정렬 불량 또는 기계적 및 전기적 고장으로 인해 발생할 수도 있습니다.
작동 속도에서의 공진 주파수 또한 고장의 원인이 될 수 있습니다. 이러한 공진은 정렬 불량이나 기계적 및 전기적 고장에 의해서도 발생할 수 있습니다. 그러나 동일한 주파수에서의 문제에 비해 이러한 공진으로 인한 문제는 발생 빈도가 더 낮습니다.
3. 정렬 불량
이는 작동 속도 및 작동 속도의 두 배에서 반경 방향 및 축 방향 가진력을 발생시킬 수 있습니다. 그러나 위의 현상 중 하나 또는 두 가지가 발생하지 않는다고 해서 정렬 불량 문제가 없다고 단정할 수는 없습니다. 또한 장치의 열팽창을 고려하여 커플링 쌍 사이에 1.5~3mm의 간격을 두어야 합니다.
4. 기계적 고장
저품질 커플링, 불량 베어링, 부적절한 윤활, 그리고 불안정한 지지대는 모두 다양한 주파수와 진폭의 가진력을 발생시키는 원인이 됩니다.
(1) 불량 커플링은 주로 불량한 주조 품질, 비뚤어진 연결 구멍, 버, 그리고 빠르게 열화되는 고무 개스킷으로 나타나며, 이로 인해 커플링이 연성 연결에서 경성 연결로 바뀌어 진동과 마모가 발생합니다.
(2) 레이디얼 베어링의 교체는 일반적으로 간단한 교체입니다. 진동 감소를 위해 새 베어링으로 교체할 때 진동을 방지하기 위해 베어링의 외륜 접촉색 검사를 실시하고 필요한 경우 베어링 시트를 처리해야 합니다.
(3) 축 방향 변동은 커플링, 베어링 및 회전 기계 자체를 포함한 회전 기계의 또 다른 진동 문제의 원인입니다. 일반적으로 회전 기계의 축 방향 추력은 스러스트 베어링에 의해 제한됩니다. 그러나 축 방향 정렬이 불량하고 로터가 축 방향으로 마찰되면 심각한 축 방향 진동이 발생할 수 있습니다.
(4) 지지력이 약한 경우, 즉 회전기계의 네 다리가 동일 평면상에 있지 않은 경우, 이 네 지점에 볼트로 회전기계를 고정할 때 베어링 정렬이 제대로 되지 않으면 심한 진동이 발생할 수밖에 없습니다. 따라서 회전기계를 설치할 때는 먼저 적절한 토크로 여러 고정 지점을 대칭적으로 조여야 합니다. 그런 다음 고정 지점을 하나씩 풀면서 다이얼 게이지로 해당 지점의 수직 변형을 측정합니다. 수직 변형이 0.05mm보다 크면 해당 지지대 아래에 변형과 동일한 두께의 심을 추가해야 합니다. 풀었을 때 각 지점의 수직 변형이 0.05mm 미만이 될 때까지 이 과정을 반복합니다.
(5) 회전기계의 베이스와 기초에 문제가 있으면 과도한 진동의 직접적인 원인이 될 수 있습니다. 따라서 앵커 볼트는 충분한 강도를 가져야 하고, 콘크리트 기초는 공동이 없이 견고해야 하며, 작동 중에 앵커 볼트의 풀림이나 파손 여부를 자주 점검하고 적시에 제거해야 합니다. 동시에 회전기계의 지지 장치가 단단히 부착되어 있는지 확인해야 합니다.
또한, 펌프에서 발생하는 캐비테이션으로 인한 진동도 비교적 흔한 현상입니다. 회전자와 고정자 사이의 마찰 또한 여기 주파수에 의해 유발되는 진동을 쉽게 일으킬 수 있습니다. 따라서 회전 기계를 조립할 때는 움직이는 부품과 고정된 부품 사이의 간극에 주의해야 합니다. 또한, 대형 축류 팬에서는 서지 현상이 발생할 수 있으며, 증기 터빈에서는 베어링 오일막 진동이 발생할 수 있습니다. 요컨대, 터빈 진동 고장의 일반적인 원인을 숙지한 후에는 다양한 진동 측정 장비를 사용하여 진동을 관리하고 예방할 수 있습니다.
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게시 시간: 2026년 4월 29일