가속도 복조를 통해 베어링 문제 식별

Apr 30, 2023

가속 복조(gD)는 기존 베어링 결함을 식별하려는 모든 사람에게 유용한 기술입니다. 실제로 이러한 유형의 기술을 적절하게 사용하면 모터, 펌프, 팬, 압축기 또는 기어박스와 같은 회전 장비가 경고 없이 고장날 이유가 거의 없습니다. 복조의 가장 큰 장점은 롤링 요소 베어링의 상태를 식별하는 능력에 있지만 윤활 효과와 부적절한 기어 맞물림을 식별하는 데도 유용한 도구입니다.

역사

상업적인 복조의 탄생은 1980년대 중반 IRD Mechanalytic의 Spike Energy 기술을 통해 효과적으로 시작되었습니다. 이 기술은 처음에는 전체 진동 측정만 제공했습니다. 회사가 Spike Energy Spectrum 측정에 대한 후속 조치를 취한 후, 다른 진동 회사는 잠재적으로 계획되지 않은 가동 중지 시간을 유발할 수 있는 기계 관련 문제를 식별하려는 최종 사용자의 노력으로 얻을 수 있는 이점 때문에 신속하게 자체 솔루션 개발을 모색했습니다.

BCU(베어링 상태 장치)부터 HFE(고주파 포위), gE(가속도 포위) 및 가속도 복조에 이르기까지 모두 잘 작동했지만 유사한 결과를 얻기 위해 약간의 변형이 사용되었습니다. 일부 버전은 하나의 고역 통과 또는 다중 대역 통과(BP) 필터를 사용했지만 다른 버전은 고역 통과 필터(Fmax가 저역 통과 필터 역할을 함)만 사용하여 성공했습니다. 신호 정류는 회사에서 반파 대 전파 정류 회로를 사용하는 진동 분석 기술의 일부이기도 합니다. 이러한 모든 기술의 공통점은 긍정적인 결과를 얻었다는 것입니다. 그러나 신호 처리 기술로서 좋은 결과를 얻으려면 다음과 같은 몇 가지 요소를 고려해야 합니다.

신호가 센서에 도달하기 위해 얼마나 많은 재료를 통과합니까? 센서와 결함이 있는 베어링/기어 사이의 거리가 결과, 특히 진폭에 영향을 미칩니다.

가장 넓은 동적 측정 범위를 제공하는 나사형 스터드로 장착됩니까, 아니면 다른 방법을 사용하여 센서를 장착합니까?

일부 필터는 결함 에너지를 필터링하여 결함 신호를 숨길 수 있는 반면, 다른 필터는 결함 신호를 캡처하도록 허용할 수 있습니다.

gD 프로세스에 대한 간략한 개요는 다음과 같습니다(이미지 1). 원시 가속도 파형에 고역 통과 필터를 적용하여 더 낮은 주파수를 제거합니다. 다음으로 나머지 신호를 수정합니다. 그런 다음 저역 통과 필터(측정을 위한 Fmax)를 적용하고 결과 파형에 대해 FFT(고속 푸리에 변환) 분석을 수행합니다.

다음 사례 연구에서는 가속 복조를 사용하여 다양한 제조 환경에서 결함 있는 베어링을 식별하는 방법을 보여줍니다.

사례 연구 1번: 중요한 모터의 베어링 결함

gD는 이전에 예정된 8월 수리 중단 이전에 5개월의 리드 타임을 제공할 수 있을 만큼 일찍 제조 시설의 중요 모터에서 베어링 결함을 확인했습니다. 이 경우 제조업체가 사용하는 상태 모니터링 시스템인 무선 MEMS(Micro-Electromechanical) 시스템에서 생성된 많은 측정값을 조합하여 6가지 서로 다른 진동 매개변수에 대해 매월 180개의 판독값을 제공하고 꾸준한 추세 플롯을 제공하여 최종 사용자에게 결과를 제공했습니다. 계획된 가동 중단까지 중요한 자산을 계속 운영할 수 있다는 확신. 모터의 결함 식별 및 중요성으로 인해 예비 부품이 현장에 있었고, 공장 유지 관리 팀은 계획된 가동 중지 시간 이전에 기계 상태가 크게 저하될 경우 기계를 교체할 준비가 되어 있었습니다.

상태 모니터링 시스템의 여러 일일 측정과 복조 기술 덕분에 롤링 요소 베어링이 있는 플랜트 자산의 균형에 대한 경보에 대한 연중무휴 응답의 필요성이 제거될 수 있었습니다. 이 경우 복조된 측정과 가속 FFT에서 BPFO(Ball Pass Frequency Outer Race) 피크가 분명하게 나타났습니다. 이는 일반적으로 베어링의 결함 수준이 심각함을 나타냅니다.