패스너의 균열을 비파괴적으로 감지하기 | 전문가 팁
패스너의 균열은 엔지니어링 애플리케이션에서 구조적 무결성과 안전성을 손상시킬 수 있습니다. 이러한 균열을 조기에 발견하는 것이 중요합니다. 이 기사에서는 전통적인 비파괴 검사 방법과 최신 비파괴 검사(NDT) 방법을 모두 살펴봅니다.
우리가 매일 사용하는 기계의 동력이 무엇인지 궁금한 적이 있나요? 증기 터빈에서 전기 모터에 이르기까지 회전 기계는 다양한 산업에서 중요한 역할을 합니다. 이 블로그 게시물에서는 다양한 유형의 회전 기계와 그 구성 요소 및 기능에 대해 살펴봅니다. 마지막에는 이러한 기계가 어떻게 작동하는지, 그리고 우리 삶에서 회전 기계가 차지하는 중요성에 대해 명확하게 이해할 수 있을 것입니다. 현대 세계를 계속 돌아가는 매혹적인 메커니즘에 대해 자세히 알아보세요!
대부분의 기계에는 회전하는 부품이 통합되어 있습니다.
회전 기계는 회전 운동을 통해 주요 기능이 수행되는 기계, 특히 주요 부품이 고속으로 회전하는 기계를 말합니다.
회전 기계의 종류는 다양하며 증기 터빈, 가스 터빈, 원심 압축기, 발전기, 펌프, 수력 터빈, 팬, 전기 모터 등이 있습니다.
이러한 기계의 주요 구성 요소는 로터, 베어링 시스템, 고정자 및 유닛 케이스와 커플링으로 구성됩니다.
이러한 기계의 회전 속도는 분당 수십에서 수십만 회전까지 다양합니다. 일반적인 회전 기계의 몇 가지 예가 아래에 설명되어 있습니다.
증기 터빈은 증기의 에너지를 기계적인 작업으로 변환하는 회전 동력 기계로, 증기 로터라고도 합니다.
주로 발전용 원동기로 사용되지만 다양한 펌프, 팬, 컴프레서, 선박 프로펠러를 직접 구동할 수도 있습니다.
또한 증기 터빈의 배기 또는 중간 추출은 제조 및 가정 환경 모두에서 난방 수요를 충족하는 데 활용할 수 있습니다.
원심 컴프레서는 로터를 통해 기체에 에너지를 전달하여 압력을 높이는 방식으로 작동합니다.
단일 또는 여러 단계로 구성될 수 있습니다. 이 유형의 컴프레서는 터보 컴프레서라고도 하는 로터리 블레이드 컴프레서의 범주에 속합니다.
원심 압축기 내에서 로터의 고속 회전은 가스에 원심력을 가하고 디퓨저 채널의 팽창은 가스 압력을 더욱 증가시킵니다.
발전기는 다양한 형태의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기계 장치입니다.
2차 산업혁명 시대에 시작된 이 기술은 1866년 독일 엔지니어 지멘스에 의해 처음 개발되었습니다.
수력 터빈, 증기 터빈, 디젤 엔진 또는 기타 기계 장치로 구동되는 발전기는 물의 흐름, 공기 흐름, 연료 연소 또는 핵분열에서 생성된 에너지를 기계 에너지로 변환합니다.
이 기계 에너지는 발전기에 의해 전기 에너지로 변환됩니다. 발전기는 산업 및 농업 생산, 국방, 기술 및 일상 생활에서 광범위하게 응용되고 있습니다.
워터 펌프는 액체를 이송하거나 압력을 가하도록 설계된 기계 장치입니다.
원동기의 기계적 에너지 또는 기타 외부 에너지원을 액체로 전달하여 에너지를 향상시킵니다.
주로 물, 오일, 산염기 용액, 에멀젼, 현탁액, 액체 금속 등 다양한 액체를 운반하는 데 사용됩니다.
이 펌프는 액체와 기체의 혼합물뿐만 아니라 부유 물질이 포함된 액체도 처리할 수 있습니다.
팬은 기계 에너지의 입력에 의존하여 가스 압력을 높이고 가스를 배출하는 기계 장치입니다.
배기 압력이 1.5×10 미만인 구동 유체 기계의 일종입니다.5Pa. 팬은 공장, 광산, 터널, 냉각탑, 차량, 선박 및 건물에서 환기, 먼지 배출 및 냉각을 위해 널리 사용됩니다.
또한 보일러의 환기 및 통풍에도 사용됩니다. 산업용 용광로공조 장치 및 가전제품의 냉각 및 환기, 곡물 건조 및 선별, 풍동 기류, 호버크래프트의 팽창 및 추진에 사용됩니다.
전기 모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 장치입니다. 자기장 내에서 전기가 통하는 코일이 힘에 의해 회전하는 현상을 기반으로 설계되었습니다.
모터는 사용되는 전원에 따라 직류 모터와 교류 모터로 분류됩니다.
전력 시스템의 대부분의 모터는 교류 모터로, 동기식 또는 비동기식일 수 있습니다. 전기 모터는 주로 고정자와 회전자로 구성됩니다.
자기장에서 전기가 통하는 전선에 가해지는 힘의 방향은 전류의 방향과 자기장 선과 관련이 있습니다.
전기 모터의 작동 원리는 자기장이 전류에 가하는 힘에 의해 모터가 회전하는 것입니다.
회전 기계의 주요 기능은 회전하는 구성 요소에 의해 실행되며, 로터는 가장 중요한 요소입니다.
비정상적인 진동과 소음은 회전식 기계의 오작동을 나타내는 주요 지표입니다. 진폭, 주파수, 시간 영역으로 나타나는 진동 신호는 기계에 대한 중요한 고장 정보를 알려줍니다.
따라서 다양한 고장 조건에서 회전 기계의 진동 메커니즘에 대한 포괄적인 이해는 효과적인 작동 모니터링과 고장 진단의 정확도를 높이는 데 필수적입니다.
기계 진동의 특성에 따라 회전 기계 진동은 크게 세 가지 범주로 분류할 수 있습니다:
동기 진동이라고도 하는 강제 진동은 지속적이고 주기적인 외부 여기 힘으로 인해 발생합니다.
이러한 유형의 진동은 외부 환경으로부터 지속적으로 에너지를 끌어와 댐핑으로 인한 에너지 손실을 상쇄하여 시스템 내에서 일정한 진동 진폭을 유지합니다.
특히 진동 자체는 교란력에 영향을 미치지 않습니다. 강제 진동의 일반적인 원인으로는 로터 질량 불균형, 잘못 정렬된 커플링, 로터의 정적 마찰, 느슨한 기계 부품, 로터 요소 또는 베어링의 손상 등이 있습니다.
강제 진동의 특성 주파수는 항상 교란 힘의 주파수와 동일합니다. 예를 들어, 로터 질량 불균형으로 인해 유도되는 강제 진동은 회전 속도 주파수와 일관되게 일치하는 진동 주파수를 나타냅니다.
자체 여기 진동은 작동 중 기계의 내부 움직임에 의해 발생하는 교대 힘으로 인해 발생합니다. 이러한 교대력은 진동이 멈추면 자연스럽게 중단됩니다.
자체 여기 진동 주파수는 외부 여기 주파수와 무관하게 기계의 고유(또는 임계) 주파수에 해당합니다.
회전 기계에서 자체 여기 진동의 일반적인 증상으로는 오일 소용돌이 및 유막 진동이 있으며, 주로 로터 내부 저항과 정적 및 동적 구성 요소 간의 마찰로 인해 발생합니다.
강제 진동에 비해 자체 여기 진동은 더 갑작스럽고 더 높은 진동 강도로 발생하여 짧은 시간 내에 심각한 기계 손상을 일으킬 수 있습니다.
비정지 강제 진동은 외부 교란에 의해 트리거되는 강제 진동의 변형입니다.
교란의 주파수를 공유하지만, 특이하게도 진동 자체는 교란의 크기와 위상에 상호 영향을 미칩니다. 따라서 진동의 진폭과 위상이 모두 변동합니다.
예를 들어, 로터 샤프트의 국부적인 불균일한 열 변형은 로터에 불균형한 질량을 효과적으로 추가하여 진동 진폭과 위상의 변화를 일으킵니다.
이러한 진폭과 위상의 변화는 고르지 않은 열 변형의 크기와 위치에 영향을 미쳐 강제 진동에 지속적인 변화를 가져옵니다.
이러한 진동 유형을 이해하는 것은 효과적인 상태 모니터링 전략을 구현하고 회전식 기계에 대한 고급 고장 진단 알고리즘을 개발하는 데 매우 중요합니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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