허일범
2001-09-04 22:40:00
6
113
안녕하세요.
저는 기어 진동에 대해 공부하고 있습니다.
공부를 하다보니 기어결함을 진단하는데 있어서 시간영역 방법과 스펙트럼 영역방법, 켑스펙트럼영역 방법등이 제시되던데, 이방법을 사용함에 있어서 각각의 주파수 분석 방법에 대해서,특히 스펙트럼 그래프와 켑스펙트럼 그래프를 분석하는 요령에 대해서 알고 싶습니다.
아무쪼록 잘 부탁 드리고 예시도 들어 주셨으면 더더욱 좋구요.
암튼 이 홈피에 무궁한 발전이...
저는 기어 진동에 대해 공부하고 있습니다.
공부를 하다보니 기어결함을 진단하는데 있어서 시간영역 방법과 스펙트럼 영역방법, 켑스펙트럼영역 방법등이 제시되던데, 이방법을 사용함에 있어서 각각의 주파수 분석 방법에 대해서,특히 스펙트럼 그래프와 켑스펙트럼 그래프를 분석하는 요령에 대해서 알고 싶습니다.
아무쪼록 잘 부탁 드리고 예시도 들어 주셨으면 더더욱 좋구요.
암튼 이 홈피에 무궁한 발전이...
질문하신분이 주파수 영역에서의 의미를 잘 모르시는것 같습니다.
가령 예를 들면 임의의 시간동안의 진동 신호를 받아서 주파수 분석을 하면 그림과 같은 신호를 주파수 특성 신호(spectrum)를 얻을수 있습니다. 이는 그 구간동안에 각 주파수성분이 그림과 같은 결과를 가지고 있다는것이지 시간이 지나면서 주파수가 증가한다는 것이 아닙니다. 결국 평균적으로 그렇다는것이기 때문에 반복된다는 것이지요.
그림을 보니까 각 그림의 scale이 잘 나와 있지 않아서 정확하게는 설명드릴수가 없습니다. 하지만 결함이 없는 신호는 그 크기가 상대적으로 작게 출력될것이고 결함이 있는 아래 신호는 클것 같습니다. 결국 진동이 toothmesh frequency에서 큰값으로 나온다는 예기죠.
그리고 위그림에서 Ghost는 일반적으로 기어에서 발생하는 Whine noise의 원인으로 기어 치형의 형상에 의해서 나오는 주파수 입니다. 이 부분으ㅡㄹ 해서하기 위해서는 기어의 Transmission error해석을 해야 됩니다. Toothmesh frequency는 1초 동안에 기어시스템에서 몇번 이빨이 부딪치는가 입니다.(앞 설명) 2xTM은 Toothmesh frequency의 2배란 뜻입니다. 일반적으로 1배, 2배 3배....등 계속되고 1배가 가장 큽니다.
글을 쓰다보니 정리가 잘 안된것 같군요. 추가적인 질문이 있으면 말씀하세요.
허일범님의 글
------------------------------------
감사드립니다.
많은 도움이 된것 같습니다.
그런데 스펙트럼을 읽을때, 아래 첨부파일그림을 보면 , frequency(Hz)값이 계속 증가하는것을 의미하는것 같은데, 이것은 진동주파수가 높아지는 것을 의미하는것인가요? 아니면 일정구간에서 반복되는것을 나타내는 것인가요?
이그림은 상태가 양호한 경우와 마모가 심한 경우의 비교 그림입니다.
이 자료에 대해서 약간의 해석을 덧붙여 주실수 있나요? 죄송합니다. 아직 초보라서.^^
----------------- [답 변] -------------------
가령 예를 들면 임의의 시간동안의 진동 신호를 받아서 주파수 분석을 하면 그림과 같은 신호를 주파수 특성 신호(spectrum)를 얻을수 있습니다. 이는 그 구간동안에 각 주파수성분이 그림과 같은 결과를 가지고 있다는것이지 시간이 지나면서 주파수가 증가한다는 것이 아닙니다. 결국 평균적으로 그렇다는것이기 때문에 반복된다는 것이지요.
그림을 보니까 각 그림의 scale이 잘 나와 있지 않아서 정확하게는 설명드릴수가 없습니다. 하지만 결함이 없는 신호는 그 크기가 상대적으로 작게 출력될것이고 결함이 있는 아래 신호는 클것 같습니다. 결국 진동이 toothmesh frequency에서 큰값으로 나온다는 예기죠.
그리고 위그림에서 Ghost는 일반적으로 기어에서 발생하는 Whine noise의 원인으로 기어 치형의 형상에 의해서 나오는 주파수 입니다. 이 부분으ㅡㄹ 해서하기 위해서는 기어의 Transmission error해석을 해야 됩니다. Toothmesh frequency는 1초 동안에 기어시스템에서 몇번 이빨이 부딪치는가 입니다.(앞 설명) 2xTM은 Toothmesh frequency의 2배란 뜻입니다. 일반적으로 1배, 2배 3배....등 계속되고 1배가 가장 큽니다.
글을 쓰다보니 정리가 잘 안된것 같군요. 추가적인 질문이 있으면 말씀하세요.
허일범님의 글
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감사드립니다.
많은 도움이 된것 같습니다.
그런데 스펙트럼을 읽을때, 아래 첨부파일그림을 보면 , frequency(Hz)값이 계속 증가하는것을 의미하는것 같은데, 이것은 진동주파수가 높아지는 것을 의미하는것인가요? 아니면 일정구간에서 반복되는것을 나타내는 것인가요?
이그림은 상태가 양호한 경우와 마모가 심한 경우의 비교 그림입니다.
이 자료에 대해서 약간의 해석을 덧붙여 주실수 있나요? 죄송합니다. 아직 초보라서.^^
----------------- [답 변] -------------------
감사드립니다.
많은 도움이 된것 같습니다.
그런데 스펙트럼을 읽을때, 아래 첨부파일그림을 보면 , frequency(Hz)값이 계속 증가하는것을 의미하는것 같은데, 이것은 진동주파수가 높아지는 것을 의미하는것인가요? 아니면 일정구간에서 반복되는것을 나타내는 것인가요?
이그림은 상태가 양호한 경우와 마모가 심한 경우의 비교 그림입니다.
이 자료에 대해서 약간의 해석을 덧붙여 주실수 있나요? 죄송합니다. 아직 초보라서.^^
E$$0000b.bmp
많은 도움이 된것 같습니다.
그런데 스펙트럼을 읽을때, 아래 첨부파일그림을 보면 , frequency(Hz)값이 계속 증가하는것을 의미하는것 같은데, 이것은 진동주파수가 높아지는 것을 의미하는것인가요? 아니면 일정구간에서 반복되는것을 나타내는 것인가요?
이그림은 상태가 양호한 경우와 마모가 심한 경우의 비교 그림입니다.
이 자료에 대해서 약간의 해석을 덧붙여 주실수 있나요? 죄송합니다. 아직 초보라서.^^
E$$0000b.bmp
스펙트럼을 이용한 기어결함진단방법에 대해서만 말씀드리겠습니다.
정확히 표현하면 스펙트럼영역이 아니라 주파수 영역에서 스펙트럼을 보는것입니다. 기어결함은 여러가지가 있을수 있습니다.
기어소음으로서 대표적인 것은 whine noise와 rattle noise가 았을수 있습니다. Whine noise는 기어 이빨이 가지는 profile error에 의해서 발생하며, 주로 high frequency소음으로서 일발적으로 `왱`하는 소리가 발생할수 있습니다. 이소음은 기어의 회전수에 비례하여 그 주파수가 따라 상승하며, 기어에서 발생하는 tooth mesh frequency의 배수에 해당하는 주파수 소음이 발생할수 있습니다. rattle noise는 일반적으로 기어에서 전달되는 power train계의 backlash에 의해서 발생하여 주로 낮은 주파수댕의 드르륵 소리가 납니다. 그 결과 소음은 기엉의 tooth mesh frequency에서 나올수 있으며, 축계의 회전방향 공진 성분이 존재하면 이 공진주파수의 소음이 발생할수 있습니다.
하지만 가장 현장에서 가장 빈번하게 발생하는 기어소음은 일반적으로 다음 2가지 인것 같습니다.
첫번째는 임의의 기어이빨 하나에 결함이 발생했을때 입니다. 가장 쉽게 알수 있는것은 소음을 주파수 분석(스펙트럼)해보면 어느 주파수의 소음(혹은 진동)이 매우 큰값을 가지고 있습니다. 이럴때 이 주파수가 구동계의 어는 축 회전수와 일치하는지, 혹은 어느축 회전수의 몇배성분(정수배)를 계산해보면 쉽게 어느기어의 이빨에 결함이 있는지를 알수 있습니다.
두번째는 기어의 tooth mesh frequency와 같은 소음이 발생하는것입니다. 이것은 앞에서 설명한 rattle noise일수도 있고 기어를 지지하는 베어링계, 축계 혹은 housing의 가공 오차 및 부하에 의한 처짐으로 정상적인 기어 맞물림이 되지 않을때 발생 합니다. 그러므로 소음(혹은 진동)에 대한 스펙트럼을 보고 그 주파수가 어느기어의 tooth mesh frequency를 알아서 그 기어주변을 확인해 보는 것입니다.
여기서 toothmesh frequency란 기어 맞물림주파수로서 가령 이빨이 20개인 기어가 600RPM 회전하면 tooth mesh frequency는 (600/60)*20=200Hz입니다.
캡스트럼도 이러한 주파수 분석과 마찬가지로 소리(혹은 진동)의 주파수를 찾아내는 하나의 technique로 알소 있습니다. 대부분의 기어결함 소음은 주파수 분석인 스펙트럼을 보면 알수 있고, 좀더 정확히 tooth mesh frequency인지 공진에 의한 소음인지를 알려면 waterfall선도, campbell diagram을 보면 됩니다. 현장에서 기어결함 진단을 할려면 제가보기에는 주파수 분석법에 치중하시고, 학교에서 공부를 하고있는 분이라면 캡스트럼, 혹은 wavelet등을 하는것이 좋을것 같습니다.
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안녕하세요.
저는 기어 진동에 대해 공부하고 있습니다.
공부를 하다보니 기어결함을 진단하는데 있어서 시간영역 방법과 스펙트럼 영역방법, 켑스펙트럼영역 방법등이 제시되던데, 이방법을 사용함에 있어서 각각의 주파수 분석 방법에 대해서,특히 스펙트럼 그래프와 켑스펙트럼 그래프를 분석하는 요령에 대해서 알고 싶습니다.
아무쪼록 잘 부탁 드리고 예시도 들어 주셨으면 더더욱 좋구요.
암튼 이 홈피에 무궁한 발전이...
정확히 표현하면 스펙트럼영역이 아니라 주파수 영역에서 스펙트럼을 보는것입니다. 기어결함은 여러가지가 있을수 있습니다.
기어소음으로서 대표적인 것은 whine noise와 rattle noise가 았을수 있습니다. Whine noise는 기어 이빨이 가지는 profile error에 의해서 발생하며, 주로 high frequency소음으로서 일발적으로 `왱`하는 소리가 발생할수 있습니다. 이소음은 기어의 회전수에 비례하여 그 주파수가 따라 상승하며, 기어에서 발생하는 tooth mesh frequency의 배수에 해당하는 주파수 소음이 발생할수 있습니다. rattle noise는 일반적으로 기어에서 전달되는 power train계의 backlash에 의해서 발생하여 주로 낮은 주파수댕의 드르륵 소리가 납니다. 그 결과 소음은 기엉의 tooth mesh frequency에서 나올수 있으며, 축계의 회전방향 공진 성분이 존재하면 이 공진주파수의 소음이 발생할수 있습니다.
하지만 가장 현장에서 가장 빈번하게 발생하는 기어소음은 일반적으로 다음 2가지 인것 같습니다.
첫번째는 임의의 기어이빨 하나에 결함이 발생했을때 입니다. 가장 쉽게 알수 있는것은 소음을 주파수 분석(스펙트럼)해보면 어느 주파수의 소음(혹은 진동)이 매우 큰값을 가지고 있습니다. 이럴때 이 주파수가 구동계의 어는 축 회전수와 일치하는지, 혹은 어느축 회전수의 몇배성분(정수배)를 계산해보면 쉽게 어느기어의 이빨에 결함이 있는지를 알수 있습니다.
두번째는 기어의 tooth mesh frequency와 같은 소음이 발생하는것입니다. 이것은 앞에서 설명한 rattle noise일수도 있고 기어를 지지하는 베어링계, 축계 혹은 housing의 가공 오차 및 부하에 의한 처짐으로 정상적인 기어 맞물림이 되지 않을때 발생 합니다. 그러므로 소음(혹은 진동)에 대한 스펙트럼을 보고 그 주파수가 어느기어의 tooth mesh frequency를 알아서 그 기어주변을 확인해 보는 것입니다.
여기서 toothmesh frequency란 기어 맞물림주파수로서 가령 이빨이 20개인 기어가 600RPM 회전하면 tooth mesh frequency는 (600/60)*20=200Hz입니다.
캡스트럼도 이러한 주파수 분석과 마찬가지로 소리(혹은 진동)의 주파수를 찾아내는 하나의 technique로 알소 있습니다. 대부분의 기어결함 소음은 주파수 분석인 스펙트럼을 보면 알수 있고, 좀더 정확히 tooth mesh frequency인지 공진에 의한 소음인지를 알려면 waterfall선도, campbell diagram을 보면 됩니다. 현장에서 기어결함 진단을 할려면 제가보기에는 주파수 분석법에 치중하시고, 학교에서 공부를 하고있는 분이라면 캡스트럼, 혹은 wavelet등을 하는것이 좋을것 같습니다.
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안녕하세요.
저는 기어 진동에 대해 공부하고 있습니다.
공부를 하다보니 기어결함을 진단하는데 있어서 시간영역 방법과 스펙트럼 영역방법, 켑스펙트럼영역 방법등이 제시되던데, 이방법을 사용함에 있어서 각각의 주파수 분석 방법에 대해서,특히 스펙트럼 그래프와 켑스펙트럼 그래프를 분석하는 요령에 대해서 알고 싶습니다.
아무쪼록 잘 부탁 드리고 예시도 들어 주셨으면 더더욱 좋구요.
암튼 이 홈피에 무궁한 발전이...
공지사항
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감사드립니다.
많은 도움이 된것 같습니다.
그런데 스펙트럼을 읽을때, 아래 첨부파일그림을 보면 , frequency(Hz)값이 계속 증가하는것을 의미하는것 같은데, 이것은 진동주파수가 높아지는 것을 의미하는것인가요? 아니면 일정구간에서 반복되는것을 나타내는 것인가요?
이그림은 상태가 양호한 경우와 마모가 심한 경우의 비교 그림입니다.
이 자료에 대해서 약간의 해석을 덧붙여 주실수 있나요? 죄송합니다. 아직 초보라서.^^
----------------- [답 변] -------------------
안녕하세요.
테크노넷 운영자께서 기어 결람진단에 대해 자세히 설명해주셨는데요.
참고로, Q&A - 소음/진동 119번에 진단방법에 대해 설명을 했습니다.
또, Q&A - 소음/진동 212에 변속기 Order Tracking에 의해 진단을 하는 내용을 PDF화일로 올려놓았습니다.
대학생이라니 1995년에 기어진동/소음 진단에 세미나가 열린적이 있습니다.
그것을 구해서 공부를 해보는것도 좋을것 같습니다.
"Gearbox Noise, Vibration and Diagnostics", IMechE Conference Transactions, 16-17 November, 1995.
위의 자료들을 참조로해서 본인이 직접 분석해 보십시오.
그럼.