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설비관리에 있어서의 구름베어링의 진동계측(Vibration Measurement of Rolling Bearings for Maintenance)

전문가 제언: □ 구름베어링을 사용하는 데 있어서, 설계상의 기초가 되는 베어링에 가해지는 하중의 크기는 되도록 올바르게 산정하는 것이 중요하다. 보통의 계산에 의해 구한 하중에 대해서는 진동 등으로 인한 부가적 하중을 고려하여 경험적인 기계계수를 사용한다. 기계계수는 진동의 대소에 따른 계수로 1~3, 치차의 정밀도 정도에 따라 생기는 진동으로 인한 계수로 1.05~1.3, 벨트의 장력을 고려한 계수로 2~5 등을 계산에서 구한 하중에 곱하여 베어링에 가해지는 하중으로 한다.

□ 구름베어링의 수명에 대한 개념을 다음과 같이 생각해 볼 수 있다. 베어링은 일정한 시간동안 사용하면, 어느 시간이 경과한 후에는 피로 때문에 플레이킹이 발생하여 사용할 수 없게 된다. 플레이킹이 생기면 이상한 진동 · 소음이 발생하여 베어링의 수명이 다한다. 이것이 무사고 수명이다. 플레이킹이 당초 예상한 시간 후에 일어나면 정상이라고 말할 수 있으나, 예상하지 못한 단기간에 생긴 경우는 이상이라고 생각해야 한다. 또 윤활제의 수명이 다했을 때나, 윤활방법이 적절치 못한 경우는 눌어붙음이 일어나 기계가 정지되고, 지지체가 파손되어 원인을 알 수 없을 정도로 파손된다. 베어링 자체가 불량이거나, 베어링의 선택방법, 특히 틈새의 선택에 잘못되었거나, 축이나 하우징의 정밀도가 적정하지 못하였거나 등의 이유로 단기간에 플레이킹이나, 눌어붙음이 일어나는 경우가 있다. 이와 같이 베어링이 정상적인 수명을 다하지 못하고 파손되는 수명이 사고 수명이라고 볼 수 있다.

□ 정밀 진단의 목적은 이상 상태의 종류의 특정, 원인의 특정, 이상상태 정도의 정량화, 수복방법(修復方法) 및 시기의 결정이다. 이상(異常)의 검출방법 및 이상의 정량화에 관해서는 종래부터 많은 연구가 수행되어 실용화되고 있는데, 높은 정밀도화를 목적으로 적응필터를 이용한 환경 노이즈의 제거방법, 비정상상태의 검출능력에 효과적인 웨이블렛(Wavelet)의 적용 및 비선형성에 대한 카오스(Chaos)의 적용 등이 시도되고 있다. 이상에서 수복방법(修復方法)이나 시기의 결정에는 남은 수명의 진단 기술이 필요하다. 그러므로 앞으로의 정밀 진단의 과제는 남은 수명의 진단 기술이라고 말할 수 있다. 이 분야의 연구 · 개발이 활발히 수행되어 제조업의 생산성이 향상되기를 기대한다.

저자: Yoshinobu Akamatsu
자료유형: 학술정보