기어 펌프용 롤러 베어링의 상태 진단

키워드

확장요약문

본 연구에서는 기어펌프에 사용하는 롤러 베어링의 상태 감시 및 진단 사례를 소개한다. 상태 감시를 위해 SPM HD, HD ENV 기법과 기존의 진동해석 기법을 비교 분석한다. SPM HD는 쇽펄스 전용 센서와 고도화된 필터링을 통해 가속도 센서를 사용하는 일반적인 진동 스펙트럼 분석보다 훨씬 초기에 베어링의 결함 상태를 파악할 수 있다. HD ENV는 일반적인 표준형 가속도계를 사용하나 다수의 대역통과 필터링과 엔빌로핑을 통해 결함의 진행상태를 파악한다. 본 연구에서는 롤러 베어링에 세 가지 감시기법을 동시에 적용하여 상태를 진단하고 베어링을 열어 상태를 직접 확인하여 진단성능을 비교하였다. Fig. 1은 기어펌프의 구성도와 측정지점을 보인다. SPM 사의 DuoTech 센서로 쇽펄스와 가속도를 동시에 측정하였고, 신호 취득에는 Intellinova를, 진단에는 Condmaster Ruby를 사용하였다. Fig.2는 HDm과 HDc의 추세 감시 결과이다. HDm의 위험구간 진입 시점에서 베어링을 분해하여 관찰한 결과, Fig.3과 같이 다수의 베어링에서 열화기인 심한 마모를 확인하였다. Fig. 4 a)의 SPM HD 스펙트럼에서 롤러결함주파수에서 뚜렷한 피크가 관찰되었고, 동시에 측정한 가속도 신호를 엔빌로핑 처리한 HD ENV 스펙트럼에서는 롤러결함 주파수의 피크가 훨씬 작게 관찰되었다. 가속도 신호의 단순 푸리에 변환 스펙트럼은 Fig. 4 c)와 같이 롤러결함주파수에서 피크를 전혀 보이지 못하고, 회전 관련 주파수에서만 피크가 관찰되었다. 이러한 결과는 SPM HD의 베어링 결함 조기 진단성능이 가장 우수함을 입증한다.