모터 기어박스에 과도한 진동이 발생하는 원인은 무엇입니까?

모터 기어박스의 과도한 진동은 운전자나 유지보수 기술자가 무시해서는 안 되는 위험 신호입니다. 회전하는 기계에는 일정 수준의 진동이 내재되어 있지만 강도가 증가하거나 특성이 변경되면 조기 고장, 비용이 많이 드는 가동 중지 시간, 심지어 안전 위험까지 초래할 수 있는 근본적인 문제를 나타내는 경우가 많습니다. 이러한 진동의 근본 원인을 이해하는 것은 효과적인 문제 해결과 모터 기어박스의 수명을 유지하는 데 중요합니다.

여기서는 과도한 진동의 주요 원인을 살펴보겠습니다.

1. 정렬 불량: 침묵의 살인자

오정렬은 틀림없이 모터 기어박스 진동의 가장 일반적인 원인이자 가장 파괴적인 원인 중 하나입니다. 모터 샤프트와 기어박스 입력 샤프트가 완전히 동심이거나 평행하지 않으면 회전할 때마다 샤프트에 굽힘력이 가해집니다. 이러한 지속적인 응력은 진동으로 나타나며 모터 기어박스 내 베어링, 씰 및 기어의 마모를 빠르게 가속화합니다.

정렬은 각도(특정 각도의 샤프트), 평행(샤프트는 평행하지만 오프셋) 또는 이 둘의 조합일 수 있습니다. 사소해 보이는 오정렬도 시간이 지남에 따라 심각한 영향을 미쳐 초기 부품 피로로 이어질 수 있습니다.

2. 불균형: 질량의 고르지 못한 분포

불균형은 회전하는 부품의 질량이 회전축 주위에 고르게 분포되지 않을 때 발생합니다. 이는 모터 로터, 커플링을 포함하여 모터 기어박스 어셈블리의 다양한 부품에서 발생할 수 있으며, 정밀하게 제조되거나 조립되지 않은 경우 특정 기어에서도 발생할 수 있습니다. 불균형한 부품이 회전하면 회전할 때마다 방향이 바뀌는 원심력이 생성되어 강력한 동기식 진동이 발생합니다. 이러한 유형의 진동은 속도에 따라 달라지는 경우가 많습니다. 즉, 회전 속도가 높아질수록 진동도 증가합니다.

3. 마모되거나 손상된 베어링

베어링은 모터 기어박스 내에서 회전 샤프트를 지지하고 마찰을 줄이는 중요한 구성 요소입니다. 시간이 지남에 따라 무거운 하중, 부적절한 윤활, 오염 또는 제조 결함으로 인해 베어링이 마모되거나 손상될 수 있습니다.

베어링 성능 저하의 일반적인 징후로는 궤도의 구멍, 박리, 브리넬링 또는 케이지 손상 등이 있습니다. 이러한 결함은 샤프트의 원활한 회전을 방해하여 진동 분석을 통해 식별할 수 있는 뚜렷한 진동 패턴을 생성합니다. 고장난 베어링은 종종 고주파의 복잡한 진동 신호를 생성합니다.

4. 장비 마모 및 손상

모터 기어박스의 주요 기능은 기어 시스템을 통해 토크를 전달하고 속도를 조정하는 것입니다. 이 기어의 상태가 가장 중요합니다. 시간이 지남에 따라 기어는 다음과 같은 다양한 형태의 마모 및 손상을 겪을 수 있습니다.

• 피팅: 피로로 인해 기어 톱니에 작은 표면 결함이 발생합니다.
• 스폴링: 더 넓은 영역의 재료 손실, 종종 피팅으로 인한 진행.
• 점수: 부적절한 윤활 또는 과도한 하중으로 인해 재료가 한 치아 표면에서 다른 치아 표면으로 이동하여 손상됩니다.
• 치아 파손: 가장 심각한 형태의 손상으로, 심각한 불균형과 잠재적인 치명적인 고장을 초래합니다.
• 착용: 지속적인 마찰로 인해 톱니 두께 또는 프로파일이 일반적으로 감소합니다.

이러한 문제는 기어 톱니의 원활한 맞물림을 방해하여 마찰, 소음 및 특히 "기어 맞물림" 주파수라고 불리는 고주파 진동을 증가시킵니다.

5. 느슨한 구성 요소

단단히 고정되지 않은 구성 요소로 인해 진동이 증폭되거나 발생할 수도 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 느슨한 장착 볼트: 모터 기어박스가 기초나 베이스에 볼트로 단단히 고정되어 있지 않으면 전체 장치가 과도하게 진동할 수 있습니다.
• 느슨한 커플링 볼트: 모터를 기어박스에 연결하거나 기어박스를 구동 장비에 연결하는 볼트가 느슨해져 유격과 진동이 발생할 수 있습니다.
• 느슨한 내부 구성 요소: 드문 경우지만, 모터 기어박스 내의 키나 서클립과 같은 내부 요소가 느슨해져서 덜거덕거리거나 진동이 발생할 수 있습니다.

6. 기초와 구조적 공명

모터 기어박스의 내부 문제는 직접적으로 발생하지 않지만 기초 또는 지지 구조는 진동 관찰에 크게 기여할 수 있습니다. 기초 또는 주변 구조 요소의 고유 주파수가 모터 기어박스의 작동 주파수(또는 고조파)와 일치하면 공진이 발생할 수 있습니다. 공진은 진동을 극적으로 증폭시켜 잠재적으로 기어박스 자체를 훨씬 넘어서는 손상을 일으킬 수 있습니다. 약하거나 부적절하게 설계된 기초도 기존 진동을 약화시키지 않고 전달할 수 있습니다.

7. 기타 요인

• 전기 문제(모터별): 느슨한 고정자 권선, 회전자 바 문제 또는 고르지 않은 공극과 같은 전기 모터 자체 내의 문제로 인해 기어박스로 전달되는 자기 진동이 발생할 수 있습니다.
• 윤활 문제: 불충분하거나 오염된 윤활은 마찰 증가, 과열, 기어 및 베어링 마모 가속화로 이어질 수 있으며, 이 모두는 진동의 원인이 됩니다.
• 공기역학적/유압력: 팬, 펌프 또는 모터 기어박스로 구동되는 기타 유체 이동 장비와 관련된 응용 분야에서 불균형이나 흐름 교란으로 인해 심각한 진동이 발생할 수 있습니다.
• 외부 힘: 외부 소스의 충격, 구동 장비의 불균등한 부하 또는 프로세스 관련 교란으로 인해 모터 기어박스 시스템에 진동이 발생할 수도 있습니다.

결론

모터 기어박스의 과도한 진동을 해결하려면 진동 분석, 열화상, 철저한 육안 검사 등 체계적인 접근 방식이 필요합니다. 이러한 경고 신호를 무시하면 사소한 문제가 심각한 고장으로 확대될 수 있으므로 기계의 안정적이고 효율적인 작동을 보장하기 위해 사전 유지 관리와 적시 개입의 중요성이 강조됩니다.