시멘트 산업이 베어링 고장을 조기에 감지하는 방법

신호 처리 기법 가속 엔벨로핑은 가혹한 작업 환경으로 인해 베어링이 조기 고장에 취약한 시멘트 산업에서 널리 사용됩니다. 그 이유는 명백합니다. 속도 스펙트럼 측정과 같은 기존의 설비 상태 모니터링 기술의 한계를 극복하여 가장 초기 단계에서 베어링 고장을 감지할 수 있기 때문입니다.

이는 저수준의 반복적인 기계 진동 배경 속에서 고장 난 베어링의 진동 서명을 구별함으로써 이루어집니다. 이를 통해 부품의 마모율을 모니터링하고 그에 따라 유지보수 작업을 계획할 수 있습니다.

결함이 있는 베어링에서 나온 필터링되지 않은 파형은 저주파와 고주파가 혼합되어 있으며 뚜렷한 패턴이 없습니다. 가속도 엔벨로핑은 먼저 관심 있는 신호를 포함하는 주파수들만 격리하도록 신중하게 선택된 대역 통과 필터를 적용하여 이를 극복합니다.

반복되는 고주파 신호를 식별하는 필터링된 출력은 이후 정류 및 복조되어, 예를 들어 구름 요소가 궤도 결함 위를 지나갈 때 발생할 가능성이 높은 일정한 간격의 신호 ‘포락선'을 생성합니다. 샤프트 마찰과 같은 다른 소음 원인은 무작위이며 이러한 균일한 간격의 피크를 생성하지 않습니다.

가속도 포위 분석 기법에도 한계는 있습니다. 이 기술은 반복적인 금속 간 충격으로 나타나는 베어링 결함을 감지하기 때문에 개스킷이나 댐퍼와 같이 이를 차단하는 요인이 있는 경우 기계는 적용 범위를 벗어나게 됩니다. 게다가 결과를 해석하려면 오랜 모니터링을 통해 습득한 일정한 수준의 기술과 경험이 필요할 수 있습니다.

애플리케이션이 가속 포위 처리(acceleration enveloping)에 적합하고 신호를 해석할 수 있는 숙련된 인력이 있는 경우, 적절한 주파수 응답을 가진 진동 센서를 선택하는 것이 중요하다. 이 센서들은 감시 대상 부품 근처에 단단히 장착되어야 하며, 필요에 따라 수평, 수직 또는 축 방향의 움직임을 측정할 수 있도록 배치되어야 한다.

일반적인 크러셔 전동기의 경우, 예를 들어 가속도계가 구동단과 비구동단에 반경방향으로 장착되어 전동기 베어링 상태를 모니터링합니다. 한편, 기어박스 내에서는 입력 축의 축방향 가속도계를 통해 그 축에 작용하는 스러스트(추력)를 잘 파악할 수 있습니다.

시멘트 생산의 가혹한 조건은 베어링에 큰 부담을 줍니다. 광범위한 상태 기반 유지보수 체계의 일환인 가속도 포위 분석(acceleration enveloping)은 문제를 조기에 발견하여 고장이 나기 전에 자산의 수명을 연장하고, 기계 가동 시간을 극대화하며, 공장 효율성을 향상시킵니다.