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제안 방법
- 해상에서의 추진 축계 고장은 치명적일 수 있다. 그 중, 축계에 한 몫을 담당하고 있는 선박용 감속 기어의 진동 특성을 확인하고자 700 kW급 감속기어를 대상으로 가속도계를 이용해 취득한 신호의 주파수 기반 분석을 수행하였다. 특히 엔진 그리고 기어박스의 기어, 베어링 및 프로펠러 진동에 초점을 맞추었다.
- 그 중, 축계에 한 몫을 담당하고 있는 선박용 감속 기어의 진동 특성을 확인하고자 700 kW급 감속기어를 대상으로 가속도계를 이용해 취득한 신호의 주파수 기반 분석을 수행하였다. 특히 엔진 그리고 기어박스의 기어, 베어링 및 프로펠러 진동에 초점을 맞추었다.
- 1에 보인다. 가속도는 3축을 동시에 측정하였으며, Fig.1과 같이 Bearing A와 Bearing B 그리고 기어박스의 케이스면 상부에서 엔진 회전 수를 고정한 상태로 각각 다른 시간대에 계측을 수행하였다. 엔진 회전수는 엔진 풀리(pulley)에서 직접 수집되었다.
- 5~4500 Hz이고, 최대 측정 가능 진폭은 피크(peak)값으로 ±50 g이다. 신호 취득 샘플링률은 계측 당시 엔진의 최대 회전수에 대한 클러치 하우징 기어의 잇수(동력을 전달하는 축 위에 장착된 기어 중 잇수가 가장 많다.)를 기준으로 하고, 통상 기어 실패에 의해 발생할 수 있는 기어 이빨 통과 주파수(GMF)의 3차 하모닉(harmonic)까지 고려하여 16,384 S/s로 설정하였다. (1430 / 60 x 44 x 3 = 3146 Hz)
- (1)(2)(4) 베어링의 경우 내륜이 고정인 것과 외륜이 고정인 것에 대한 계산 방식이 각각 있으나, 실험 대상 기어박스에는 외륜 고정형으로 사용하고 있어서 외륜 고정 기준 계산식을 사용하였다.
- 분석 대상 감속기어에 장착된 베어링의 사양을 직접 확인할 수는 없었으나 사용된 베어링의 제조사와 번호를 알고 있어서 제조사 홈페이지에서 제공하는 베어링 CAD 도면을 활용하여 필요 사양을 획득하였다.
- 주파수 해상도는 0.5 Hz이며, 수집된 데이터는 Fig.4 같이 2초 간격으로 분할하고 다시 분석 블록의 50 %씩을 왼쪽으로 이동시켜 각각에 대해 FFT를 수행한 후 Contour map으로 만들었다. 이는 오버랩(Overlap) 되지 않은 시간 사이에서도 발생되는 진동의 상태도 함께 관찰하기 위해서 이다.
대상 데이터
- 1과 같이 Bearing A와 Bearing B 그리고 기어박스의 케이스면 상부에서 엔진 회전 수를 고정한 상태로 각각 다른 시간대에 계측을 수행하였다. 엔진 회전수는 엔진 풀리(pulley)에서 직접 수집되었다. 엔진은 6 실린더(cylinder), 4 스트로크(stroke) 중속 디젤엔진으로 주 진동 차수는 엔진 회전 주파수의 3차이다.
- 엔진 회전수는 엔진 풀리(pulley)에서 직접 수집되었다. 엔진은 6 실린더(cylinder), 4 스트로크(stroke) 중속 디젤엔진으로 주 진동 차수는 엔진 회전 주파수의 3차이다. 계측에 사용된 장비와 설정값은 Fig.
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