[논문]복합결함에 의한 AE신호의 조기결함 성능분석

[국내논문] 복합결함에 의한 AE신호의 조기결함 성능분석
Early Fault analysis of AE for Complex Fault Detection 원문보기

최병근 (경상대학교 에너지기계공학과) , 하정민 (경상대학교 에너지기계공학과) , 이정훈 (경상대학교 에너지기계공학과) , 이종명 (경상대학교 에너지기계공학과)

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본 논문에서는 복합적인 결함을 임의로 가한 실험 장비를 통하여 AE신호 패턴을 추출하고, 추출된 패턴으로부터 융합 신호처리 하여 복합결함 검출 성능을 분석하고, 가속도센서로 측정한 진동신호와 비교하여 AE신호의 신뢰성을 확보하고자 한다.

Tacho Meter와 Displacement Meter를 통하여 운전 성분을 확인하였으며, Accelerometer를 구동측과피구동측의 베어링하우징 주변에 설치하여 진동 신호 또한 저장하여 분석하여 AE신호와 비교하였다.
실험은 우선적으로 결함이 없을 때(정상상태)의 신호를 취득하고, 베어링 결함과 기어결함을 각각 취득 후 최종적으로 복합적인 결함일 때 신호를 취득하여 검출 성능을 분석하였다.
복합결함에 의한 AE신호의 조기결함에 대한 성능을 분석하기 위하여 AE신호 패턴을 추출하고, 추출된 패턴으로부터 융합 신호처리 하였다.

시험 결과, 취득된 AE신호는 융합신호처리를 통해 Fig. 2와 같이 나타났으며, 운전주파수(15Hz)와 이의 배수 성분들이 발생되고 있음을 확인 하였다.
또한 실험 도중 예기치 못한 기어의 정렬 불량으로 열처리가 되지 않은 피구동 기어에서 마모가 진행되었음을 확인할 수 있었다.
Fig. 4와 같이 베어링 내륜에 의한 결함(폭 0.3mm, 폭0.6mm)과 기어 결함이 복합적으로 적용된 실험 결과에선 진동신호와 AE신호 모두 결함을 파악하였으나, 진동신호 측정 결과 베어링 결함 정도에 따라 주파수 분석이 어려웠으나, AE신호의 처리 결과는 베어링 내륜의 결함정도에 따라 진폭의 피크치의 차이가 육안으로 쉽게 관찰 된다는 것을 알 수 있었다.
가속도센서로 측정한 진동신호와 비교한 결과 융합 신호 처리한 AE신호로부터 결함의 종류 외에도 결함 정도의 상태까지 접근 할 수 있었다.

결함을 조기에 발견하고 정비가 되어야 하는 상태 감시 시스템의 특성상 AE신호의 처리는 적합하다고 사료되며, 처리방법은 좀 더 낳은 방향으로 개선되어야 한다고 판단된다.

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