2019년 하반기 일반직 신입사원(채용형 인턴) 사회형평(보훈 ... 한국수자원공사 - 1 - 2019년 하반기 일반직 신입사원(채용형 인턴) 사회형평(보훈,
Field Balancing 의 절차와 방법 최 성 필 박사 ㈜터보링크 한국수자원공사 교육...
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Field Balancing 의 절차와 방법 Field Balancing 의 절차와 방법
최 성 필 박사㈜터보링크
한국수자원공사 교육 자료 (2005. 9. 8)
2
Balancing 이란 ?
ISO 1925
회전체의 질량 분포를 조사하고 필요하다면 저널의 진동과 베어링의 작용력들이 운전속도에 대응하는 주파수에서 특정한 한계 내에 있도록 조정하는 절차
ISO 1925
회전체의 질량 분포를 조사하고 필요하다면 저널의 진동과 베어링의 작용력들이 운전속도에 대응하는 주파수에서 특정한 한계 내에 있도록 조정하는 절차
3
Balancing Machine
Shop Balancing Field Balancing
Low Speed Balancing Machine
Soft Mount Type
Hard Mount Type
High Speed Balancing Machine
Soft Mount Type
Hard Mount Type
Balancing
4
불평형 원인
Manufacturing ( 제작 ) 소재 밀도 (material density) 의 불균일 가공 정밀도 비대칭 형상 Etc.
Assembly ( 조립 ) 조립 공차
Operation 부식 이물질 부착
5
회전체 분류 (ISO)
Rigid Rotor( 강성 회전체 ) 양면 밸런싱으로 수정가능한 로터로써 , 로터의 최대 운전속도까지
승속하여도 잔류 불평형량이 변하지 않는 로터 .
Flexible Rotor( 탄성 회전체 ) Rigid Rotor 를 제외한 모든 로터
Rigid Rotor Flexible Rotor
Speed (N)
Am
plit
ud
e
1st Critical Speed for Flexible Mode
6
밸런싱 용어
Unbalance Unit: g·mm
U = m x r
7
밸런싱 용어
Unbalance Static Unbalance
Couple Unbalance
Dynamic Unbalance
F
Cg
e
F1
F2
Cg
F1
F2
StaticUnbalance
CoupleUnbalance
DynamicUnbalance
Principle inertia axis
Shaft axis
CgPrinciple inertia axis
Shaft axis
8
허용잔류불평형
Balancing Grade for Rigid Rotor ISO 1940
API
max 6350 [g mm]
Journal static load [kg]
Max. speed [rpm]
WU
NW
N
9
허용잔류불평형
Balancing Grade for Rigid Rotor ISO 1940
10
허용잔류불평형
Example for Turbine Rotor Rotor Weight 400 kg
Max. Speed 10,000 rpm
ISO 1940 G2.5
API
max
2006350
10000
= 127.0 [g mm]
kgU
rpm
max 2.4 400
= 960.0 [g mm]
U m kg
11
밸런싱 방법
Graphic Method: Single Plane Vector method
4 Run method
Static couple method
Influence Coefficient Method: Multi Plane Standard influence coefficient method
Least square influence coefficient method
Modal Method Critical speed mode shape, Modal influence balancing coefficients
12
밸런싱 방법
Phase Angle
High Spot
Phase Angle
High Spot
Phase Reference Pickup
Vibration PickupPhase Angle (θ)
T
t
360t
T
Heavy Spot Angle (θ)
Heavy Spot
13
밸런싱 방법
Phase Angle
High Spot
+ Phase Angle
High Spot
Phase Reference Pickup
Vibration Pickup
Heavy Spot Angle (θ)
T
t
360t
T - 90˚
- 90˚
Phase Angle (θ)
360t
T
Heavy Spot
14
밸런싱 방법 (Single plane) Vector Method
Zo : 초기진동 벡터
ZT : 시험질량을 취부한 진동벡터
= Zo+ T.W
Zo
ZT
T.W
ZT - ZO
C.WZo – ZT : 시험질량만의 효과
T.W : 시험질량C.W : 수정질량
15
밸런싱 방법 (Single plane)
Vector Method
0
0
0
0
0
T T
T
T
a U
a U
a
Z
Z U
U
Z U
U a
a
0T
T
Z
Ua
Z
00
T
T
a UU
Z Z
0
T
Z
Z
0
( )T TU W
U
a
초기 진동 벡터
시험 질량을 취부한 진동 벡터
초기 불평형량
시험 질량을 취부한 불평형량
영향계수
16
밸런싱 방법 (Single plane)
Vector Method
0 25 95Z
30 175TZ
35 220TW
10 180Tm g
10 : 35 : 25
10 25
35
7.14
C
C
c
g m m m
g mm
m
g m
0 25 95Z
30 175TZ 35 220TW
35 220TW
10 180Tm g
7.14 55Cm g 235 o
0Z
0
0 0 0 0 00
( )
( ) 180 (95 180 ) 220 235
c T T
c T T
m m Z W
m m Z W
7.14 235Cm g
17
밸런싱 방법 (Two plane)
Pick Up Pick Up
Phase
Plane 2 Plane 1
F N
18
밸런싱 방법 (Two plane)
180o0o
90o
360o
180o
N
Plane 1
Initial vibration
0o
90o
360o
F
Plane 2
Rotation
Phase
19
밸런싱 방법 (Two plane)
90o
360o
180o
N2
Plane 1
Trial weight – plane 1
0o
90o
360o
180o
F
Plane 2
A
F2
N
0o
Rotation
Phase
20
밸런싱 방법 (Two plane)
90o
360o
180o
Plane 1
Trial weight – plane 2
0o
90o
360o
180o
F
Plane 2
F3
N3 N
0o
Rotation
Phase
21
밸런싱 방법 (Two plane)
90o
360o
180o
- N
Plane 1
Trial weight – plane 2
0o
90o
360o
180o
F
Plane 2
N
- F
A
A + (B) = - N B + (A) = - F
0o
Rotation
Phase
22
0 deg
90
180
270
o
No.1 end
Static component
No. 1 end No. 2 ends
N0. 1 dynamic component
N0. 2 dynamic component
A
C
BNo.2 endN0. 2
dynamic component
N0. 1 dynamic component
B
A
밸런싱 방법
Static/Couple Method
23
밸런싱 방법
Modal Balancing Mode Shape
Modal Distribution
24
밸런싱 프로그램
Input Module
25
밸런싱 프로그램
Input Module
26
밸런싱 프로그램
Input Module
27
밸런싱 프로그램
Output Module
28
회전체 분류 (ISO)
Class 1 : Rigid Rotor : These rotors may be balanced in any two
arbitrary axial planes and will remain in balance throughout the
operating speed range
(ex., Gear wheel etc.)
Class 2 : Quasi-flexible Rotors : These rotors are not perfectly rigid but
may be adequately balanced in a low-speed balancing machine and
will maintain smooth operation throughout the speed range
(ex., Shaft with grinding wheel, Jet-engine compressor rotor, Printing-
press roller, Computer memory drum, Five-stage centrifugal pump,
Multistage pump impeller, Impeller pump, Steam turbine rotor)
Single and two plane constant-speed balancing is usually adequate
29
회전체 분류 (ISO)
Class 3 : Flexible Rotors : These rotors cannot be balanced in a
low-speed balancing machine and require one or more high-speed
trim plane corrections
( ex : Generator rotor etc.)
Class 4 : Flexible-attachment Rotors : These rotors have
components within themselves or flexibly attached
(ex : Rotor with centrifugal switch)
Class 5 : Single-speed Flexible Rotors : These rotors could be class
3 flexible rotors but are balanced for operation at one speed only
(ex : High-speed motor)
A least-squared-error influence coefficient
or combined modal technique is preferred