미스얼라인먼트의 종류와 기계 진동 문제 해결법

미스얼라인먼트의 종류와 기계 진동 문제 해결법

 

 

 

 

1. 개념

 

  - 미스얼라인먼트(Misalignment)는 회전하는 기계 요소(모터, 펌프, 팬, 기어박스 등) 간의 축이 올바르게 정렬되지 않고

    어긋난 상태를 의미함
  - 정렬 불량이 발생하면 기계에 불필요한 진동과 하중이 가해지며, 베어링, 커플링, 기어 등의 부품에 과도한 응력이

    작용하여 손상을 초래할 수 있음

 

 

 

 

2. 미스얼라인먼트의 종류
미스얼라인먼트는 크게 평행 미스얼라인먼트 (Parallel Misalignment) 와 각도 미스얼라인먼 (Angular Misalignment)

두 가지 형태로 분류되며, 이들이 결합된 복합 미스얼라인먼트 (Combination Misalignment) 형태도 존재함

(1) 평행 미스얼라인먼트 (Parallel Misalignment)
  - 두 축이 서로 평행하지만 중심선이 일치하지 않는 경우
  - 수평 방향 (Horizontal) 또는 수직 방향 (Vertical)으로 발생할 수 있음
  - 커플링과 베어링에 추가적인 응력이 발생하여 마모와 과열을 유발

(2) 각도 미스얼라인먼트 (Angular Misalignment)
  - 두 축이 동일한 중심선을 공유하지 않고, 특정 각도로 기울어진 경우
  - 기계 부품의 회전 시 커플링에서 반복적인 휨(Flexing)과 응력이 발생함
  - 베어링과 커플링의 수명을 단축시키고, 심한 경우 축 손상을 초래할 수 있음

(3) 복합 미스얼라인먼트 (Combination Misalignment)
  - 평행 및 각도 미스얼라인먼트가 동시에 발생하는 형태
  - 가장 흔하게 발생하는 미스얼라인먼트 유형으로, 진동 및 기계적 부하가 증가함
  - 기계 부품의 과부하 및 조기 고장의 주요 원인이 됨

 

 

 

 

3. 미스얼라인먼트로 인해 발생하는 문제점

(1) 진동 증가 및 기계 손상
  - 정렬이 맞지 않으면 기계가 비정상적인 진동을 발생시키며, 시간이 지날수록 진동 강도가 증가함
  - 높은 진동은 베어링, 커플링, 샤프트에 스트레스를 가하여 조기 손상을 유발

(2) 베어링 및 커플링 마모
  - 부하가 비정상적으로 분포하여 베어링과 커플링이 불규칙하게 마모됨
  - 특히, 커플링의 고무 인서트가 조기 손상되거나 금속 피로가 가속됨

(3) 윤활 문제 및 열 발생
  - 불균형한 하중이 가해지면서 베어링과 샤프트의 마찰이 증가하여 과열됨
  - 고온이 지속되면 윤활유가 열화되어 베어링 수명이 단축됨

(4) 에너지 손실 및 성능 저하
  - 샤프트가 정렬되지 않으면 기계적 저항이 증가하여 에너지가 불필요하게 소비됨
  - 모터 및 회전 장비의 효율이 저하되며, 장기적으로 에너지 비용 증가로 이어짐

(5) 기계 수명 단축 및 유지보수 비용 증가
  - 정렬 불량이 지속되면 기계 부품의 피로 파괴(Fatigue Failure)가 가속화됨
  - 조기 베어링 교체, 축 교정, 커플링 교체 등으로 인해 유지보수 비용이 증가함

 

 

 

 

4. 미스얼라인먼트 진단 방법

 

(1) 진동 분석 (Vibration Analysis)
  - 미스얼라인먼트는 특정 주파수(2X RPM, 3X RPM)에서 높은 진동 피크를 보이는 것이 특징
  - FFT(Fast Fourier Transform) 분석을 통해 미스얼라인먼트 신호를 검출 가능

 

(2) 적외선 열화상 카메라 (Infrared Thermography)
  - 축 정렬이 맞지 않으면 베어링과 커플링에서 과열 현상이 발생함
  - 열화상 카메라를 이용해 비정상적인 온도 상승을 감지 가능

 

(3) 레이저 정렬 시스템 (Laser Shaft Alignment System)
  - 정밀한 레이저 장비를 사용하여 축 정렬 상태를 측정하고, 정렬 교정 가능
  - 빠르고 정확한 측정이 가능하며, 많은 산업 현장에서 사용됨

 

(4) 샤프트 다이얼 게이지 (Dial Indicator Method)
  - 전통적인 방법으로, 샤프트의 편차를 직접 측정하여 정렬 상태를 확인하는 방식
  - 레이저 정렬 시스템보다 정확도는 떨어지지만, 비교적 저렴하게 사용할 수 있음

 

 

 

 

5. 미스얼라인먼트 예방 및 해결 방법

 

(1) 정기적인 축 정렬 점검 수행
  - 일정한 주기로 레이저 정렬 장비 또는 다이얼 게이지를 사용하여 축 정렬을 점검해야 함

(2) 올바른 설치 및 정렬 유지
  - 모터, 펌프, 기어박스 등의 장비를 설치할 때 제조업체의 권장 사항에 따라 정렬해야 함
  - 볼트 체결 시 비대칭한 하중이 가해지지 않도록 주의해야 함

(3) 베이스 및 파운데이션 상태 확인
  - 기계가 설치된 베이스가 변형되지 않았는지 정기적으로 점검
  - 진동 및 온도 변화로 인해 기계 베이스가 변형될 수 있음

(4) 커플링 및 베어링 정기 점검
  - 커플링 부품이 마모되거나 손상되지 않았는지 점검
  - 베어링에 이상 마모가 발생하면 정렬 상태를 다시 확인해야 함

(5) 윤활 상태 점검 및 유지보수 수행
  - 윤활 부족 또는 과도한 윤활이 정렬 불량을 유발할 수 있으므로, 적절한 윤활 관리를 수행해야 함

 

 

 

 

6. 결론

 

  - 미스얼라인먼트는 회전하는 기계에서 가장 흔하게 발생하는 문제 중 하나이며, 기계 수명 단축, 진동 증가,

    베어링 손상 등의 주요 원인이 됨
  - 정확한 진단을 위해 진동 분석, 적외선 열화상 검사, 레이저 정렬 시스템 등의 기법이 사용되며,

    이를 통해 조기에 문제를 감지하고 교정할 수 있음
  - 정기적인 축 정렬 점검과 올바른 유지보수를 통해 기계의 안정성을 높이고, 에너지 손실과 유지보수 비용을 줄이는

    것이 중요함