KR20020095282A - 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법 - Google Patents

소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법에 관한 것으로서 특히, 올터네이터 베어링, P/S 펌프, 풀리, 베어링 등의 엔진 회전체에 대한 이상을 판단하는 방법으로써, 정량적인 계측에 의하여 판단이 가능하도록 하는 것으로써, 각 회전체의 소음 주파수 비율을 산출하여 저장하는 제 1단계(S1)와; 소음을 입력하여 주파수별 소음레벨 비율을 산출하여 저장하는 제 2단계(S2)와; 각 회전체의 회전수를 측정하는 제 3단계(S3)와; 상기 소음레벨의 최고 피크값을 추출하는 제 4단계(S4)와; 상기 피크값이 폭발 주파수인가를 판단하여 폭발 주파수가 아닌 경우, 상기 각 회전체의 소음 주파수 비율과, 상기 회전수와, 상기 피크값을 비교하여 해당 소음을 일으키는 회전체를 선택하는 제 5단계(S5)로 구성되어, 각 회전체의 고장 진단시 시간을 단축할 수 있고, 비전문가의 경우에도 용이하게 진단할 수 있도록 하는 것이다.

Description

소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법 {Method for diagnosing a malfunction of rotating bodies using characteristics of noises}
본 발명은 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법에 관한 것으로서 특히, 올터네이터 베어링, P/S 펌프, 풀리, 베어링 등의 엔진 회전체에 대한 이상을 판단하는 방법으로써, 정량적인 계측에 의하여 판단이 가능하도록 함으로써, 각 회전체의 고장 진단시 시간을 단축할 수 있고, 비전문가의 경우에도 용이하게 진단할 수 있도록 하는 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법에 관한 것이다.
모든 회전체는 진동을 발생시키게 되는데, 이 진동성분 중 가장 기본저긍로 모든 회전체의 진동 정보에 포함되어 있는 것이 바로 회전속도에 비례하는 동기 진동성분(Synchronous Vibration Frequency)이다. 이는 모든 회전축이 기본적으로 보유하고 있는 특성인 불균형 성질에 의한 것이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 회전축상의 불균형이란 축의 기하학적 중심(원점)과 실제 무게중심(Mu)의 차이에서 발생하는 것으로서, 축의 1회전시에 무게중심 역시 1회전하게 되고, 물리적으로 원심력으로 인해 회전의 중심과 축의 기하학적 중심이 일치하지 않게 된다.
일례로, 3600 rpm로 회전하는 축의 경우에는 60 Hz에 해당하는 동기 진동성분이 기본적으로 존재하게 된다.
즉, 3600 rpm의 회전속도를 가진 회전체에서는 진동의 가장 기본적인 성분으로 60 Hz 성분이 존재하게 되며, 이는 회전수와 동기인 성분이므로 통상적으로 "1X" 라 부른다. 따라서 이 회전체에서 동시에 120 Hz 진동성분이 존재할 경우 이는 "2X" 성분이라 불리게 된다. 그 성분의 크기는 1X 진동성분의 크기에 비하여 매우 작다.
상기와 같이, 모든 회전하는 회전체는 진동을 일으키게 되는데, 특히, 자동차의 엔진에 사용되는 회전체 중에서 회전축 등에 이상이 발생할 경우에는 비정상적인 소음이 발생하게 된다.
그러나, 종래에는 상기와 같은 회전체의 이상을 판단하는 방법이 정량적인 것이 아니라, 대부분 숙련공들의 감각에 의존하여 이루어지고 있고, 따라서 진단하는 데에 시간이 많이 소요될 수 있고, 비전문가는 진단이 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 올터네이터 베어링, P/S 펌프, 풀리, 베어링 등의 엔진 회전체에 대한 이상을 판단하는 방법으로써, 정량적인 계측에 의하여 판단이 가능하도록 하는 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법을 제공하고자 한다.
이러한 본 발명은 각 회전체의 소음 주파수 비율을 산출하여 저장하는 제 1단계와; 소음을 입력하여 주파수별 소음레벨 비율을 산출하여 저장하는 제 2단계와; 각 회전체의 회전수를 측정하는 제 3단계와; 상기 소음레벨의 최고 피크값을 추출하는 제 4단계와; 상기 피크값이 폭발 주파수인가를 판단하여 폭발 주파수가 아닌 경우, 상기 각 회전체의 소음 주파수 비율과, 상기 회전수와, 상기 피크값을 비교하여 해당 소음을 일으키는 회전체를 선택하는 제 5단계로 구성함으로써 달성된다.
도 1은 일반적인 편심하중을 가지는 회전체를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명의 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법을 나타내는
순서도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법의
적용을 위한 예시도,
도 4는 본 발명의 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법의 적용예를
위한 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
S1 : 제 1단계 S2 : 제 2단계
S3 : 제 3단계 S4 : 제 4단계
S5 : 제 5단계 S6 : 제 6단계
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법을 나타내는 순서도로서, 본 발명은 각 회전체의 소음 주파수 비율을 산출하여 저장하는 제 1단계(S1)와; 소음을 입력하여 주파수별 소음레벨 비율을 산출하여 저장하는 제 2단계(S2)와; 각 회전체의 회전수를 측정하는 제 3단계(S3)와; 상기 소음레벨의 최고 피크값을 추출하는 제 4단계(S4)와; 상기 피크값이 폭발 주파수인가를 판단하여 폭발 주파수가 아닌 경우, 상기 각 회전체의 소음 주파수 비율과, 상기 회전수와, 상기 피크값을 비교하여 해당 소음을 일으키는 회전체를 선택하는 제 5단계(S5)로 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.
상기 제 5단계(S5) 후에는 상기 결과값을 시각적으로 디스플레이하는 제 6단계(S6)를 추가 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 자동차의 엔진의 실린더 내의 폭발 행정에 의한 큰 소음과 진동에 의하여, 이상이 아닌데도 피크값의 소음으로 간주하여 고장으로 진단할 수 있으므로,엔진의 폭발 행정에 의한 소음 주파수는 무시되어야 한다. 따라서, 상기 제 5단계(S5)에서, 상기 피크값이 폭발주파수가 아닌 경우에 이를 비교하도록 하며, 상기 피크값이 폭발주파수인 경우에는 소름 레벨의 다음 피크값을 추출하는 제 5-1단계(S5-1)를 추가 구성하도록 한다.
상기 제 1단계(S1)는, 각 회전체의 반지름비를 입력하는 제 1-1단계(S1-1)와; 해당 비율값과 베인(vane)의 수를 곱하여 산출하는 제 1-2단계(S1-2)와; 상기 산출하는 소음 주파수 비율을 저장하는 제 1-3단계(S1-3)로 세부 구성된다.
또한, 상기 제 2단계(S2)는, 소음 주파수를 입력하는 제 2-1단계(S2-1)와; 소음 레벨을 측정하여 FFT(Fast Fourier) 분석을 실시하는 제 2-2단계(S2-2)와; 상기 소음 주파수별 소음 레벨을 도시하는 제 2-3단계(S2-3)와; 상기 주파수별 소음 레벨 비율을 저장하는 제 2-4단계(S2-4)로 세부 구성된다.
도 3a 내지 도 4는 본 발명의 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법의 구체적인 예시도로서, 상기 도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 작용효과 및 그 예시를 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 도 3a 및 도 3b는 각각 예시로 든 풀리(pulley)와 아이들러(idler)의 조합을 나타내는 도로서, 각 부품의 명칭과 상기 제 1단계(S1)에 의한 소음 주파수 비율을 정리하면 하기의 표 1과 같다. 여기서 N은 회전수(RPM)에 해당한다.
번호 부품명 반지름비 속도비 RPM CPS 베인의 수 소음주파수(Hz)
1 크랭크샤프트풀리 1 1 N 0.0167*N - 0.0167*N
2 올터네이터 풀리 0.3 3.333 3.333N 0.0556*N - 0.0556*N
3 파워 스티어링 펌프 풀리 0.6 1.667 1.667N 0.0278*N - 0.0278*N
4 에어컨 펌프 풀리 0.8 1.250 1.250N 0.0208*N - 0.0208*N
5 워터펌프 풀리 0.35 2.857 2.857N 0.0476*N 6 0.2857*N
6 올터네이터 벨트아이들러 0.2 5.000 5N 0.0833*N - 0.0833*N
7 파워스티어링 벨트아이들러 0.25 4.000 4N 0.0667*N - 0.0667*N
이때, 엔진 회전수(RPM)다 860일 경우에 소음 측정에 의한 그래프가 도 4와 같이 나타난다면, 도 4에서 피크 주파수는 23.9 Hz 정도에서 106 DB 정도로 나타난다. 이 경우, 상기 표 1에서 비교하여 보면, 3번에 해당하는 파워 스티어링 펌프 풀리의 베어링에 이상이 있음을 알 수 있다.
만약 워터펌프 풀리의 베어링에 이상이 있다면 상기 표 1로부터 약 246 Hz에서 피크가 나타날 것이다.
이상과 같은 본 발명은 올터네이터 베어링, P/S 펌프, 풀리, 베어링 등의 엔진 회전체에 대한 이상을 판단하는 방법으로써, 정량적인 계측에 의하여 판단이 가능하도록 함으로써, 각 회전체의 고장 진단시 시간을 단축할 수 있고, 비전문가의 경우에도 용이하게 진단할 수 있도록 하는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (5)

  1. 각 회전체의 소음 주파수 비율을 산출하여 저장하는 제 1단계와;
    소음을 입력하여 주파수별 소음레벨 비율을 산출하여 저장하는 제 2단계와;
    각 회전체의 회전수를 측정하는 제 3단계와;
    상기 소음레벨의 최고 피크값을 추출하는 제 4단계와;
    상기 피크값이 폭발 주파수인가를 판단하여 폭발 주파수가 아닌 경우, 상기 각 회전체의 소음 주파수 비율과, 상기 회전수와, 상기 피크값을 비교하여 해당 소음을 일으키는 회전체를 선택하는 제 5단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 해당 소음을 일으키는 회전체를 선택하는 제 5단계 후에, 상기 결과값을 시각적으로 디스플레이하는 제 6단계가 추가 구성되는 것을 특징으로 하는 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 피크값이 폭발주파수인 경우에는 소름 레벨의 다음 피크값을 추출하는 제 5-1단계가 추가 구성되는 것을 특징으로 하는 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1단계는,
    각 회전체의 반지름비를 입력하는 제 1-1단계와;
    해당 비율값과 베인의 수를 곱하여 산출하는 제 1-2단계와;
    상기 산출하는 소음 주파수 비율을 저장하는 제 1-3단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음 특성을 이용한 회전체의 이상 진단방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 2단계는,
    소음 주파수를 입력하는 제 2-1단계와;
    소음 레벨을 측정하여 FFT(Fast Fourier) 분석을 실시하는 제 2-2단계와;
    상기 소음 주파수별 소음 레벨을 도시하는 제 2-3단계와;
    상기 주파수별 소음 레벨 비율을 저장하는 제 2-4단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음 특성을 이용한 베어링의 이상 진단방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100641691B1 (ko) * 2005-05-27 2006-11-03 삼성전자주식회사 가전제품의 소음 평가방법
KR100971965B1 (ko) * 2003-07-18 2010-07-23 주식회사 포스코 회전기기 구동부 음향원격 점검장치
WO2014109461A1 (ko) * 2013-01-09 2014-07-17 주식회사 썬닉스 감시 장치 및 그 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102118798B1 (ko) * 2018-09-17 2020-06-03 곽상인 회전 힌지의 소음 검사 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6166140A (ja) * 1984-09-07 1986-04-04 Daihatsu Diesel Kk エンジン診断装置
JPH03100428A (ja) * 1989-09-14 1991-04-25 Nissan Motor Co Ltd エンジン異音診断装置
KR100199105B1 (ko) * 1996-11-05 1999-06-15 이해규 학습기능을 구비한 회전체의 진동 진단장치
KR100282809B1 (ko) * 1997-12-30 2001-05-02 정몽규 진동 센서를 사용한 타코메타 및 엔진 이상 경고 시스템
KR20010009050A (ko) * 1999-07-07 2001-02-05 김영환 차량의 소음을 이용한 고장 유/무 확인 장치 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100971965B1 (ko) * 2003-07-18 2010-07-23 주식회사 포스코 회전기기 구동부 음향원격 점검장치
KR100641691B1 (ko) * 2005-05-27 2006-11-03 삼성전자주식회사 가전제품의 소음 평가방법
WO2014109461A1 (ko) * 2013-01-09 2014-07-17 주식회사 썬닉스 감시 장치 및 그 방법

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