ISO 20816-9 (2020), Mechanical Vibration – Measurement and evaluation of machine – Part 9: Gear units
회전기계 시스템에서 기어 장치는 동력을 전달하고 속도를 조절하는 핵심 요소입니다. ISO 20816-9는 기어 유닛의 하우징에서 측정되는 진동을 현장에서 (in-situ) 평가하기 위한 국제 표준으로, 기어 맞물림 주파수(GMF, Gear Mesh Frequency) 및 고주파 성분을 고려한 정밀한 판정 기준을 제시합니다. 이너턴스(INERTANCE Inc.)는 본 규격을 바탕으로 기어 장치의 건전성을 정량적으로 분석하여, 예상치 못한 파손을 방지하고 설비의 수명을 극대화하는 최적의 엔지니어링 솔루션을 제공합니다.
1. ISO 20816-9 Scope
1) 적용 대상 기계
- 정격 출력 10 kW ~ 100 MW 범위의 기어 장치
- 정격 회전 속도 120 rpm ~ 12,000 rpm 사이의 기어 (입력축 또는 출력축 속도)
- 독립된 하우징을 가진 기어박스: 모터나 펌프에 완전히 통합(Integrated)된 형태가 아닌, 별도의
하우징을 가진 유닛.
- 평기어(Spur), 헬리컬 기어(Helical), 베벨 기어(Bevel), 유성 기어(Planetary) 장치
- 동력 전달용 증속기 및 감속기: 발전기용 증속기나 산업 공정용 감속기 등이 해당됩니다.
2) 미-적용 대상 기계
- 통합형 기어 (Integral Gears): 펌프, 컴프레서, 모터 내부 부품으로 완전히 통합되어 별도의
하우징 진동 측정이 불가능한 경우. (이 경우 ISO 20816-3 등 해당 기계 전체 규격 적용)
- 항공용 기어 (Aircraft Gear): 항공기 엔진 및 보기류 기어.
- 소형 기어 장치: 정격 출력이 10 kW 미만인 경우.
- 극저속 및 극고속 기어: 회전 속도가 120 rpm 미만이거나 12,000 rpm을 초과하는 경우.
[Table. Classification of Gear Unit Type]
- DR: Displacement rating
- VR: Velocity rating
- AR: Acceleration rating
- a : Application of vibration rating based on the connection line (interpolation)
between gear unit power and low & high values
- b : No information available as per ISO 20816-9
- 본 규격은 기어 유닛의 정격 출력(Power, kW)에 따라 기준을 차등 적용하며,
대형 기어일수록 허용 진동 폭이 넓어지는 특성을 반영합니다
2. 기어 Units 진동 측정
1) 측정 위치
- 베어링 하우징(Bearing Housing): 각 입력축, 출력축 및 중간축의 베어링이 위치한
하우징 지점에서 측정해야 합니다.
- 3축 방향 측정 (Tri-axial): 원칙적으로 각 측정 포인트에서 수평(Horizontal), 수직(Vertical),
축(Axial) 방향의 3축 진동을 모두 측정하는 것을 권장합니다.
- 강성이 높은 지점: 진동 신호의 왜곡을 방지하기 위해 커버나 얇은 판(Shield)이 아닌,
기어박스 케이싱의 구조적 강성이 확보된 지점에 센서를 부착해야 합니다.
2) 진동 측정 단위
- 진동 변위 (Vibration Displacement), um (Peak to Peak)
- 진동 속도 (Vibration Velocity), mm/s (RMS)
- 진동 가속도 (Vibration Acceleration), m/s^2 (Peak)
3) 진동 측정 Condition
- Manufacturer’s shop test
- On-site acceptance testing
- In-service Monitoring
3. 진동 평가 기준 (Vibration Criteria)
ISO 20816-9는 측정된 진동 값을 기준으로 기계의 상태를 4단계로 분류합니다.
- Zone A: The vibration of newly commissioned machines normally falls within this
zone.
- Zone B: Machines with vibration within this zone are normally considered acceptable
for unrestricted long-term operation.
- Zone C: Machines with vibration within this zone are normally considered
unsatisfactory for long-term, continuous operation.
Generally, the machine may be operated for a limited period in this condition until
a suitable opportunity arises for remedial action.
- Zone D: Vibration values within this zone are normally considered to be of sufficient
severity to cause damage to the machine.
[Table. Zone Boundary for Displacement]
[Table. Zone Boundary for Vibration Velocity]
[Table. Zone Boundary for Shaft Vibration Acceleration]
소음·진동 관련 문의는 02-707-1545
또는 admin@inertance.com으로 연락바랍니다
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