[Application Note] 회전 기계의 소음 분석을 위한 음향 카메라 솔루션: 기어박스 사례 연구(Gearbox, Order Analysis, Noise, Sound, Rotating Machinery, 풍력 터빈)

 

목차

 

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회전 기계의 소음 분석을 위한 음향 카메라 솔루션: 기어박스 사례 연구 배경

 

 

 

기후 변화 완화와 철강 가격 상승의 필요성으로 인해 대형 기어박스(Gearbox)의 전력 밀도를 증가시키기 위한 혁신적인 방법이 요구되고 있습니다. 기어박스는 회전 주파수의 배수로 나타나는 여러 소음 요소가 복합적으로 나타나기 때문에 소음원의 정확한 위치를 파악하는 것이 중요합니다. 이 블로그에서는 회전 기계에서 소음 방출을 정확히 찾아내기 위해 음향 카메라를 어떻게 활용했는지 설명합니다.

 

도전 과제

기후 변화 완화와 철강 가격 상승이라는 상황 속에서 대형 기어박스의 전력 밀도를 증가시키기 위한 혁신이 필요합니다. 더 적은 자원으로 더 많은 전력을 처리해야 하는 요구 사항은 기계의 동적 거동을 이해하는 것이 중요합니다. 회전 기계를 분석할 때, 회전 주파수의 배수인 여러 Harmonic 주파수(Frequency) 요소를 특정 부품과 연관 짓는 것은 복잡한 작업입니다. 기어박스는 회전 주파수의 배수로 나타나는 여러 소음 요소가 복합적으로 나타나는 전형적인 예입니다.

 

 

해결책

스펙트로그램에서 데이터를 해석하여 일부 구별할 수 있지만, 이러한 순서(Order)를 구별하고 소음 방출을 분석하는 더 쉽고 빠른 방법은 순서 분석(Order Analysis)입니다. NoiseImage 4와 Order Analysis 모듈을 사용하면 ordergram, 스펙트로그램에서의 순서선 선택 또는 순서 스펙트럼을 통해 음향 지도를 계산할 수 있습니다. 이를 통해 대형 인프라부터 몇 센티미터에 이르는 소형 아이템까지 모든 크기의 기계를 빠르게 분석할 수 있습니다.

 

 

음향 카메라를 이용한 회전 기계 소음 분석

• 빠르고 쉬운 측정 설정 및 분석
• 다양한 회전 속도에 기반한 데이터 분석
• 상세하고 의미 있는 결과 제공
• 테스트 벤치 통합, 진동 테스트 보완
• 필요에 따라 추가 가속도계 등 추가 가능
• 다양한 요구 사항을 위한 여러 배열 선택 가능

 

 

측정

• 측정 대상: Flender GmbH의 기어박스 풍력 터빈
• 마이크 배열: 맞춤형 Evo 배열, 72개의 마이크로폰, 링 배치, 직경: 2.3m
• 소프트웨: NoiseImage 4 Acoustic Photo 2D, Acoustic Photo 3D, Recorder Interface, Spectral Analysis, Order Analysis, Project Manager
• 데이터 수집: 데이터 레코더 mcdRec

 

 

 

 

회전 기계의 소음 분석을 위한 음향 카메라 솔루션: 기어박스 사례 연구 분석

 

 

 

결과

분석 결과를 통해 고객은 소음 방출을 빠르게 찾아내고, 프로토타입 반복을 비교할 수 있었습니다. 결과는 또한 진동 분석 및 공명(Resonance) 효과 문제 해결을 포함한 더 상세한 테스트를 위해 관심 영역을 좁히는 데 도움이 되었습니다. 배열은 지상 테스트뿐만 아니라 크레인을 사용한 공중 테스트에도 사용될 수 있으며, 운송을 위해 접을 수 있습니다.

 

강력한 데이터 레코더는 수백 개의 채널에서 개별 마이크로폰, 가속도계 및 회전 속도 센서를 포함한 데이터를 초당 192k 샘플 속도로 수집합니다. 분석은 프로젝트 관리자를 사용하여 자동화되므로 사용자가 분석 구성을 전체 측정 캠페인으로 전송할 수 있습니다.

 

 

결론

이번 사례 연구는 음향 카메라를 사용하여 회전 기계에서 소음원을 정확하게 식별하고 문제를 해결할 수 있음을 보여줍니다. 이를 통해 소음 문제를 효과적으로 해결하여 기계의 성능을 최적화하고 유지 보수 작업의 효율성을 높일 수 있었습니다.

 

 

 

해당 내용과 관련해서 팜테크에서 교육 프로그램, 측정/분석 용역, 장비를 제공하고 있습니다.  관심 있으시면 아래 홈페이지 또는 연락처를 통해 문의 주시면 됩니다. :)

 

https://famtech.co.kr/sub04/01_01.php

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