승강기(엘리베이터) 진동측정에 의한 성능평가

 

승강기(엘리베이터) 진동측정에 의한 성능평가

승강기의 성능을 판정하는 항목들은 주로 안전성, 신뢰 성, 승차감, 소음 및 진동, 에너지 소모량, 교통량, 신 호체계의 효율성, 군관리의 효율성 및 도어개폐시간 등의 요소들에 의해 평가 되고 있다. 이러한 요소 중 이용자가 승강기에 탑승할 때마다 직접적으로 영 향을 미치는 사항은 안전성이며, 부품의 고장 및 수명과 관련된 신뢰성과 쾌 적성의 지수가 되는 것은 승차감일 것이다.

 

안전성은 자체검사 및 정기검사를 실시함으로서 검사기준의 적합성 여부 등으로 이상유무의 확인이 가능하다. 그러나 전동기나 감속기 등 회전기계의 상태가 승강기의 신뢰성과 승차감에 직접적인 영향으로 작용하나, 이에 대한 상태파악은 매우 어려워 고장이 발생 하거나, 문제가 발생된 후에 발견됨으로 사전 예측이 현실적으로 어려웠다.

 

일반 산업현장에서는 이런 문제를 해결하기 위해 기계결함진단장비를 이용 하여 주기적으로 데이터 수집을 하여 경향관리를 함으로서 이상 진동에 대한 조기 결함발견 및 결함주파수분석을 통하여 최적화된 설비의 수명을 얻어내 고 있다. 따라서, 본 장에서는 예측(예지)기술의 일부분인 회전기계진동, 케이지 내의 진동 및 소음 등을 진단성검사장비를 이용하여 현장에서 측정한 데이터를 활용하여 사용년수, 속도에 따른 진동 및 소음의 경향분석을 하였으며, 또한 주 파수분석을 통한 승강기 회전기계의 정밀진단사례로 향후 승강기 진단성 검 사방안으로 활용하여 승강기의 예측정비 및 최적수명을 도출하기 위한 기초 자료로 활용하고자 한다.

회전기계의 예지보전 필요성

 

기계로부터 전달되는 진동을 측정하고 고속 분석기를 통하여 상세 분석함으로서 기계상태의 미세한 변화까지 기계상태 관리정보로 활용하여 과학적인 기계상태 경 향관리를 가능하게 하였다. 기계상태가 가동시간에 따라 변화되는 진동의 경향을 예측함으로서, 기계에서 발생될 수 있는 고장의 시기와 원인에 대한 정보를 설비관 리자에게 사전에 전달할 수 있으며, 설비관리자는 예측설비보전이 가능하게 됨으 로서 고장이 예상되는 기계의 부품을 사전에 준비하고 정비시기를 계획할 수 있으 므로 보다 안정적이며, 저비용으로 설비를 관리할 수 있다.

 

승강기의 경우, 종래의 주기적인 검사나 관능검사, 육안검사 및 수치검사 등의 정기적 인 보전에 대신하여 한층 신뢰성이 높은 보전 방식으로, 설비의 고장상태 또는, 열화 메커니즘, 즉, 고장원인을 최신의 측정기술과 시간파형 및 주파수 분석기술을 사용하 여 동작 중인 설비의 상태를 철저하게 분석하여, 그 상태에 따라 보전하는 보다 과학 적이고 현대화된 보전방식이다.

 

특히, 고장에 의해서 손실이 많이 발생되는 고도화된 설비의 보전은 주기적인 보전에서 예지보전으로 이행되었다. 승강기도 회전기계에 대한 예방보존에서 벗어나 예측보전을 할 수 있다. 그리고 경 향관리를 실행함으로서 설비의 수명예측이 가능하며, 이에 따라 정확한 고장의 원 인 및 고장시기를 예측하여 계획정비가 가능해지고 효율적인 예비품관리 및 공사 관리가 가능하게 된다.

 

따라서, 본 장에서는 승강기 회전기계의 진단적용 사례, 시간파형 및 주파수 분석기 법을 다루게 된다. 회전기계의 예지보전을 위한 성능평가를 하기 위해서는 회전기계의 총 진동값 관 리, 회전기기의 베어링 수명예측, 감속기 수명예측, 불평형 상태파악, 축정열 상태 파악 등의 사항이 필요하며, 이를 이용하여 수명예지에 의한 가장 경제적인 보전 시 기를 결정, 최적 조건에 의한 수명 연장, 정비비용의 절감, 돌발사고 및 고장의 방지, 유지관리 비용의 절감 및 안전성 등을 확보하기 위함이다.

측정 결과 과정

 

회전기계의 주기적인 진동 및 소음이 발생되었지만 유지관리주 체에서는 그에 대한 정확한 원인을 확인할 수 없었으나, 승강기 정밀진단을 통해 회전기계의 진동을 측정 및 분석한 결과, 웜기어의 결함주파수 성분은 대부분 회전주파수 성분으로 나타나며, 상기 측정현장에서도 24Hz의 1X성분 의 회전주파수 성분과 8Hz의 ⅓X성분이 동시에 크게 발생되었으며, 이는 점진적인 점부식에 의한 피로파괴로 인해 기어 이의 파손이 발생된 것으로 판명되었다. 감속기를 교체한 후 측정한 결과로는 주파수 스 펙트럼에서 결함주파수 성분이 없어진 것을 확인할 수 있었다.