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전동기 운전 중 축방향으로 힘이 발생하면 어떤 문제가 생길 수 있나요?

펌프와 연결된 전동기를 점검하다 보면 일반적인 진동뿐만 아니라 축 방향으로 움직이는 현상이 나타나는 경우가 있습니다. 전동기는 회전하면서 원주 방향으로 힘을 발생시키는 것으로 알고 있었는데 축 방향으로도 힘이 발생할 수 있다는 점이 궁금했습니다. 축방향 하중이 과도하게 발생하면 전동기나 베어링에 어떤 문제가 생길 수 있는지 알고 싶습니다.

5개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

    전동기 회전 시 임펠러 스러스트나 자기적 중심 불일치로 축 방향 힘이 발생해요. 펌프 내부에 압력의 차이나 회전자와 고정자의 중심축이 비틀어지면서 축을 앞뒤로 밀어내는 힘이 생기기 때문이죠. 거기다가 이 힘이 지속되면은 축이 뒤틀리거나 진동이 심해지게 됩니다. 그러면 결국에는 축을 지지하는 베어링이 과열이 되고 케이싱과 부딪히는 중대 고장으로 이어지는 구조에요. 이유는 일반 반경 방향에 베어링은 축의 방향의 힘을 견디지 못합니다. 그래서 내부 구슬이 찌그러지고 유막이 깨지기 때문이죠. 그리고 현장에서는 스러스트 베어링을 쓰거나 커플링 정렬이나 또 펌프 임펠러 균형을 다시 잡아 주어야만 하죠.

  • 안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

    네, 전동기에는 회전방향의 토크뿐만 아니라 축을 따라 미는 힘인 축방향 하중도 발생합니다. 특히 펌프와 연결된 모터에서는 펌프 임펠러에 작용하는 유체 압력 때문에 축방향 힘이 모터 쪽으로 전달되는 경우가 있습니다.

    축방향 하중이 과도하면 가장 먼저 영향을 받는 곳은 베어링입니다. 일반 베어링이 감당할 수 있는 축하중을 넘으면 베어링 온도가 올라가고, 소음과 진동이 증가하며 내륜·외륜이나 전동체가 빠르게 손상될 수 있습니다. 장기간 지속되면 베어링 수명이 크게 짧아질 수 있습니다.

    또 축이 앞뒤로 움직이면서 커플링, 메커니컬 씰, 펌프 임펠러의 간극에도 영향을 줄 수 있습니다. 심한 경우 회전자 위치가 틀어져 내부 부품과 간섭하거나 씰 누수, 커플링 마모까지 발생할 수 있습니다.

    현장에서는 보통 축방향 진동과 축 이동량 확인 → DE/NDE 베어링 온도 비교 → 커플링 정렬 확인 → 펌프 운전압력·유량 확인 → 베어링 형식과 허용 축하중 확인 순으로 점검합니다. 특히 한쪽 베어링만 지속적으로 뜨거워진다면 축추력이 특정 방향으로 집중되고 있는지도 확인할 필요가 있습니다.

    즉, 과도한 축방향 힘은 베어링에 지속적인 밀림 하중을 주어 발열·진동·마모를 증가시키고, 심하면 커플링이나 씰, 회전자까지 손상시킬 수 있다고 이해하면 됩니다.

  • 안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

    전동기는 기본적으로 회전하면서 토크를 발생시키지만, 실제 운전에서는 축 방향으로도 힘이 발생할 수 있습니다. 특히 펌프와 연결된 전동기에서는 펌프의 임펠러에서 발생하는 추력이나 커플링 정령 불량등의 영향이 전달 될 수 있습니다. 축방향 힘이 적정 수준이라면 베어링이 이를 견딜 수 있도록 설계되어 있어 큰 문제가 되지 않습니다. 하지만 과도한 축방향 하중이 지속되면 베어링에 가장 먼저 부담이 증가하게 됩니다.

  • 안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

    모터 축이 옆으로 밀리는 힘을 지속적으로 받으면 내부 회전체와 회전을 받쳐주는 베어링에 과도한 마찰과 열이 발생해 베어링이 쉽게 부서집니다 심한 경우 모터 내부 부품끼리 부딧혀 기계가 크게 부서지거나 펌프 연결 부위가 틀어져 물이 새고 커넥터가 파손될 수 있습니다

  • 안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

    전동기의 축방향 하중은 전동기 자체의 자기적 힘뿐 아니라 펌프나 팬 같은 연결 부하에서 발생하는 힘의 영향을 받을 수 있습니다. 특히 펌프의 구조나 임펠러 상태, 축정렬 등에 문제가 있으면 축방향 하중이 커질 수 있습니다. 과도한 축방향 힘이 지속되면 베어링의 마모와 발열이 증가하고 진동이 커질 수 있습니다. 따라서 축방향 움직임이 확인되면 전동기만 점검하지 말고 커플링과 연결된 부하의 상태까지 함께 확인하는 것이 좋습니다.