전동기에서 회전자가 불균형하면 왜 베어링 수명이 짧아지나요?

Question

전동기의 회전자에 불균형이 발생하면 진동이 증가한다는 것은 알고 있습니다. 그런데 단순히 진동만 커지는 것이 아니라 베어링 수명도 크게 단축될 수 있다고 들었습니다. 회전자 불균형이 베어링에 어떤 영향을 주는지 궁금합니다. 실제 현장에서는 어떤 방법으로 불균형을 확인하고 개선하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 전동기 회전자가 불균형하면 회전할 때마다 한쪽으로 치우친 원심력이 반복해서 발생하고, 그 힘이 축을 통해 베어링에 계속 전달됩니다. 그래서 단순히 진동만 커지는 것이 아니라 베어링에 불필요한 반복 하중이 걸려 수명이 짧아질 수 있습니다.

불균형이 심하면 베어링의 볼이나 롤러, 궤도면에 반복 충격이 가해지고 윤활막도 안정적으로 유지되기 어려워집니다. 그 결과 베어링 피로, 마모, 소음, 온도 상승이 빨라질 수 있습니다. 회전수가 높을수록 불균형에 의한 원심력도 커지기 때문에 영향이 더 크게 나타납니다.

현장에서는 보통 진동측정기로 확인합니다. 회전자 불균형은 흔히 회전수와 같은 1X 주파수 성분이 크게 나타나는 특징이 있습니다. 진동값이 평소보다 증가했다면 팬이나 커플링에 이물질이 붙었는지, 회전체가 마모됐는지, 부품이 빠지거나 변형됐는지 등을 함께 점검합니다.

개선할 때는 회전체를 청소하고 손상 부품을 교체한 뒤, 필요하면 동적 밸런싱을 실시해 무게 중심을 맞춥니다.

즉, 회전자 불균형은 회전할 때마다 베어링을 반복해서 흔드는 힘을 만들어 베어링에 지속적인 피로 하중을 주기 때문에 수명을 단축시킨다고 이해하면 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

일단 핵심은 회전자 불균형이 단순히 진동을 크게 만드는 것이 아니라, 그 진동이 베어링에 반복적인 추가 하중을 계속 가한다는 것인데요.. 실제 회전기계의 진동을 베어링 하우징이나 축에서 측정해서 상태를 감시하는 중요한 지표로 사용이 되기도 합니다. 결국 회전자의 불균형은 베어링의 조기 마모와 수명 단축의 원인이 됩니다.

Answer 3

안녕하세요.

회전자 불균형으로 발생한 반복적인 원심력이 베어링에 추가 하중으로 전달되기 때문에 진동뿐만 아니라 베어링의 피로와 마모도 증가하여 수명이 짧아질 수 있습니다