전동기 축정렬이 조금만 틀어져도 왜 베어링이 빨리 고장나나요?

Question

펌프와 전동기를 연결할 때 축정렬을 정확하게 맞추는 것이 중요하다고 들었습니다. 눈으로 보기에는 조금만 틀어진 것 같은데도 베어링이나 커플링이 빨리 마모될 수 있다고 해서 궁금합니다. 축정렬이 맞지 않으면 어떤 문제가 생기는지 설명 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

전동기와 펌프의 축이 정확하게 맞지 않으면 회전할 때 한쪽으로 계속 힘이 걸이게 됩니다. 이 힘이 베어링과 커플링에 전달되면서 진동과 소음이 커지고 마모도 빨라집니다. 처음에는 큰 문제가 없어 보여도 시간이 지나면 베어링 온도가 올라가고 윤활유 성능도 떨어 질 수 있습니다.심한 경우 축이 손상되거나 모터 자체에 무리가 갈 수 있습니다.그래서 실제 현장에서는 다이얼 게이지나 레이저 축정렬 장비를 이용해 정밀하게 축을 맞춘뒤 운전하는 경우가 많습니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

전동기랑 펌프의 축정렬이 미세하게라도 비틀어져있으면, 회전할때 커플링이랑 축 베어링에 불균일하게 반복적인 교류하중과 과도한 굽힘 모멘트가 가헤집니다. 축이 1번 회전할때마다 베어링 내부 볼이나 로울러의 한쪽 방향으로 지속적인 횡압력이 누적되는 거죠.

그래서 기계적인 응력 집중은 베어링에 유막을 파괴하게 되고, 금속간에 직접 마찰을 유발합니다. 또 유효 수명을 수분의 일 수준으로 단축시키기도 합니다. 결과적으로는 커플링이 엘라스토머 부품이 빠르게 찢어질수 있구요. 또, 진동과 소음이 급증하게 됩니다. 더욱이 심할 경우에는 모터의 축 자체가 파단되서 설비의 전체가 정지하는 사고가 발생할 수 있는거죠.

Answer 3

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네,

축정렬이 조금만 틀어져도 문제가되는 이유는 회전할때마다 베어링과 커플링에 반복적인 힘이 계속 걸리기 때문입니다.

펌프와 전동기의 축 중심이 맞지 않으면 각도 불량이나 평행 불량이 생기는데, 이 상태로 고속 회전하면 베어링에 원래 필요하지 않은 축방향·반경방향 하중이 추가로 걸립니다.

처음에는 큰 문제가 없어 보여도 운전이 계속되면 진동 증가, 베어링 발열, 소음, 커플링 마모, 씰 손상 등이 발생할 수 있습니다. 결국 베어링 수명이 크게 짧아지고 심한 경우 축이나 펌프까지 손상될 수 있습니다.

특히 전동기는 수백~수천 RPM으로 계속 회전하기 때문에 눈으로 보기엔 아주 작은 정렬 오차도 장시간 누적되면 큰 영향을 줍니다.

그래서 현장에서는 눈대중으로만 맞추기보다 다이얼 게이지나 레이저 얼라인먼트 장비를 이용해 축 중심을 정확하게 맞추는 것이 중요합니다. 정리하면 축정렬은 단순히 진동을 줄이는 작업이 아니라 베어링과 커플링, 펌프 전체 수명을 보호하는 핵심 정비 작업이라고 보면 됩니다.