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WearDetect 마모 잔류물 감지: 저속 기어박스 결함 확인

작성일 2025.10.26

학교 물리 시간에 배웠던 공식을 떠올려 보세요. 바로 ‘힘은 질량 × 가속도’라는 법칙, F=MA입니다.
이를 현실적인 예로 생각하면, 도로의 움푹 팬 곳(포트홀)을 지날 때 느끼는 충격과 비슷합니다.
여기에는 두 가지 변수가 영향을 줍니다. 하나는 이동 속도로, 식의 가속도(A)에 해당하고
다른 하나는 움푹 팬의 깊이로, 질량(M)에 해당합니다.






자동차를 운전할 때, 도로 위 움푹 팬(pothole)을 지날 때의 충격을 생각해보세요.
속도가 빠를수록 충격이 크게 느껴지지만 저속으로 지나가면 거의 느껴지지 않습니다.
마찬가지로, 진동 센서를 사용하는 산업용 기계에서도 저속에서는 결함을 감지하기가 어렵습니다.


진동 센서와 저속의 한계

뉴턴의 법칙 F=MA

F=MA에서 알 수 있듯, 이동 속도가 느리면 힘(충격)도 작게 느껴집니다. 진동 센서 역시 마찬가지입니다.
기계가 고속으로 회전할 때는 결함에서 발생하는 진동을 쉽게 감지할 수 있지만 저속에서는 정상 상태와 비정상 상태를 신뢰성 있게 구분하기 어렵습니다.


기어 마모와 움푹 팬 비유
기어 치형의 마모 현상은 도로의 움푹 팬과 비슷합니다. 기어 표면에 생기는 ‘피팅(pitting)’이나 ‘마이크로 피팅(micro pitting)’은 시간이 지나면서 점차 커지고, 처음에는 진동 센서로 감지됩니다. 하지만 시간이 지나 날카로운 가장자리가 마모되어 평평해지면, 진동 신호는 점점 약해져 문제가 사라진 것처럼 보일 수 있습니다.


고려해야 할 추가 변수
실제 산업 환경에서는 속도뿐 아니라 하중, 토크, 전류 등 다양한 변수가 영향을 미칩니다. 차량의 무게가 바뀌는 것처럼, 기계의 조건도 매번 달라집니다. 따라서 정상 진동 프로필을 정확히 이해하고 유지하려면 전문 교육을 받은 엔지니어나 외부 전문 업체의 도움을 받는 것이 중요합니다.


저진동 환경에서의 대안
다행히 저속 환경에서도 기계 결함을 감지할 방법이 있습니다. 금속 표면이 마모되면 미세한 금속 잔류물이 윤활유에 섞이게 되는데, 이를 모니터링하면 속도나 하중과 관계없이 결함을 확인할 수 있습니다.






X축: 시간 / Y축: 마모율
* 그래프는 일반적인 기어박스 수명 ‘욕조 곡선(bath tub curve)’을 보여줌
* 마모율이 초기에는 높았다가 정상 구간에서는 낮게 유지되며 기어박스가 고장나면서 급격히 상승


기어박스의 수명은 치형이 맞물리면서 초기 마모가 시작되는 시점에서 시작해, 심한 마모로 고장이 발생할 때 끝납니다. 이를 그래프로 나타내면, 초기 마모율은 높다가 정상 운전 구간에서는 낮게 유지되고 마지막에는 고장 직전에 급격히 상승하는 ‘욕조 곡선(bath tub curve)’을 그립니다.


마모 잔류물 모니터링
산업 현장에서는 윤활유 흐름을 이용하거나 지능형 자기 배수 플러그를 통해 마모 잔류물을 수집하는 방법이 널리 사용됩니다.
회전 속도가 600rpm 이하인 기어박스에서는 특히 중요하며 200rpm 이하에서는 진동 센서 외의 보조 감지 장치를 추가로 둡니다.

고속 회전 장치에서는 산업 표준 진동 모니터링 시스템만으로도 충분한 경우가 많습니다. 특히 전기 모터에 적합합니다.


저속 구동 기어박스가 공정에 중요한 설비라면 마모 잔류물 모니터링을 함께 쓰는 것이 좋습니다.


▶진동 센싱 (Vibration Sensing)

고속 회전에 적합
다른 센서가 이미 설치됨 ✔
CAT 교육을 받은 진동 엔지니어 필요 ✔
전기 모터에 적합

▶마모 잔류물 센싱 (Wear Debris Sensing)

저속 회전에 적합
속도나 하중이 변동해도 가능 ✔
별도 교육 부담이 적음
기어박스에 적합