감속구동장치 진동 진단방법에 대한 고찰

초록

철도차량에서 감속구동장치는 구동모터에서 나오는 회전력을 차축으로 전달하는 역할과 회전속도를 감속하여 출력토크를 증대시키는 역할을 수행하는 중요한 장치이다. 이러한 감속구동장치의 손상 여부 및 고장 상태를 진단하고 파악하는 방법으로 진동에 의한 진단 방법이 많이 사용되고 있으며, 정된 진동데이터를 분석하는 방법으로 제곱근평균(RMS), 파고율(Crest Factor), 첨도(Kurtosis), 오더 분석, 베어링 주파수, 맞물림 주파수, 시간 동기 분석(TSA) 등 다양한 방법이 사용되고 있다. 감속구동장치에서 측정되는 진동의 증가 원인은 구성품을 기준으로 보았을 때 베어링과 기어로 분류할 수 있으며, 더 자세하게 들어가면 베어링의 구조, 내륜 및 외륜 손상, 축 편심, 기어의 편심, 기어 결함 등 다양한 원인에 의하여 감속구동장치의 진동이 증가한다. 진동의 원인이 회전력에 의해서만 발생하는 산업기계와 달리, 철도차량은 레일의 조도에 의하여 차륜으로부터 전달되는 진동이 감속구동장치에 크게 영향을 끼친다. 그러므로 철도차량의 감속구동장치의 진동분석은 이러한 영향을 배제한 감속구동장치의 진동만을 추출하여 분석하는 것이 중요하다. 본 연구는 KTX 고속열차에 사용되는 감속구동장치를 대상으로 진동 진단방법을 적용하여 각각의 진단방법에 대한 유용성을 고찰해보고자 하였다. 또한 KTX 감속구동장치는 1차 감속기와 2차 감속기로 구성되어 있으므로 각각의 감속기에 대한 진동 특성 및 경향을 고려한 진단방법을 고찰하고자 하였다.