✅ 모터 축 정렬 오차 측정 완전 가이드레이저·다이얼 인디케이터부터 IoT까지 실무자가 꼭 알아야 할 Alignment 절차의 모든 것

1. 서론: 정렬 오차는 장비 고장의 씨앗이다

모터와 펌프, 감속기, 팬 등 회전 기기의 축이 정렬되지 않으면 어떤 일이 벌어질까요?

• 진동이 증가하고 베어링 수명이 단축됩니다.
• 동력 손실로 전력 소비가 늘어나며, 결국 고장이 발생합니다.
• 쿠플링 고장, 씰 누유, 샤프트 마모, 그리고 설비 라인의 정지까지 이어지죠.

실제 산업 현장에서 모터 축 정렬 불량은 전체 회전체 고장의 약 50% 이상을 차지한다는 통계도 있습니다.
즉, 모터 정렬은 ‘사후 정비’가 아니라 ‘사전 예방 정비’의 핵심입니다.

2. 모터 축 정렬 오차의 4가지 유형 – 그림 없이도 이해되게!

모터 정렬 오차는 기본적으로 두 축의 중심선이 일치하지 않는 상태입니다. 종류는 다음과 같습니다.

① 평행(병진, Offset) 오차

• 두 축이 동일한 각도를 유지하지만, 위치가 수평 또는 수직으로 어긋난 상태
• 예: 두 축이 나란하지만 y축 방향으로 1mm 밀린 경우

② 각도(Angular) 오차

• 두 축이 각을 이루며 기울어져 있는 상태
• 예: 한쪽 축은 수평인데 다른 쪽은 살짝 위로 들린 경우

③ 복합(Combined) 오차

• 평행과 각도가 동시에 존재
• 실제 현장에서는 거의 모든 정렬 불량이 이 복합 형태

④ 열팽창에 의한 오차 (Hot Alignment)

• 장비가 작동하면 온도 상승으로 금속이 팽창 → 축 길이와 위치가 변함
• 콤프레서, 보일러 모터, 고온 펌프 등에서 자주 발생

💡 현장에서는 ‘축심 틀어짐’ 또는 ‘고심·저심’이라는 표현을 쓰기도 합니다.

3. 측정 장비 총정리: 상황별로 어떤 장비를 써야 할까?

                     측정 장비                                                  장점                                    단점                              추천 사용 상황

필러 게이지	저렴하고 간단	정확도 낮음	간단한 베어링 캡 간격 확인
다이얼 인디케이터	정확도 높고 재현성 우수	숙련도 필요	펌프·모터 정밀 정렬
레이저 정렬기	빠르고 정밀, 자동 계산	고가 장비	중요 설비, 다빈도 유지보수
스마트 정렬 키트 (앱 연동)	사용 쉬움, 리포트 자동화	초기 비용	소규모 현장, 유지보수팀
3D 진동 분석기 연계	예측정비와 결합	고숙련자 필요	회전체 상태 트렌드 분석용

 

 

4. 측정 전 사전 준비사항: 놓치면 헛수고!

측정을 정확하게 하기 위해 준비 단계부터 신경 써야 합니다.

① 전원 차단 및 태그아웃(LOTO)

사고 방지를 위해 제어반에서 전원을 완전히 차단하고 LOTO 절차 준수

② 쿠플링 분리 또는 고정 확인

• 스페이서 타입: 연결된 채로 측정 가능
• 플렉시블 타입: 분리한 상태에서 정렬 권장

③ 베이스와 기초 확인

• 앵커 볼트 풀림 여부
• 베이스 하부의 Soft-foot 현상 체크

④ 셔임 상태 점검

• 기존 셔임의 녹·찌꺼기 제거
• 다층 셔임은 최소화 (3장 이내 추천)

⑤ 온도 대기

• 열팽창 보정이 필요한 장비는 최소 1시간 예열 후 측정

 

5. 다이얼 인디케이터 방식: 실무자들이 가장 많이 쓰는 방식

📌 준비물

• 다이얼 게이지 2개 (좌·우측)
• 자석 브래킷 또는 특수 장착 암
• 스프레드시트 또는 계산 앱

🧰 측정 절차 (역시계 방향 기준)

1. 12시 위치에서 0 설정
2. 3시 방향으로 회전 후 수치 기록
3. 6시, 9시 위치에서도 동일하게 측정
4. 총 4점 데이터를 기록 후 계산
   • 병진 오차 = (3시 + 9시)/2
   • 각도 오차 = (12시 – 6시) ÷ 거리
5. 정렬 보정
   • 수직 조정: 셔임
   • 수평 조정: 기초 밀기(잭볼트 활용)
6. 재측정 → 오차 0.02mm 이하로 확인

🔧 다이얼 장비는 숙련도에 따라 오차가 다르게 나올 수 있으니 반드시 두 번 이상 확인하세요.

6. 레이저 정렬 시스템: 현대식의 정확도와 편리함

🧰 준비 과정

• 송신기·수신기 장착 (축 양쪽)
• 각 축의 회전 범위 확보
• 앱 또는 디지털 디스플레이 연결

📊 측정 및 조정 절차

1. 자동 스위프 기능 작동
2. 회전 시 각 위치 데이터 자동 수집
3. 앱에서 실시간 오차 계산
4. 수직·수평 오차, 셔임 요구 두께 자동 제안
5. 조정 후 "PASS" 판정 받기까지 반복

🔍 레이저 방식의 장점

• 오차 수치 실시간 시각화
• PDF 리포트 생성 가능
• 데이터 기록·이력 관리 쉬움
• “Soft Foot” 자동 감지 가능

 

7. 허용 오차 기준 (rpm별 권장값)

• 900 rpm 이하
  • 병진 오차 ≤ 0.07 mm
  • 각도 오차 ≤ 0.15 mm/100 mm
• 1,800 rpm 전후
  • 병진 오차 ≤ 0.05 mm
  • 각도 오차 ≤ 0.1 mm/100 mm
• 3,600 rpm 이상 (고속 설비)
  • 병진 오차 ≤ 0.03 mm
  • 각도 오차 ≤ 0.05 mm/100 mm

📌 기준은 ISO 1940, API 610 등에서 제시되며, 각 회사마다 운영 기준이 다를 수 있습니다.

 

8. 정렬 완료 후 꼭 해야 할 4가지 검증

1. 진동 측정
   • 정렬 전·후 진폭 비교
   • 주파수 스펙트럼에서 1×, 2× 피크 확인
2. 열화상 촬영
   • 베어링·모터 하우징 온도 균일성 체크
   • 온도 편차 5°C 이상 → 정렬 재검토
3. 소음 레벨 측정
   • 정렬 후 2~5 dB 감소 → 정상화 지표
4. 24시간 후 재점검
   • 열팽창 반영 여부 확인
   • 특히 보일러, 냉각수 펌프 등 고온 장비는 필수

 

9. 실무 현장의 정렬 관련 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1. 모터 풋이 흔들립니다. 어떻게 해야 하나요?

Soft-foot 현상입니다. 셔임 두께를 정밀하게 조정하거나, 풋면 가공이 필요한 경우도 있습니다.

Q2. 셔임은 몇 장까지 겹쳐 써도 되나요?

3장 이하 권장, 너무 많으면 유격 생김. 두꺼운 셔임 1~2장으로 대체하는 게 좋습니다.

Q3. 쿠플링 연결된 상태로 정렬 가능한가요?

스페이서 타입이나 강성 쿠플링은 OK, 고무형 플렉시블 타입은 비추입니다.

 

10. 디지털 트렌드: 예측 정비(PdM)와 연계된 정렬 기술

• 무선 센서 기반 진동 감지기
  • 축 정렬 이상 시 특정 주파수 대역(1× 또는 2×)에서 진동 증폭
• AI 기반 분석 플랫폼
  • 센서 데이터를 머신러닝으로 분석 → 정렬 오차 감지
• 디지털 트윈 기반 시뮬레이션
  • 축의 온도 변화 → 열팽창량 → 정렬 예측 → 사전 보정까지 자동화

11. 정렬이 잘못되면 발생하는 고장 사례

✅ 실제 사례 1: 펌프 고속축 베어링 과열

• 원인: 축의 각도 오차 0.12 mm/100 mm
• 결과: 베어링 온도 상승 → 윤활유 탈수 → 베어링 파손

✅ 실제 사례 2: 감속기 오일 누유

• 원인: 모터 위치 좌우 1.5 mm 편차
• 결과: 씰 마모 → 오일 샤프트 누유 → 설비 멈춤

💬 정렬 불량은 단순 축 오차로 끝나는 문제가 아니라, 윤활, 진동, 마모, 비용 손실로 이어집니다.

 

12. 결론: 정렬은 설비의 생명선이다

축 정렬은 단순히 “각 맞추기”가 아닙니다.
이는 설비의 수명, 에너지 효율, 안전성과 직결되는 중요한 절차입니다.

정확한 측정 → 체계적 조정 → 정밀 검증
이 3단계가 이루어질 때 비로소 정렬이 완료되었다고 말할 수 있습니다.
레이저든, 다이얼 인디케이터든, 가장 중요한 것은 측정 정확도와 반복성입니다.