베어링 보호 링은 시멘트 공장 가동 시간을 높이는 데 도움이 됩니다.

그 어떤 것도 웅성거림을 막을 수 없는 것 같았습니다. Monarch Cement Company의 거대한 볼 밀이 이미 시끄럽지 않은 것은 아닙니다. 5,000마력의 모터로 구동되는 이 장비는 시간당 100톤의 클링커(석회석과 셰일의 연소 혼합물)를 분쇄합니다. 그러나 그 비명 소리는 Randy Riebel이 듣고 싶어 하는 것이 아니었습니다. Kan., Humboldt에 있는 Monarch 공장의 전기 감독자로서 그는 소음이 모터의 베어링이 돌아가고 있음을 의미한다는 것을 알고 있었습니다.

사실 연간 130만 톤의 시멘트를 생산할 수 있는 공장에서 만성 베어링 손상의 소리는 너무나 익숙했습니다. 2001년 볼 밀이 새 제품일 때부터 모터 베어링을 세 번 교체했습니다.

Riebel은 “베어링에 계속 윤활유를 칠했지만 계속 삐걱거렸습니다.”라고 회상합니다. “너무 오래 기다리면 베어링 레이스 벽이 과거처럼 플루트가 될 것이라는 것을 알고 있었고 모든 비용과 가동 중지 시간 때문에 다른 교체를 기대하지 않았습니다. 그 모터를 당기는 데 최소 10일이 걸립니다. 이는 주요 생산품입니다. 때때로 우리는 도움을 요청하고, 호이스트를 빌려서 트럭에 실었다가 다시 지어야 합니다. 그래서 이번에(2009년 여름) 다른 것을 시도해 보기로 했습니다.”

"다른 것"은 Maine 기반 Electro Static Technology(EST)에서 제조한 AEGIS iPRO 베어링 보호 링이었습니다. iPRO는 유해한 전류를 베어링에서 접지로 안전하게 전달함으로써 고압 모터 및 발전기의 수명을 연장하여 사용되는 전체 시스템의 신뢰성을 향상시킵니다. 직경이 최대 30인치인 발전기/모터 샤프트를 수용할 수 있도록 다양한 크기로 제공됩니다.

유지 보수가 필요 없는 AEGIS iPRO는 펌프, 압축기, 믹서, 분쇄기, 컨베이어 및 광산, 식품 가공, 폐수 처리, 석유화학 정제 및 기타 많은 고전류 응용 분야에 사용되는 기타 기계를 구동하는 고압 모터에 이상적입니다. iPRO는 또한 유틸리티 및 현장 발전 시스템 모두에서 발전기의 베어링을 보호합니다.

Riebel은 지역 모터 및 장비 수리점인 IEMCO(Independent Electric Machinery Company)의 모터샵 운영 관리자인 Scott Wilkins와 전기 베어링 손상에 대해 논의하고 있었습니다. Wilkins는 iPRO를 추천했고 Riebel은 IEMCO에게 볼 밀 모터에 두 개를 설치하도록 했습니다. 대부분의 대형 모터의 경우 EST는 드라이브 쪽 끝에 iPRO를 설치하고 비구동 쪽 끝에 절연체를 설치할 것을 권장하지만 일부 대형 모터의 경우(특히 절연체가 설계되지 않았거나 절연체를 쉽게 설치할 수 없는 경우) EST는 iPRO 설치를 권장합니다. 모터의 드라이브 쪽 끝과 드라이브 쪽 끝에서 모두 링이 울립니다.

Riebel과 Wilkins는 현장 개조를 용이하게 하도록 설계된 iPRO 분할 링 모델을 선택했습니다. 각 iPRO의 짝을 이루는 절반은 밀에서 모터를 분리할 필요 없이 모터 샤프트 주위에 설치되었습니다.

1906년에 설립된 가족 소유 기업인 IEMCO는 모터, 발전기, 호이스트, 용접기 및 배전 스위치기어를 판매, 서비스, 수리 및 테스트합니다. 캔자스시티에 있는 IEMCO의 본사에는 완비된 기계 공장이 있습니다. 이 회사는 또한 이 지역에 5개의 다른 서비스 센터를 운영하고 있습니다. 대형 모터를 일상적으로 다루기 때문에 IEMCO 직원은 샤프트 전류가 모터 베어링에 심각한 손상을 입힐 수 있음을 잘 알고 있습니다.

전기 베어링 손상 완화
우회하지 않으면 샤프트 전압이 베어링을 통해 방전되어 볼과 레이스 벽에 구멍이 날 수 있습니다. 장기적인 베어링 보호 기능이 없으면 레이스 벽을 따라 일정한 간격으로 집중된 구멍이 소음과 진동의 원인인 홈이라고 하는 빨래판 같은 융기를 유발할 수 있습니다. 최종 결과는 모터 고장입니다.

아이러니하게도 기존의 스프링 장착 접지 브러시와 같이 베어링을 보호하도록 설계된 일부 제품은 자체적으로 광범위한 유지 관리가 필요합니다. 절연체 및 세라믹 베어링과 같은 기타 물질은 연결된 장비에 손상을 줄 수 있습니다.

전자 전달 속도를 높이기 위해 iPRO의 전체 내부 둘레에는 여러 줄의 전도성 극세사 섬유가 늘어서 있습니다. 링의 특허 받은 AEGIS FiberLock 채널에 단단히 고정된 이 극세사 섬유는 모터 샤프트를 완전히 둘러싸고 유해한 샤프트 전류에 대한 수백만 개의 방전 지점을 제공하고 이러한 전류를 베어링에서 접지로 효과적으로 전환시키는 최소 저항 경로를 생성합니다. 극세사 자체는 파손을 방지하고 링이 모터의 수명 동안 지속되도록 하는 탁월한 유연성을 위해 특별히 설계되었습니다. 베어링, 모터 및 모터 구동 시스템의 수명을 연장하기 때문에 iPRO는 연방 에너지 관리 프로그램(Federal Energy Management Program)에 따라 지속 가능한 기술로 인정됩니다.

잔소리가 많고 널리 퍼진 문제
중서부 6개 주에 있는 하청업체와 주택 개조 소매점은 트럭과 기차로 시멘트를 아이오와 주 디모인과 캔자스 닷지 시티에 있는 터미널로 보내는 Monarch 공장에 의존합니다. 터미널은 시멘트를 13개 주에 배포합니다. 해당 지역에서 판매하는 모나크 자회사. 시멘트의 일부는 대량으로 판매되고 일부는 봉지로 판매됩니다. 그리고 그 중 일부는 건물 제품을 제조하거나 레미콘 콘크리트를 생산하기 위해 석재와 모래를 추가하는 자회사에서 추가 처리됩니다.

모나크가 1908년에 설립되었을 때, 최대 4피트 너비의 블라스트된 석회암("샷 록") 덩어리를 노새가 끄는 카트에 손으로 실었습니다. 이제 이 석회암은 거대한 프론트 엔드 로더, 50톤 덤프 트럭 및 컨베이어로 이동되어 일련의 컴퓨터 제어 크러셔, 가마 및 분쇄기로 처리되어 분말처럼 곱게 될 때까지 처리됩니다.

대부분의 가공 기계는 전기 모터로 구동되며 만성 베어링 손상 문제는 결코 공장의 볼 밀에만 국한되지 않습니다. 많은 모터가 가변 주파수 드라이브(VFD)에 의해 제어되며, 이는 모터 샤프트에 추가 고주파 전류를 유도합니다. 팬이나 펌프 모터는 입력이 VFD에 의해 변조되는 경우 전력을 덜 사용하는 경향이 있지만 모터가 계속 고장 나면 효율성 향상의 이점이 사라집니다.

이러한 고장은 Riebel에게 반복되는 골치거리였습니다. 그러나 2009년에 설치된 2개의 AEGIS iPRO 링이 볼밀 모터의 베어링을 보호하는 것으로 보였기 때문에 그는 IEMCO가 서비스를 중단해야 했던 9개의 모터에 iPRO를 추가로 설치하도록 했습니다.

거의 8년 동안 300HP 모터를 자주 교체해야 했던 VFD 제어 냉각 환기 팬이 그 예입니다. 매번 가마는 적어도 하루 동안 가동을 중단해야 했습니다. 기존 모터를 제거하고 다시 제작한 예비 모터를 정렬하고 결합해야 했습니다.

Riebel은 "당긴 모터를 밖으로 보내서 재조립했지만 3~6개월 후에는 같은 작업을 다시 해야 했습니다."라고 말합니다. “쿨러 벤트 팬 모터의 경우 두 베어링 모두에 절연을 시도했습니다. 절연으로 인해 모터는 고장 사이에 2년 동안 지속되었습니다. 분로된 전기는 팬 자체의 베어링을 손상시킬 수 있습니다. 단열재는 문제를 더 악화시킬 뿐입니다. 접지되지 않은 경우 전기는 어딘가로 가야합니다. iPRO는 이 팬에게 새로운 출발을 선사했습니다.”

"우리는 문제가 무엇인지 전혀 깨닫지 못했습니다."라고 Riebel은 회상합니다. “전기 베어링 손상에 대한 정보가 많지 않았습니다. 우리는 베어링이 고장나고 모터가 과열된다는 것을 알고 있었지만 그 이유를 알고 싶지 않았습니다. 계속해서, 우리는 방금 모터를 보내고 다시 조립하고 다시 서비스에 넣었습니다. 근본 원인을 알지 못했습니다.”

혁신적이고 친환경적인 기술로 해결
VFD 제어 모나크 팬 모터가 분해될 때마다 IEMCO가 매장에 iPRO 링을 추가하도록 하는 것이 이제 모나크 정책입니다. 또 다른 그러한 설치는 ID(유도 통풍) 팬용 2,250마력 모터에 있었습니다. 가마에서 가열된 공기를 롤러 밀을 통해 끌어당겨 원시 분쇄 과정에서 석회석과 혈암을 건조시킵니다. 현재 iPRO가 있는 다른 모터에는 2,000HP ID 팬 모터 2개와 1,000HP 백하우스(집진) 팬 모터 2개 등 공장의 가마에 공기가 강제로 들어오고 나가는 4개가 포함됩니다.

또한 시멘트 공장은 먼지가 많은 곳이고 많은 모터가 실외에 있기 때문에 Monarch는 새로운 모터 중 일부에 또 다른 정전기 기술 제품인 AEGIS SGR 베어링 절연체 샤프트 접지 링이 장착되어야 한다고 지정하기 시작했습니다. iPRO에서와 같이 AEGIS Severe-Duty SGR의 보호된 전도성 극세사는 효율적인 접지를 위해 모터 샤프트를 완전히 둘러싸지만 이 모델에는 IP56 비접촉 절연 씰이 내장되어 있어 먼지, 물 및 기타 오염 물질로부터 추가 보호를 제공합니다.

Monarch의 유지보수 관리자인 Mark Pily는 IEMCO의 Wilkins와 상의한 후 공장에서 Severe-Duty SGR이 설치된 공장의 첫 번째 모터 구매를 승인했습니다. 이 글을 쓰는 시점에서 200HP 공기 압축기 모터는 공장에서 작동 중인 유일한 모터입니다.

"우리는 모터를 세게 밀기 때문에 베어링을 깨끗하게 유지하고 싶습니다."라고 Riebel은 설명합니다. “우리는 일반적으로 권선 고장으로 인해 모터를 잃습니다. 대부분 베어링이 고장나서 모터에 과부하가 걸리기 때문이라고 생각합니다.”

1온스의 예방
Riebel은 전압 프로브와 오실로스코프를 사용하여 접지 링이 있는 모든 플랜트 모터에서 주기적으로 샤프트 전압 판독값을 취합니다. 그는 링이 잠재적으로 손상될 수 있는 샤프트 전압을 감소시켰음을 나타내는 판독값이 낮기 때문에 결과에 만족합니다.

Riebel은 또한 공장이 IEMCO로부터 받은 서비스에 높은 점수를 줍니다. Scott(Wilkins)은 실제로 관련되어 있습니다. 그는 정말 처음부터 잘하는 사람이에요.”

시간이 지나면서 링이 Monarch 전체에 얼마나 많은 비용을 절약할 수 있는지 정확히 말해줄 것이지만, Riebel은 AEGIS iPRO가 가동 중지 시간과 모터 유지 관리 비용을 줄이는 효과적이고 장기적인 베어링 보호 기능을 제공한다고 확신합니다.

"지금까지는 너무 좋습니다."라고 그는 말합니다. "5,000 마력의 경우 마지막 베어링 세트가 1년 동안만 지속되었기 때문에 지금쯤이면 문제를 알아차렸을 가능성이 있지만 문제는 없었습니다. 삐걱거리는 소리도 없었습니다."

자세한 내용은 다음으로 문의하십시오. John Shepherd, Midwest 지역 영업 관리자, Electro Static Technology, Loveland, OH 45140. 513-417-1161로 전화하거나 [email protected]으로 이메일을 보내거나 www.est-aegis.com .

그림 1. 캔자스주 훔볼트에 있는 Monarch Cement Company의 공장

그림 2. 처음 두 개의 접지 링이 Monarch Cement Company 공장에 설치된 볼 밀. 공장의 5,000HP 모터 베어링은 모터 양쪽 끝에 있는 AEGIS iPRO 베어링 보호 링(삽입)에 의해 손상된 전압이 전환될 때까지 정기적으로 고장났습니다. 이러한 현장 개조는 iPRO의 분할 링 버전 사용 덕분에 공장에서 모터를 분리할 필요 없이 완료되었습니다.

그림 3. Monarch Cement Company 기계에 대한 모터 분해 검사의 일환으로 IEMCO 매장의 내부 베어링 리테이너에 설치된 AEGIS iPRO 베어링 보호 링

그림 4. 볼 밀에서 AEGIS iPRO 베어링 보호 링의 성공에 이어 Monarch Cement Company는 이 백하우스 팬 모터(파란색)에 링을 설치했습니다. 베어링을 자주 교체하십시오.