산업 베어링용 씰링 솔루션

적절하고 마지막으로 작동하려면 베어링이 윤활유 손실과 외부 오염으로부터 보호되어야 합니다. 그러나 전통적인 접촉 오일 씰은 장비를 심각하게 손상시킬 수 있습니다. 이 난제는 베어링과 베어링이 설치된 장비를 모두 보호하는 비접촉 아이솔레이터를 사용하여 해결할 수 있습니다.

오일 씰은 단일 베어링 아이솔레이터와 동일한 수준의 성능을 제공하기 위해 일반적으로 최소 2개, 때로는 3개가 필요하지만 계속 사용됩니다.

베어링 아이솔레이터는 원래 동적 밀봉을 위한 간단한 경로와 샤프트 및 보어 하우징의 정적 밀봉을 위한 O-링이 있는 금속 부품을 특징으로 했습니다. 그 이후로 정밀한 허용 오차와 방향의 급격한 변화가 있는 복잡한 경로를 갖춘 고도로 엔지니어링된 장치로 발전했습니다.

베어링 고장으로 이어지는 조건 중에는 장비 세척, 부적절한 LER(labyrinth excluder ring) 씰 및 화학적 공격이 있습니다. 이는 표준 베어링 아이솔레이터로 방지할 수 있습니다.

크기와 온도는 일반적으로 효과적인 밀봉 솔루션에 대한 충분한 정보로 간주되지만 응용 프로그램 자체, 매체, 압력, 속도 및 필요한 모든 특수 기능도 알아야 합니다. 모든 관련 정보가 제공되었는지 확인하기 위해 애플리케이션 데이터 시트를 작성하여 애플리케이션 및 제품 엔지니어에게 제출하여 검토를 받아야 합니다.

베어링 아이솔레이터 구조

산업 표준은 실행 가능한 베어링 아이솔레이터의 선택을 더욱 좁힙니다. 예를 들어, 미국석유협회(American Petroleum Institute)는 석유, 중장비 화학 및 가스 산업에서 사용되는 베어링 절연체용 비점화 재료를 지정합니다.

이 요구 사항은 다른 산업에서도 채택되어 청동을 베어링 절연체로 선택했습니다. 금속 구조가 필요하지 않은 경우 PTFE 혼합물을 사용하여 제약 및 기타 응용 분야에 사용하기에 적합한 내화학성 베어링 아이솔레이터를 만들 수 있습니다.

표준 베어링 절연체에는 일반적으로 O-링이 장착되어 있으며, 이는 부적절하게 지정될 경우 화학적 공격 및 극한의 온도에서 가장 먼저 고장나는 구성요소가 됩니다. 응용 분야에 따라 표준 갈색 FKM O-링 대신 PTFE 캡슐화 FKM, AFLAS 또는 실리콘을 지정할 수 있습니다.

베어링 아이솔레이터는 기존 오일 씰보다 최대 7배 더 오래 지속되어 윤활유 보유와 오염 물질 제거를 모두 제공합니다. 또한 이제 전기 밀봉도 제공할 수 있습니다. 펄스 폭 변조(PMW) 가변 주파수 드라이브(VFD)로 제어되는 전기 유도 모터의 토크와 마력은 상당한 전력 절감을 위해 40% 더 낮은 rpm에서 작동하도록 조정할 수 있습니다.

제어되지 않은 유도 전동기는 3상 사인파 전력 체계에서 작동하며, 여기서 입력 전력의 주파수, 위상 및 진폭은 평형 회로에 대해 합이 0이 됩니다. VFD를 사용하면 구형파 또는 6단계 전압이라는 제어된 펄스로 전원이 공급됩니다.

이러한 펄스는 일반적으로 베어링을 통해 접지에 대한 저항이 가장 적은 경로를 따르는 샤프트에 용량성 결합 공통 모드 전압(CMV)을 생성합니다. 오일 필름은 이러한 과잉 불균형 전압이 베어링의 내부 레이스에서 외부 레이스로 아크를 발생시키는 것을 방지하기에 충분한 절연을 제공하지 않습니다. 이 아크는 가용접으로 작용하고 방전 가공(EDM) 피팅은 홈 손상과 베어링의 궁극적인 고장을 초래합니다. 이 손상은 베어링 요소가 플루트가 있는 레이스 위로 굴러갈 때 고음의 소음을 발생시킵니다.

샤프트 접지

이러한 손상을 제거하기 위해 기존 베어링 절연체에 전도성 브러시를 추가하여 전압이 베어링을 통과하는 것을 방지했습니다. 베어링보다 훨씬 적은 저항의 경로를 제공하여 초과 전압이 접지로 안전하게 이동할 수 있습니다.

샤프트의 모든 CMV는 브러시에 의해 소산되어 EDM이 발생하는 것을 방지합니다. 기존의 베어링 아이솔레이터를 설치하여 모터의 비구동 쪽 끝에 추가적인 동적 밀봉을 제공할 수 있습니다. 대형 고출력 모터의 경우 절연 베어링을 사용하여 전도성 브러시를 통해 부유 전압을 강제 실행하는 것이 좋습니다.

베어링은 또한 외부 오염의 침입으로부터 보호되어야 합니다. 광업, 발전 및 1차 금속 생산과 같은 산업은 장비가 가혹한 조건에 노출됩니다. 이러한 환경에서 베어링 절연체는 최대 3년 동안 지속되는 반면, 일반적인 접촉 립 씰의 경우 3~6개월에 불과합니다.

외부 오염 필터

석탄 분쇄기 및 광산 차량과 같이 특히 더러운 응용 분야의 경우 에어 필터가 베어링 아이솔레이터에 통합되고 있습니다. 폐쇄 셀 폼으로 구성된 이 필터는 오염이 씰 경로로 들어가는 것을 방지합니다. 내구성 있는 폼이 아이솔레이터의 홈에 삽입되어 오염이 배수 포트로 향하게 합니다.

분할 오일 씰은 설치를 위해 장비를 분해할 필요가 없도록 오랫동안 사용되어 왔습니다. 베어링 아이솔레이터는 구성 재료 또는 적용 요구 사항으로 인해 분할할 수 없는 비금속, 플러드 및 하이브리드 아이솔레이터를 포함하여 몇 가지 제한이 있는 분할 설계로도 제공됩니다.

플러드 애플리케이션

윤활 수준이 배수 포트보다 높은 응용 분야에서는 윤활유가 미로 경로를 통해 이동하여 누출되는 기존의 베어링 아이솔레이터를 사용할 수 없습니다.

배출되지 않은 강제 윤활 시스템과 함께 사용하는 경우에도 누출되어 경로에 차압이 발생합니다. 경로는 양수 또는 음의 압력을 유지하지 않으므로 이러한 압력 차이로 인해 범람된 상태에서 윤활유가 미로를 통해 누출될 수 있습니다.

이 문제는 기존 아이솔레이터를 능가하는 기능을 갖춘 하이브리드 씰의 개발로 해결되었습니다. 범람된 응용 분야를 위한 이 씰은 완전히 잠길 수 있어 대부분의 범용 오일 씰만큼 많은 압력을 유지할 수 있습니다.

산업용 씰링 응용 프로그램의 다양성은 모든 관련 데이터를 수집하고 고려하여 개별적으로 베어링 절연체와 일치시켜야 합니다. 이는 실사가 필요하지만 베어링을 보호하고 플랜트 기계 및 장비의 수명을 연장하기 위한 최적의 솔루션입니다.

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Patrick Rhodes는 뉴욕주 팔마이라에 있는 Garlock Sealing Technologies의 애플리케이션 엔지니어입니다.