터보 압축기의 비접촉 베어링 유형

베어링은 모든 회전 기계에서 중요한 역할을 합니다. 회전 샤프트 어셈블리의 하중을 지지할 뿐만 아니라 이동 부품과 고정 부품 사이에서 발생하는 마찰을 완화합니다. 일반적인 유형의 베어링에는 전통적인 볼 베어링, 롤러 베어링 및 테이퍼 롤러 베어링이 포함됩니다. 이 베어링은 정상 속도에서 작동하는 장비에 적합하지만 발생하는 열의 양으로 인해 초고속 작동이 제한됩니다. 회전 기계를 분당 10,000회 이상(RPM)으로 작동하려면 조기 고장을 방지하기 위한 다른 솔루션이 필요합니다.

비접촉 베어링을 입력합니다. 이름에서 알 수 있듯이 이 베어링을 사용하면 다른 표면과 접촉하지 않고 회전 어셈블리를 지지할 수 있습니다. 비접촉 베어링은 롤링 요소 사이의 마찰로 인한 일반적인 베어링 손실을 제거하여 최고의 효율성을 제공합니다. 비접촉식 베어링에는 유체 베어링과 자기 베어링의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

유체 베어링은 수압식 또는 수압식 베어링으로 ​​더 세분화됩니다. 두 가지 유형 모두 오일, 물 또는 공기와 같은 유체가 지지 매체로 사용됩니다. 정적 유형 베어링은 펌프의 외부 가압 유체를 사용하여 샤프트를 지지합니다. 다이나믹 베어링은 샤프트와 베어링 표면 사이에 가압 쐐기를 생성하기 위해 고속 회전 어셈블리에 의존합니다. 이 기사에서는 고속 터보 압축기의 옵션으로 에어 포일 유형 유체 베어링과 자기 베어링에 중점을 둘 것입니다. 이 베어링의 작동 방식과 이점을 자세히 살펴보겠습니다.

에어 포일 베어링

에어 포일 베어링은 부분적으로 유체의 미끄럼 방지 상태로 인해 작동합니다. 회전 샤프트의 속도가 증가함에 따라 공기 분자가 샤프트에 달라붙고 결국 아래로 끌어당겨져 지지 에어 쿠션을 형성합니다. 이 쿠션은 샤프트와 주변 구성 요소를 분리하고 샤프트가 자유롭게 회전할 수 있도록 합니다. 에어 베어링에 필요한 다른 구성 요소는 에어 포일과 베어링에 부하 용량을 제공하는 지지 스프링 구조입니다.

에어 포일 베어링은 공기를 가압하기 위해 외부 펌프나 압축기가 필요하지 않다는 장점이 있습니다. 포일은 적절한 포일 구조로 형성된 얇은 고온 강철 조각으로 구성됩니다. 이는 베어링이 작동 중 비접촉이라는 이점과 매우 낮은 제조 비용으로 적절한 부하 용량을 제공한다는 것을 의미합니다.

에어 포일 베어링의 한 가지 단점은 기존 롤러 유형 베어링보다 부하 용량이 낮다는 것입니다. 이는 지원되는 샤프트 어셈블리가 롤러 베어링이 지원하는 것보다 작아야 함을 의미합니다. 이러한 이유로 이러한 유형의 베어링을 사용하는 기계는 수백 마력으로 제한됩니다. 에어 베어링은 정상 작동 중에는 접촉하지 않지만 기계 작동의 시작 및 정지 기간 동안에는 접촉합니다. 미끄럼 마찰의 이 기간은 종종 탑 포일 표면에 테프론과 같은 붙지 않는 코팅을 적용하여 완화됩니다. 그러나 시작 및 정지 중 마찰이 너무 높아 베어링이 고장날 때까지 코팅이 결국 마모됩니다.

마그네틱 베어링

자기 베어링은 전자석을 사용하여 작동 중에 로터를 부상시키는 방식으로 작동합니다. 활성 상태일 때 샤프트를 각 코일로 끌어당기는 회전자 주변의 코일 어셈블리에 전류가 주입됩니다. 일반 부양 외에도 주입된 전류는 고정 부품과의 접촉을 방지하기 위해 로터가 축 중심을 중심으로 회전하도록 유지하는 데 사용됩니다. 높은 회전 속도는 적절한 코일에 전류를 주입하고 샤프트가 제자리에서 회전하도록 유지하기 위해 매우 빠른 속도로 샤프트 위치를 분석해야 함을 의미합니다. 이를 위해서는 고급 베어링 컨트롤러가 필요합니다.

자기 베어링에는 몇 가지 장점이 있습니다. 첫째, 기동 및 정지 동작시에도 기계적 마모가 없다. 따라서 이러한 유형의 베어링에는 실질적인 피로 수명이 없습니다. 또한 서지가 발생하는 터보 기계는 서지 중에 손상되지 않도록 보호할 수 있습니다. 자기 베어링은 서지 힘을 능동적으로 감지하고 전류를 주입하여 샤프트가 축에서 회전하도록 유지할 수 있습니다. 단점은 자기 코일 어셈블리와 능동 베어링 컨트롤러의 추가 비용에서 비롯됩니다. 요약하면, 자기 베어링의 수명과 신뢰성이 추가되면서 베어링 어셈블리에 더 많은 비용이 듭니다.

비접촉식 베어링을 사용하는 송풍기는 더 비쌀 수 있지만 기존의 베어링 마찰 손실을 제거하여 에너지 절약 형태로 최고의 효율성과 ROI를 제공합니다. 에너지 효율적인 기계를 설치하여 얼마나 절약할 수 있는지 알아보려면 전문가에게 문의하세요.