산업용 베어링을 위한 씰링 솔루션

베어링은 윤활유 손실과 오염물질로부터 보호되어야 안정적으로 작동하고 오래 지속됩니다. 기존 접촉식 오일 씰은 종종 장비를 손상시킵니다. 비접촉 베어링 아이솔레이터는 베어링과 기계를 모두 보호함으로써 이 문제를 해결합니다.

오일 씰은 여전히 일반적이지만, 베어링 아이솔레이터 하나의 성능을 내기 위해 두세 개의 오일 씰이 필요할 때가 많습니다.

초기 베어링 아이솔레이터는 금속 부품과 단순 씰링 채널, 정적 씰링용 O-링을 결합했습니다. 최신 제품은 정밀 설계되어 엄격한 공차와 급격히 굽은 복잡한 라비린스 경로를 특징으로 합니다.

베어링 고장은 종종 워시다운, 잘못 설계된 라비린스 배제 링(LER), 화학적 공격으로 촉발됩니다. 이 문제는 표준 아이솔레이터가 효과적으로 완화합니다.

크기와 온도가 핵심이지만, 애플리케이션 자체, 매체, 압력, 속도, 특수 요구사항도 알아야 합니다. 완전한 애플리케이션 데이터 시트를 작성하여 엔지니어에게 제출하여 모든 관련 정보가 포착되도록 하십시오.

베어링 아이솔레이터 구조

업계 표준은 적합한 아이솔레이터 분야를 좁힙니다. 예를 들어 미국석유협회(API)는 석유, 중화학, 가스 부문에서 사용되는 아이솔레이터에 비발화 소재를 의무화합니다.

이 요구사항은 여러 부문에서 수용되어 브론즈가 선택 소재가 되었습니다. 금속 구조가 불필요한 곳에서는 PTFE 블렌드로 제약 및 기타 애플리케이션용 내화학성 아이솔레이터를 생산할 수 있습니다.

표준 아이솔레이터는 O-링을 사용하며, 적절히 선정되지 않으면 화학적 공격이나 극한 온도에서 첫 번째 고장 지점이 됩니다. 애플리케이션에 따라 기본 갈색 FKM 대신 PTFE 캡슐화 FKM, AFLAS, 실리콘 O-링이 지정될 수 있습니다.

베어링 아이솔레이터는 기존 오일 씰보다 최대 7배 더 오래 지속되며, 윤활유를 유지하면서 오염물질을 차단합니다. 최신 설계는 전기적 씰링 기능도 제공합니다.

펄스 폭 변조(PWM) 가변 주파수 드라이브(VFD)로 구동되는 유도 전동기는 40% 낮은 RPM으로 작동하여 상당한 전력 절감을 제공할 수 있습니다.

제어되지 않은 유도 전동기는 균형 잡힌 3상 사인파로 작동합니다. VFD는 제어된 펄스로 전력을 공급합니다(사각파 또는 6단계 전압). 이는 축에 용량성 결합 공통 모드 전압(CMV)을 생성합니다.

CMV는 최소 저항 경로를 따라 접지로 흐르며, 일반적으로 베어링을 통해 흐릅니다. 얇은 유막은 이 과전압을 절연할 수 없어 내륜과 외륜 사이에 아크가 발생합니다. 이는 사실상 탭 용접과 같습니다. 결과적인 전기 방전 가공(EDM) 피팅은 플루팅 손상과 베어링 고장을 유발하며, 종종 높은 피치의 소음으로 들립니다.

샤프트 접지

이 손상을 방지하기 위해 전도성 브러시가 베어링 아이솔레이터에 통합되었습니다. 베어링보다 낮은 저항 경로를 제공하여 과전압을 안전하게 접지로 분로시킵니다. 이는 CMV를 제거하고 EDM을 멈춥니다.

모터의 비구동단에 기존 아이솔레이터를 설치하여 추가 동적 씰링을 적용할 수 있습니다. 대형 고출력 모터의 경우 절연 베어링이 유도 전압을 전도성 브러시를 통해 강제합니다.

베어링은 외부 오염으로부터도 보호되어야 합니다. 광산, 발전, 1차 금속 생산에서 베어링 아이솔레이터는 최대 3년까지 지속되는 반면, 기존 접촉 립 씰은 불과 3~6개월만 버팁니다.

외부 오염용 필터

석탄 분쇄기와 광산 차량 같은 극도로 더러운 환경에서는 공기 필터가 이제 베어링 아이솔레이터에 통합됩니다. 폐쇄 셀 폼이 씰 경로로 오염물질 진입을 차단하며, 폼은 홈에 장착되어 이물질을 드레인 포트로 유도합니다.

분할 오일 씰은 장비 분해를 피하기 위해 오랫동안 선호되었습니다. 베어링 아이솔레이터도 분할 설계로 제공되지만 제한이 적용됩니다: 비금속, 플러디드, 하이브리드 아이솔레이터는 소재나 애플리케이션 제약으로 분할할 수 없습니다.

플러디드 애플리케이션

윤활유 레벨이 드레인 포트를 초과하면 기존 아이솔레이터는 부적합합니다. 윤활유가 라비린스 경로를 통해 흐르고 누출되기 때문입니다.

마찬가지로, 배기 없는 강제 윤활 시스템은 압력 차이를 생성하여 플러디드 조건과 마찬가지로 윤활유가 라비린스를 통해 누출되게 합니다. 경로는 양압이나 음압을 유지할 수 없습니다.

이 문제는 하이브리드 씰로 해결되었습니다. 기존 아이솔레이터의 이점에 플러드 내성을 결합한 이 씰은 완전히 잠길 수 있으며, 범용 오일 씰과 비교 가능한 압력을 유지할 수 있습니다.

산업용 씰링은 맞춤형 접근이 필요합니다. 각 애플리케이션에 적합한 아이솔레이터를 매칭하려면 철저한 데이터 수집과 분석이 필요합니다. 시간은 걸리지만, 이 신중함은 베어링을 보호하고 설비 수명을 연장하는 최적의 솔루션을 산출합니다.

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Patrick Rhodes는 Garlock Sealing Technologies, Palmyra, NY의 애플리케이션 엔지니어입니다.