터보 기계용 압축기 틸팅 패드 저널 베어링을 선택하는 방법

설계 및 작동 원리

A 압축기 틸팅 패드 저널 베어링 저널(샤프트) 표면 주위에 배열된 여러 개의 개별 패드로 구성됩니다. 각 패드는 자유롭게 기울일 수 있는 피벗에 장착되어 샤프트가 회전할 때 유체역학적 압력을 생성하는 수렴 쐐기 형상을 만듭니다. 이 압력은 금속 간 접촉 없이 얇은 오일 막 위에서 샤프트를 지지합니다. 틸팅 동작은 매우 중요합니다. 이를 통해 각 패드는 부하, 속도 및 온도 변화에 적응하여 광범위한 작동 조건에서 최적의 유막 두께를 유지할 수 있습니다. 패드 수는 일반적으로 4~6개이며, 5개 패드 설계는 대부분의 압축기 응용 분야에 가장 적합한 부하 용량과 안정성의 조합을 제공합니다. 피벗 구성(패드 간 하중(LBP) 또는 패드 상의 하중(롭))은 베어링의 동적 반응을 결정하며 로터 분석을 기반으로 선택됩니다.

패드 구성 및 피벗 유형

패드와 피벗의 구성은 베어링 성능에 큰 영향을 미칩니다. LBP(Pad Between Pads) 베어링은 두 개의 인접한 패드 사이에 하중 벡터를 배치하여 압축기의 가장 일반적인 구성인 더 높은 감쇠와 안정성을 제공합니다. LOP(Load On Pad) 베어링은 하중을 단일 패드의 피벗과 정렬하여 특정 로터 설계에 선호될 수 있는 다양한 강성과 감쇠 특성을 제공합니다. 패드 수는 안정성에 영향을 줍니다. 4패드 베어링은 중간 속도에 적합하고, 5패드 베어링은 최고의 종합 성능을 제공하며, 6패드 베어링은 초고속 또는 고부하 작업에 최대 안정성을 제공합니다. 패드 예압(베어링 중심에 대한 패드 중심의 오프셋)은 유막 두께와 베어링 강성에 영향을 미치는 또 다른 설계 매개변수입니다.

재료 및 제조 정밀도

압축기 틸팅 패드 저널 베어링의 성능과 신뢰성은 재료 선택과 제조 정밀도에 크게 좌우됩니다. 베어링 하우징은 일반적으로 강철 또는 주철로 가공되어 구조적 강성과 치수 안정성을 제공합니다. 패드 자체는 흰색 금속(배빗) 라이닝이 있는 강철 또는 청동 뒷면으로 구성됩니다. Babbitt 층은 실제 베어링 표면을 제공하여 사소한 샤프트 정렬 불량을 수용할 수 있는 뛰어난 내장성과 적합성을 제공합니다. 고급 베어링은 향상된 열 성능이나 내화학성을 위해 폴리머 또는 복합 패드 재료를 사용할 수 있습니다. 제조에는 미크론 단위로 측정된 공차를 달성하기 위해 정밀 연삭 및 보링이 필요합니다. 일관된 유막 두께를 보장하려면 패드 보어 진원도가 0.005mm 이내여야 합니다. Babbitt 층의 표면 마감은 일반적으로 Ra 0.4 마이크로미터 이상입니다.

압축기 애플리케이션의 장점

틸팅 패드 저널 베어링은 압축기 응용 분야에서 고정 형상 베어링에 비해 뚜렷한 이점을 제공합니다. 자동 정렬 패드는 고속에서 고정 슬리브 베어링에 심각한 진동을 일으킬 수 있는 불안정한 현상인 오일 소용돌이와 오일 휩을 제거합니다. 베어링은 높은 감쇠 기능을 제공하여 로터 진동 진폭을 줄이고 전체적인 압축기 신뢰성을 향상시킵니다. 고정 베어링보다 샤프트 오정렬 및 열 성장을 더 잘 수용하여 베어링 수명을 연장합니다. 유체역학적 유막은 낮은 마찰로 탁월한 부하 용량을 제공합니다. 일반적으로 마찰 계수 범위는 0.001~0.005입니다. 또한 이 베어링은 100m/s 표면 속도를 초과하는 샤프트 속도를 지원하므로 석유 및 가스, 석유화학, 발전 응용 분야에 사용되는 최고 속도 압축기에 적합합니다.

애플리케이션 환경

선택 체크리스트

설치 및 운영 고려 사항

설계 성능과 신뢰성을 달성하려면 압축기 틸팅 패드 저널 베어링을 올바르게 설치하는 것이 필수적입니다. 베어링 하우징은 샤프트 중심선과 정확하게 정렬되어야 합니다. 0.05mm라도 잘못 정렬되면 패드 로딩이 고르지 않고 조기 마모될 수 있습니다. 베어링 간격은 플라스틱 게이지 또는 직접 측정(일반적으로 샤프트 직경 mm당 0.001~0.002mm)을 사용하여 확인해야 합니다. 윤활 공급은 매우 중요합니다. 오일 온도와 압력은 적절한 오일막 형성을 보장하기 위해 지정된 한도 내에서 유지되어야 합니다. 시동에는 주의 깊은 모니터링이 필요합니다. 베어링은 최대 작동 속도에 도달하기 전에 유체 역학적 양력을 확립해야 합니다. 근접 프로브를 사용한 진동 모니터링은 베어링 상태와 로터 안정성을 실시간으로 표시합니다. 정기적인 오일 분석은 입자 수와 분광 분석을 통해 베어링 마모를 감지합니다.