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ZHEJIANG BHS JOURNAL BEARING CO., LTD. 회사의 bret "BHS"인 상하이의 FengXian 지구에 위치한 전문 틸팅 패드 스러스트 베어링 제조업체 그리고 틸팅 패드 베어링 공장...
회전 기계에서는 임펠러, 로터 및 유압력에 의해 생성된 축 하중을 전용 구성요소가 전달해야 합니다. 수십 년 동안 기본 솔루션은 배빗형 틸팅 패드 또는 유막 위에 고정된 세그먼트였습니다. 이러한 설계는 잘 작동하지만 윤활유 품질, 시동 절차 및 열 안정성에 크게 의존합니다. 작동 조건이 설계 지점에서 벗어나면 금속 표면 패드가 단기간 내에 긁히거나 얼룩지거나 달라붙을 수 있습니다.
이것이 바로 많은 디자인 팀이 현재 평가를 진행하고 있는 이유입니다. PTFE 및 엿보기 베어링 실용적인 대안으로. 폴리머 표면 솔루션은 엔지니어가 이미 신뢰하는 강철 캐리어와 틸팅 형상을 유지하는 동시에 슬라이딩 표면을 기존 백색 금속보다 경계 윤활, 건조 시작 및 짧은 오염을 훨씬 더 잘 견딜 수 있는 재료로 교체합니다.
이 기사에서는 폴리머 틸팅 패드 스러스트 베어링의 제작 방법을 설명하고 두 가지 주요 폴리머 제품군을 비교하며 현장에서 중요한 성능 이점을 설명하고 펌프, 수직 모터 및 터보 기계에 적합한 외장 재료를 선택하기 위한 실용적인 프레임워크를 제공합니다.
A 틸팅 패드 스러스트 베어링 세그먼트형 플레인 베어링입니다. 패드 세트는 샤프트에 부착된 칼라나 러너의 둘레에 위치합니다. 각 패드는 점이나 볼 지지대에서 자유롭게 회전할 수 있으므로 윤활유를 쐐기 모양의 틈으로 끌어들이는 데 필요한 작은 각도를 채택할 수 있습니다. 이러한 유체역학적 원리를 통해 베어링은 견고하고 완벽하게 정렬된 표면에 의존하지 않고 무거운 축 하중을 전달할 수 있습니다.
폴리머 버전에서 각 패드는 일반적으로 강철인 금속 캐리어와 작업 표면에 결합되거나 기계적으로 유지되는 폴리머 층으로 구성됩니다. 캐리어는 강성과 피벗에 대한 안정적인 부착 지점을 제공합니다. 폴리머 층은 러너와 접촉하는 부분이며 대부분의 마찰 및 마모 동작을 제어합니다.
피벗 형상은 직면 재료만큼 중요합니다. 포인트 피벗, 볼 피벗 및 유연한 피벗은 각각 패드가 하중 및 사소한 오정렬에 반응하는 방식을 변경합니다. 엔지니어는 일반적으로 패드 수와 함께 피벗 유형을 지정합니다. 패드 수는 일반적으로 샤프트 직경과 하중에 따라 5~12개입니다.
기존 Babbitt 페이스는 시동 시와 저속에서 접촉을 피하기 위해 두꺼운 유막을 사용합니다. 폴리머 면은 즉각적인 손상 없이 간헐적인 경계 접촉을 수용할 수 있습니다. 이는 베어링이 윤활 없이 작동할 수 있다는 의미는 아니지만 속도가 낮거나 부하가 높거나 오일 공급이 잠시 중단될 때 설계자에게 더 넓은 안전 여유를 제공합니다.
두 재료 모두 까다로운 베어링 응용 분야에 사용되는 고성능 폴리머이지만 동작이 다릅니다. 하나의 재료에 대한 일반적인 선호도보다는 작동 범위를 기준으로 선택해야 합니다.
PTFE는 마찰이 매우 낮고 광범위한 화학물질에 대한 탁월한 저항성을 제공합니다. 표면은 오염 물질을 쉽게 배출하며 건조하거나 거의 건조한 상태에서 시동하는 동안 비교적 관대합니다. 주요 제한은 기계적입니다. 지속적으로 높은 압축 하중을 받으면 가공된 고성능 열가소성 수지보다 크리프가 더 크므로 적당한 하중과 온도에 가장 적합합니다.
PEEK는 더 높은 강성과 크리프 저항성을 가지며, 고온에서 더 강력한 성능을 제공합니다. 더 무거운 하중, 더 빠른 속도 및 치수 안정성이 중요한 응용 분야에 선택되는 경우가 많습니다. 건조한 상태에서의 마찰은 일반적으로 PTFE보다 높으므로 주위의 윤활 설계가 더 많은 무게를 지닙니다.
| 재산 | PTFE 직면 | PEEK 직면 |
|---|---|---|
| 마찰 경향 | 매우 낮음 | 낮음~보통 |
| 지속적인 부하 시 크리프 | 더 높음 | 낮은 |
| 내화학성 | 우수 | 아주 좋음 |
| 드라이 스타트 허용 오차 | 우수 | 좋음 |
| 일반적인 부하 범위 | 보통 | 보통 to heavy |
| 일반적인 온도 범위 | 보통 | 더 높음 |
실제 규칙: 빈번한 시작과 공격적인 매체가 지배적인 경우 일반적으로 PTFE가 첫 번째 후보입니다. 하중, 속도 및 온도가 중요한 경우 일반적으로 PEEK가 더 안전한 선택입니다.
폴리머 틸팅 패드 스러스트 베어링의 값은 과도 현상 중에 가장 명확하게 나타납니다. 시동, 정지, 부하 변동 및 짧은 윤활 중단은 금속 표면 패드가 가장 취약한 순간이며 견고한 폴리머 표면이 가장 큰 여유를 제공하는 순간입니다.
마찰이 적으면 인터페이스에서 열 발생이 줄어듭니다. 고속 틸팅 패드 스러스트 베어링에서는 열이 빨리 제거되지 않으면 유막이 얇아지고 마모가 가속화될 수 있기 때문에 이것이 중요합니다. 마찰 경향이 낮은 폴리머 표면은 인터페이스 온도를 안정적으로 유지하는 데 도움이 되며 접착 저항은 러너가 잠시 완전한 유체역학적 지지를 잃을 때 발작 위험을 줄여줍니다.
많은 펌프 및 공정 응용 분야에는 금속 표면을 공격하거나 윤활유를 저하시키는 유체가 포함됩니다. 폴리머 외장은 광범위한 매체에 저항하므로 화학 플랜트 펌프 및 용존 고형물이 포함된 물을 처리하는 장비에 매우 적합합니다. 저항력은 또한 부식으로 인한 마모로 인해 종종 발생하는 흠집으로부터 러너를 보호합니다.
틸팅 패드 디자인을 통해 각 패드는 하중을 받을 때 각도를 조정할 수 있습니다. 이러한 자체 정렬은 오일을 접촉 영역으로 끌어들이고 안정적인 필름을 형성하는 수렴 간격을 생성합니다. 폴리머 면이 이 기하학적 구조와 결합되면 베어링은 설치 및 열 성장 중에 발생하는 작은 정렬 불량을 허용하면서 상당한 축 방향 힘을 전달할 수 있습니다.
폴리머 스러스트 베어링은 회전 샤프트가 축 방향 힘을 전달하고 작동 조건으로 인해 금속 표면 패드가 절충되는 곳마다 나타납니다. 각 환경은 부하, 속도 및 유체 화학적 균형이 서로 다르기 때문에 단일 표면 재료가 모든 곳에서 최적일 수는 없습니다.
수요가 가장 많을 때 자주 시동을 걸어 작동하는 물 처리 스테이션의 수직 펌프를 생각해 보십시오. 이러한 유형의 대표적인 사례에서 원래 Babbitt 스러스트 패드는 반복적인 건식 시동 후에 긁힘 현상을 보였습니다. PTFE 표면이 있는 폴리머 틸팅 패드 배열로 전환한 후, 표면이 칼라에 재료를 옮기지 않고 짧은 기간의 경계 접촉을 견딜 수 있기 때문에 시동 손상이 감소했습니다.
처음으로 폴리머 스러스트 베어링을 검토하는 엔지니어는 재료부터 시작하여 거꾸로 작업하는 경우가 많습니다. 보다 신뢰할 수 있는 접근 방식은 작동 범위를 먼저 정의하고 그에 따라 직면 선택을 수행하는 것입니다. 아래 순서는 대부분의 펌프 및 모터 작업에 실행 가능한 시작점입니다.
PTFE는 적당한 하중, 빈번한 시동, 공격적인 매체 및 최대 강성보다 가장 낮은 마찰이 더 중요한 응용 분야에 적합합니다. 표면이 많은 대안보다 가끔 잔해를 더 잘 견딜 수 있기 때문에 오염이 발생할 가능성이 있는 경우에도 강력한 선택입니다.
하중이 무겁거나 속도가 높거나 온도가 크게 상승하는 경우에는 PEEK가 바람직합니다. 크리프 저항성은 긴 서비스 간격 동안 패드 형상을 안정적으로 유지하여 틸팅 설계의 기반이 되는 수렴 간격을 유지하는 데 도움이 됩니다.
아무리 좋은 마감재라도 설치가 부주의하면 제대로 작동하지 않습니다. 러너 평탄도, 표면 마감 및 정렬은 모두 폴리머 틸팅 패드 스러스트 베어링이 안정적인 작동에 도달하는 속도에 영향을 미칩니다. 깨끗한 윤활유와 통제된 길들이기 절차도 마찬가지로 중요합니다.
조절된 길들이기 기간을 통해 폴리머 표면이 러너에 부드럽게 맞춰질 수 있습니다. 이 단계에서는 하중과 속도를 단계적으로 증가시켜야 하며, 각 단계에서 온도와 진동을 기록해야 합니다. 필름이 굳기 전의 갑작스러운 로딩은 피할 수 있는 조기 마모의 가장 일반적인 원인입니다.
PTFE 및 PEEK 베어링은 입증된 틸팅 패드 스러스트 베어링 형상과 금속 패드를 가장 자주 손상시키는 조건을 견딜 수 있는 표면을 결합하는 실용적인 방법을 제공합니다. 올바른 선택은 부하, 속도, 온도, 매체 및 시작 동작을 명확하게 파악하는 데 달려 있습니다. 이러한 조건을 조기에 정의하는 엔지니어는 기계의 전체 서비스 수명 동안 안정적으로 작동하는 외장을 선택하는 경향이 있습니다.
가장 큰 장점은 관용입니다. 폴리머 표면은 금속 표면 패드에 종종 영향을 미치는 즉각적인 긁힘 없이 시작, 종료 및 저속 작동 중에 짧은 경계 접촉을 수용할 수 있습니다. 이는 더 넓은 운영 마진을 제공하고 불완전한 윤활의 결과를 줄입니다.
PTFE는 일반적으로 건조하거나 거의 건조한 조건에서 마찰 경향이 더 낮습니다. 그러나 PEEK는 강성과 크리프 저항이 패드 형상을 안정적으로 유지하므로 하중, 속도 또는 온도가 높을 때 더 나은 선택이 될 수 있습니다. 올바른 선택은 전체 작동 범위에 따라 달라집니다.
수직형 터빈 펌프와 대형 원심 펌프가 일반적인 예이며, 특히 유압 추력이 중요하고 시동 또는 정지 중에 윤활 공급이 중단될 수 있는 경우에 그렇습니다. 베어링은 추력 크기와 펌핑되는 유체와 일치해야 합니다.
대부분의 경우 그렇습니다. 그러나 캐리어 형상, 피벗 유형, 러너 마감 및 간격을 먼저 검토해야 합니다. 개조는 기계의 실제 부하, 속도 및 온도 데이터에 대해 검증된 새 표면을 통해 엔지니어링 변경으로 처리되어야 합니다.
스러스트 플레인 베어링은 롤링 요소가 아닌 윤활막에 의존하는 슬라이딩 인터페이스를 통해 축방향 하중을 전달합니다. 일반 베어링은 일반적으로 충격 하중과 고속을 잘 견디고 구름 피로를 겪지 않지만 윤활 및 표면 상태에 세심한 주의가 필요합니다.
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