산업용 씰링 분야에서는 고하중, 저속, 충격 하중, 그리고 풍부한 연마성 오염 물질 등 작동 조건이 극도로 가혹해질 때 많은 기존 씰은 그 성능을 발휘하지 못합니다. 플로팅 씰은 매우 효과적인 강성 단면 씰링 솔루션으로 부상하며 그 대체 불가능한 가치를 입증합니다. 새로운 기술은 아니지만, 뛰어난 신뢰성과 내구성 덕분에 중장비의 핵심 부품을 씰링하는 데 있어 최고의 선택으로 자리 잡고 있습니다. 본 논문에서는 플로팅 씰의 구성, 원리, 특성 및 응용 분야를 체계적으로 소개합니다.
1. 플로팅 씰의 정의 및 핵심 기능
플로팅 씰은 "플로팅 링 씰" 또는 "기계식 단면 씰"이라고도 하며, 기존의 기계식 씰과는 차별화된 고유한 설계를 특징으로 합니다. 이 씰은 한 쌍의 금속 링(일반적으로 크롬 합금 주철 소재)이 단단히 결합되어 있으며, 각 링의 단면은 축 방향의 힘에 대해 안정적인 밀봉 밴드를 형성합니다.
핵심 기능은 매우 전문화되어 있습니다.
- 극심한 누출 방지:연마재(예: 모래, 광석 먼지)가 가득한 환경에서 변속기나 구동축과 같은 구성품 내부의 기어 오일이나 그리스를 효과적으로 밀봉합니다.
- 우수한 오염 배제:먼지, 진흙 등 외부 오염 물질의 유입을 강력하게 차단하여 베어링, 기어 등 핵심 변속 구성품을 보호합니다.
원래 설계 목적은 립 씰과 같은 스켈레톤 오일 씰이 견딜 수 없는 극한의 조건을 해결하는 것이었습니다.
2. 플로팅 씰의 일반적인 구조 및 구성 요소 기능
완전한 플로팅 씰 어셈블리는 각각 필수적인 4가지 구성 요소로 구성됩니다.
- 씰 링(플로트 링):
- 재료 및 공정:일반적으로 고크롬 합금 주철로 만들어지며, 정밀하게 연마하여 끝면의 매우 높은 경도(HRC 60-66)와 매우 낮은 표면 거칠기를 달성합니다.
- 기능:이는 밀봉을 수행하는 핵심 부품입니다. 정밀 연삭된 두 링의 단면은 압력 하에서 맞물려 주요 밀봉 계면을 형성합니다. 높은 경도와 매끄러움은 마모를 최소화하고 긴 수명을 보장합니다.
- O-링(엘라스토머 씰):
- 재료:일반적으로 내유성 및 내노화성 니트릴 고무(NBR) 또는 기타 합성 고무로 만들어집니다.
- 기능:두 가지 주요 작업을 제공합니다.
- 2차 밀봉:플로트 링과 하우징 사이에 정적 밀봉을 생성합니다.
- 탄성력 제공:자체 압축을 통해 두 플로트 링의 끝면에 연속적인 축 방향 폐쇄력을 공급하여 밀봉 표면이 접촉 상태를 유지하도록 합니다.
- 금속 하우징(씰 캐리어):
- 기능:플로트 링과 O-링을 찾아서 지지하는 데 사용되며, 일반적으로 간섭 맞춤이나 볼트를 통해 장비 하우징(예: 슬리브 또는 엔드 커버)에 고정됩니다.
작업 조립:하나의 플로팅 씰 어셈블리는 다음으로 구성됩니다.둘이러한 구성품의 동일한 세트입니다. 각 세트는 장비의 회전부와 고정부(또는 두 개의 반대 회전부)에 각각 설치됩니다. 조립 시, 두 플로트 링의 끝면은 O-링의 힘에 의해 서로 단단히 밀착됩니다.
4. 플로팅 씰의 작동 원리
부유형 씰의 작동 원리는 독창적이고 신뢰할 수 있습니다.
- 정적 밀봉:장비가 정지해 있을 때, O-링의 축방향 힘은 두 플로트 링의 단면을 밀착시켜 정적 밀봉을 달성합니다. 동시에, O-링 자체도 하우징에 정적 밀봉을 제공합니다.
- 동적 밀봉:작동 중, 하나의 플로트 링은 샤프트와 함께 회전하고 다른 하나는 고정된 상태를 유지합니다. 두 링의 끝면 사이에는 상대적인 회전 운동이 있습니다.
- 밀봉 인터페이스 윤활:밀봉된 윤활제는 두 플로트 링의 단면 사이로 스며들어 매우 얇은 유막을 형성합니다. 이 유막은 밀봉 계면을 윤활하여 마모와 열 발생을 줄이는 동시에 표면 장력으로 누출을 방지합니다.
- "부동" 특성:O-링은 압력을 제공할 뿐만 아니라 하우징 내에서 플로트 링이 약간의 축 방향("플로팅") 및 반경 방향으로 움직일 수 있도록 합니다. 이러한 특성은 고하중에서 발생하는 샤프트 축 방향 플로팅, 정렬 불량 및 진동을 보상하여 정렬 오류로 인한 씰 파손을 방지합니다.
따라서 부유물개 성공은 다음의 완벽한 조합에 달려 있습니다."강성 단면 밀봉"그리고"탄성적 부동 보상."
5. 플로팅 씰의 주요 적용 시나리오
부유형 씰은 가장 혹독한 환경을 위해 설계되었으며, 그 적용 분야는 다음과 같습니다.
- 건설 기계:굴삭기 및 로더용 하부 기어의 스프로킷, 최종 구동 스프로킷, 아이들러 및 롤러.
- 광산 기계:로드헤더, 전단기의 드럼 샤프트, 장갑형 컨베이어의 헤드/테일 샤프트.
- 농업 기계:대형 트랙터와 수확기의 구동 휠 허브.
- 터널 굴착 장비:터널 보링 머신(TBM) 커터헤드용 메인 드라이브 씰.
간단히 말해서, 플로팅 씰은 회전 부품에 대한 선호 솔루션인 경우가 많습니다.저속, 무거운 하중, 상당한 충격 하중 및 심각한 연마 오염.
6. 장점, 단점 및 선택 포인트
장점:
- 우수한 내마모성:특히 연마제가 포함된 매체에서 작동하기에 적합합니다.
- 높은 신뢰성:견고한 구조로 충격과 진동에 강합니다.
- 긴 서비스 수명:정상적인 작동 조건에서 기존 씰보다 수명이 훨씬 더 깁니다.
- 우수한 컴플라이언스(부유성):"부동" 특성은 특정 샤프트 처짐을 수용할 수 있습니다.
단점:
- 더 높은 비용:복잡한 제조 공정으로 인해 골격 오일 씰보다 단위 비용이 더 높습니다.
- 대판:더 많은 설치 공간이 필요합니다.
- 중요 설치 요구 사항:부적절한 설치로 인해 정밀한 밀봉면이 쉽게 손상될 수 있습니다.
선택 및 설치를 위한 핵심 사항:
- 조건 일치:작동 압력, 표면 속도, 오염 물질 유형이 부유 씰의 성능 범위 내에 있는지 확인하세요.
- 치수 정확도:하우징, 샤프트 및 관련 구성품의 치수와 기하학적 허용 오차가 요구 사항을 충족하는지 확인하세요.
- 청결:설치 중에 밀봉면 사이에 작은 입자가 끼면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.
- 전문 설치:특수 도구의 사용은 필수이며, 플로트 링의 밀봉면을 두드리는 것은 엄격히 금지되어 있습니다.
결론
플로팅 씰은 극한의 난제를 해결하기 위해 탄생한 고전적인 씰링 기술입니다. 견고한 금속 단면 씰링과 독특한 플로팅 보상 메커니즘을 갖춘 플로팅 씰은 중장비 산업 장비 분야에서 확고한 입지를 굳건히 했습니다. 객관적으로 보면, 적용 분야가 매우 특수하기 때문에 만능 솔루션은 아닙니다. 그러나 저속, 중장비, 연마재가 많은 환경에서는 플로팅 씰의 뛰어난 신뢰성과 내구성은 오늘날 다른 많은 씰링 형태와 비교하기 어렵습니다. 플로팅 씰의 원리를 정확히 이해하고 설치 및 유지보수 절차를 엄격히 준수하는 것이 성능을 극대화하고 중장비의 안정적인 작동을 보장하는 데 중요합니다.
게시 시간: 2025년 11월 10일