산업 분야에서 씰링 요소는 유체(예: 오일, 물, 화학 물질 또는 가스) 누출을 방지하는 데 중요한 부품입니다. 다양한 씰 중에서도 고성능 씰링 링은 코어에 "파워 하트"라고 불리는 스프링을 포함하고 있습니다. 이 스프링은 씰이 열악한 작동 조건에서도 장기간 안정적인 씰링 성능을 유지하도록 보장합니다. 이 글에서는 씰링 링에 사용되는 주요 스프링 유형과 그 고유한 역할에 대해 자세히 살펴봅니다.
I. 스프링이 필요한 이유는 무엇인가? – 스프링의 핵심 기능
동적 씰링 적용 분야(예: 회전 샤프트, 왕복 피스톤 로드)에서 씰링 립은 마모, 온도 변화에 따른 재료 팽창/수축, 그리고 샤프트 정렬 불량으로 인해 접촉면과의 밀착력을 점차 잃어 누출이 발생할 수 있습니다. 내장 스프링의 핵심 기능은 다음과 같습니다.지속적이고 안정적인 방사형 보상력을 제공합니다. 에게:
- 마모 보상: 장기간 착용으로 인해 발생하는 여유 공간을 자동으로 메워줍니다.
- 허용 오차 수용: 샤프트 또는 하우징의 치수 및 기하학적 허용 오차를 보상합니다.
- 열 팽창/수축 처리: 온도 변화가 심한 경우에도 충분한 밀봉 접촉 압력을 유지합니다.
- 지속적인 밀봉을 보장합니다: 밀봉력이 서비스 수명 동안 크게 감소하지 않음을 보장합니다.
이러한 스프링이 있는 씰은 일반적으로 다음과 같이 불립니다.스프링 활성화 씰가장 흔한 예로는 스프링 활성화 씰이 있습니다.
II. 주요 스프링 종류 및 특성 및 용도
스프링의 종류는 씰링 링의 성능과 용도를 직접적으로 결정합니다. 주요 스프링 종류는 다음과 같습니다.
1. V-스프링(V-Spring)
- 구조: 정밀하게 스탬프 처리된 스테인리스 스틸 스트립으로 만들어져 연속적인 V자 모양의 구조를 형성합니다. 단면은 일련의 "V" 모양과 유사합니다.
- 기능 및 장점:
- 균일한 반경 방향 힘: 매우 매끄럽고 균일한 방사형 하중을 제공하여 균일한 립 마모와 안정적인 밀봉을 제공합니다.
- 낮은 마찰: 씰 내부 벽과의 접촉 면적이 작아 이동 중 마찰이 비교적 낮습니다.
- 킹크 저항: 연속적인 리본 구조로 인해 설치 중에 꼬임이나 꼬임이 발생하지 않으며 특히 대구경에 적합합니다.
- 일반적인 응용 분야: 가장 다재다능하고 일반적인 유형으로, 대부분의 회전, 왕복 및 정적 응용 분야에 적합합니다. 많은 표준 스프링 구동 씰에 대한 첫 번째 선택입니다.
2. 헬리컬 코일 스프링(Helical Coil Spring)
- 구조: 둥글거나 직사각형 단면의 와이어를 연속적인 나선형 코일로 감아서 만든 것입니다.
- 기능 및 장점:
- 높은 스프링 힘: V-스프링보다 더 높은 단위 면적 스프링 힘을 제공하여 더 강한 밀봉 압력을 제공합니다.
- 우수한 압축 저항성: 특히 직사각형 와이어로 만든 코일(캔티드 코일 스프링)은 축 방향 압축과 측면 하중에 대한 저항력이 뛰어나고 고압 하에서 붕괴될 가능성이 적습니다.
- 저온 저항성: V 스프링에 비해 매우 낮은 온도에서 스프링 힘 감소율이 낮습니다.
- 일반적인 응용 분야:
- 고압 조건: 매우 높은 압력 하에서 정적 및 동적 밀봉에 자주 사용됩니다.
- 저온 조건: LNG, 액체 질소, 액체 산소와 같은 극저온 매체 등.
- 대형 클리어런스 적용: 더 큰 반경 방향 간극과 편심을 보상하는 데 더 효과적입니다.
3. 유스프링(U-Spring)
- 구조: V-스프링과 구조가 비슷하지만 단면이 "U"자 모양입니다.
- 기능 및 장점:
- 중간 스프링 힘: 스프링 힘의 특성은 V-스프링과 나선형 코일 스프링의 중간 수준입니다.
- 비용 효율적: 일반적으로 제조 비용이 낮습니다.
- 일반적인 응용 분야: 조건이 극단적이지 않고 비용에 민감한 저압에서 중압의 일부 응용 분야에서 사용됩니다. V형 스프링과 나선형 스프링보다 덜 일반적입니다.
4. 웨이브 스프링(Wave Spring)
- 구조: 여러 개의 연속된 봉우리와 골짜기가 있는 평평한 금속 링입니다.
- 기능 및 장점:
- 컴팩트한 공간: 축 방향 설치 공간이 최소화되어 얇은 벽과 컴팩트한 디자인에 이상적입니다.
- 통제된 힘: 정밀하게 설계된 예압력을 제공할 수 있습니다.
- 일반적인 응용 분야: 주로 사용됨정적 밀봉O-링이나 기타 탄성 개스킷의 예압 보상 요소로 작용하며, 동적 씰의 립 보상에는 사용되지 않습니다.
III. 올바른 스프링 유형을 선택하는 방법은?
스프링 유형을 선택하려면 다음 요소를 종합적으로 고려해야 합니다.
- 작동 압력: 고압에는 나선형 스프링이 더 적합하고, 저/중압에는 V형 스프링이 좋은 선택입니다.
- 모션 유형: 균일한 힘을 제공하는 V 스프링은 회전 밀봉에 우선합니다. 두 가지 모두 왕복 운동에 사용할 수 있습니다.
- 온도 범위: 나선형 스프링(특히 직사각형 와이어)은 매우 낮은 온도에서 더 안정적입니다.
- 미디어 호환성: 스프링 소재(일반적으로 304 또는 316 스테인리스 스틸)는 매체와 호환되어야 합니다. 부식성이 높은 환경에서는 하스텔로이와 같은 특수 소재가 필요할 수 있습니다.
- 공간 제약: 축 방향 공간이 제한되어 있을 때 정적 밀봉을 위해 웨이브 스프링을 고려할 수 있습니다.
- 비용 예산: V 스프링은 비용 대비 성능이 뛰어나고, 나선형 스프링은 성능이 뛰어나지만 비용이 상대적으로 높습니다.
결론
스프링은 작지만 스프링 에너자이징 씰의 핵심입니다. 균일한 압력을 제공하는 V-스프링부터 초고압 저항을 제공하는 나선형 스프링까지, 각 유형은 특정 엔지니어링 과제를 해결하기 위해 탄생했습니다. 각 유형의 고유한 기능과 적용 가능한 시나리오를 이해하는 것은 장비에 가장 적합하고 신뢰할 수 있는 씰링 솔루션을 선택하는 데 중요한 단계이며, 이를 통해 신뢰성, 효율성, 사용 수명을 효과적으로 향상시키고 누출 위험을 제거할 수 있습니다.
게시 시간: 2025년 9월 22일