다양한 응용 분야에서 스켈레톤 오일 실의 입술부 간섭 피트에 영향을 주는 요인은 무엇인가?

밀봉 시스템에서 스켈레톤 오일 실(로터리 샤프트 실이라고도 함)은 중요한 역할을 한다. 윤활유의 누출을 방지할 뿐 아니라 먼지나 습기와 같은 외부 오염물질의 침입도 차단해야 한다. 많은 사람들이 밀봉 성능이 주로 재료와 구조 설계에 의존한다고 믿지만, 실의 핵심은 입술부의 밀봉 메커니즘과 적절한 간섭 피트 설계에 있다.

이 기사에서는 골격 오일 실의 씰링 메커니즘과 립 간섭 설계에 대해 공학적 응용 관점에서 체계적으로 분석하여, 선택 및 설계 시 흔히 발생하는 실수를 피할 수 있도록 도와줍니다.

골격 오일 실의 구조적 매개변수

골격 오일 실의 구조 설계는 씰링 성능과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 주요 요소는 다음과 같습니다:

립 유형

단일 립: 일반적인 씰링 응용 분야에 적합

이중 립(더스트 립 포함): 먼지, 물 또는 진흙과 같은 외부 오염물이 있는 환경에 이상적

스프링 포함 여부

스프링 포함(예: Tc , TB 타입): 지속적인 방사상 프리로드를 제공하며 고속 또는 고압 조건에 적합

스프링 없음: 저속, 저압 또는 정적 씰링 응용 분야에 사용

립 각도와 두께는 오일 필름 형성 및 오일 회류 능력에 영향을 미치며, 동적 밀봉 성능을 확보하기 위해 매우 중요합니다.

립 간섭의 정의 및 기준 범위

립 간섭은 오일 씰의 자유 상태에서 내경과 실제 샤프트 지름 사이의 치수 차이를 의미합니다. 이는 립과 샤프트 사이의 접촉 압력을 결정하며, 밀봉 성능의 기초가 됩니다.

일반적인 기준 범위(표준 회전식 오일 씰용)

방사형 간섭(단면): 약 0.2 ~ 0.4mm

해당하는 직경 방향 간섭: 약 0.4 ~ 0.8mm

적절하게 설계된 간섭은 마찰과 마모를 최소화하면서도 효과적인 밀봉을 보장함으로써 수명을 연장시킵니다.

맞춤 파라미터 및 작동 조건

현장 적용 시 밀봉 성능에 크게 영향을 주는 여러 요인이 있습니다.

샤프트 표면 거칠기: 권장 Ra는 0.2~0.8 μm 사이입니다. 지나치게 거친 또는 매끄러운 표면은 오일 필름을 불안정하게 만들 수 있습니다.

샤프트 지름 공차 및 동심도: 편심 마모를 방지하기 위해 표준 사양을 충족해야 합니다.

작동 속도 및 온도: 고속 또는 고온 조건에서는 신중한 재료 선택과 간섭 설계가 필요합니다.

씰링 매체 특성: 윤활유 점도 및 첨가제는 오일 필름 거동에 영향을 줄 수 있습니다.

씰링 메커니즘: 동적 오일 필름 씰링

스켈레톤 오일 씰은 씰링을 위해 단순히 압축된 립에만 의존하지 않습니다. 대신 여러 메커니즘이 복합적으로 작용합니다:

립 간섭에 의해 발생하는 초기 접촉 압력

립과 회전하는 샤프트 사이에 형성되는 얇은 오일 필름

오일 필름이 마찰을 감소시키고 내부로 펌핑하는 효과를 생성합니다

스프링이 립의 마모에 대해 지속적으로 보상하여 안정적인 접촉을 유지합니다

이 동적 오일 필름 밀봉 메커니즘은 장기적이고 신뢰할 수 있는 성능의 기반이다.

부적절한 간섭으로 인해 발생하는 일반적인 문제

과도한 간섭

마찰 및 열 발생 증가

립(lip) 마모 가속화 및 수명 단축

고속 조건에서 초기 고장 발생

불충분한 간섭

접촉 압력 부족 및 불량한 밀봉

오일 필름 불안정으로 인한 누유 또는 오일 방출

스프링 보상이 밀봉 유지에 충분하지 않을 수 있음

따라서 밀봉 효과와 내구성 모두를 보장하기 위해 간섭을 신중하게 조절해야 합니다.

간섭 설계에 영향을 미치는 주요 요소

축 속도: 마찰과 열 발생을 줄이기 위해 고속에서는 간섭을 감소시켜야 합니다

작동 온도: 고온 환경에서는 고무가 연화되기 때문에 간섭을 약간 증가시켜야 합니다

밀봉 매체: 저점도 유체는 보다 안정적인 접촉 압력을 필요로 합니다

고무 재료: 질화고무는 표준 설계에 적합하며, 플루오로고무는 보다 정밀한 간섭이 필요합니다

스프링 포함 여부: 스프링이 포함된 밀봉은 본체 간섭에 덜 의존적이며 더 큰 적응성을 제공합니다

일반적 응용 시나리오

스켈레톤 오일 씰은 다음과 같은 회전식 밀봉 응용 분야에서 널리 사용됩니다:

자동차 엔진, 변속기 및 전기 구동 시스템

산업용 모터, 펌프 및 팬

기어박스, 드ライブ 샤프트 및 다양한 기계식 샤프트 끝부분

이러한 환경에서 오일 씰은 윤활유 누출을 방지할 뿐 아니라 고속, 고온, 고압 조건에서도 안정적인 성능을 유지해야 합니다.

스켈레톤 오일 씰의 밀봉 성능은 입형 구조 설계와 정밀하게 계산된 압입량(interference) 모두에 의해 결정됩니다. 이 둘은 안정적인 오일 필름 밀봉 시스템을 형성하여 장비의 효율적이고 신뢰성 높은 작동을 보장합니다.

실제 엔지니어링 작업에서는 압입량 설계 및 검증 시 작동 조건, 샤프트 치수, 재료 특성을 고려하는 것이 바람직합니다. 과학적인 압입량 설계를 통해서만 밀봉 신뢰성과 수명 사이의 최적 균형을 달성할 수 있습니다.

현재 오일 씰 선택, 밀봉 구조 최적화 또는 밀봉 고장 해결 작업을 진행 중이시라면 주저하지 않고 연락 주십시오. 함께 더 효율적인 솔루션을 모색해 봅시다.