유막은 슬라이딩 베어링의 마찰 감소, 내마모성 및 내하중-의 핵심 매개체입니다. 안정적이고 균일한 유막 두께와 합리적인 압력 분포는 고속 및 장기적-고하중 하에서 베어링의 안정적인 작동을 보장하는 핵심입니다. 사용 과정에서 유막 두께는 마찰 표면 분리의 효율성을 결정하는 반면, 유막 압력은 베어링의 하중-지탱 능력을 직접적으로 결정합니다. 두 매개변수 모두 작업 조건, 구조적 매개변수, 윤활유 및 작동 환경과 같은 결합 요인의 영향을 받습니다. 본 논문에서는 산업 장비의 실제 작동과 결합하여 유막 두께와 압력에 영향을 미치는 주요 요소를 분류 및 분석하고 베어링 설계, 유형 선택, 장비 작동 및 유지 관리 최적화에 대한 기술 참조를 제공합니다.
1.작동 부하율
하중은 유막의 압력과 두께를 변화시키는 주요 동적 요소이며, 이는 베어링의 유막 작동 상태에 직접적인 영향을 미칩니다. 일정한 속도와 윤활 조건에서 레이디얼 하중이 높을수록 윤활막에 대한 액슬 넥의 압축 효과가 커져 오일막의 최고 압력이 크게 증가하고 외부 하중의 균형을 맞추기 위한 압력 분포가 집중됩니다. 그러나 부하가 증가하면 윤활유의 유동 공간이 압축되어 유막 두께가 감소하게 됩니다. 하중이 임계 한계를 초과하면 유막이 과도하게 압축되어 샤프트 넥과 베어링 쉘 사이에 국부적인 접촉이 발생하여 경계 마찰과 건조 마찰이 발생합니다. 반대로, 하중이 감소하면 유막에 대한 압출 응력이 감소하므로 유막의 두께가 적당히 증가하고 압력 분포가 더 균일해집니다. 갑작스러운 부하 변동-은 중공업 장비의 시작, 종료 및 작동 시 흔히 발생하는-또한 유막 불안정과 베어링 마모 가속화의 주요 원인입니다.
2.회전속도계수
차축목의 속도는 유체역학적 유막 형성의 전제이며 유막의 두께를 증가시키는 데 중요한 역할을 합니다. 유체역학적 윤활 원리에 따르면 속도가 높을수록 샤프트 넥에 의해 구동되는 윤활유가 쐐기- 모양의 수렴 간격으로 가속됩니다. 이는 유체역학적 효과를 향상시켜 더 많은 윤활유가 마찰 표면 사이의 틈으로 흡입될 수 있도록 하고 유막의 두께를 증가시킵니다. 동시에, 속도의 증가는 유막 압력의 보다 균일한 분포를 촉진하여 활성 베어링 영역을 효과적으로 확대합니다. 그러나 속도가 빠를수록 항상 좋은 것은 아닙니다. 초고속 조건에서는 원심력으로 인해 윤활유가 손실되고, 고속 마찰로 인해 많은 양의 열이 발생하여 오일 온도가 상승합니다. 이는 간접적으로 윤활유의 점도를 감소시켜 유막이 약간 얇아지고 최고 압력이 약간 감소할 수 있습니다. 반대로, 저속 또는 정지 상태에서는 유체역학적 효과가 사라지고, 시동 시 베어링이 마모되기 쉽게 만드는 효과적인 오일막이 형성되지 않습니다.
3.윤활유 매체의 특성
윤활유 점도 오일은 유막의 안정성을 결정하는 핵심 변수로, 유막 형성 및 유막 형태 유지 능력에 직접적인 영향을 미칩니다. 고-점도 윤활제는 유동성은 낮지만 압출 저항성이 우수합니다. 베어링 클리어런스로 인해 누출이 쉽지 않습니다. 저-점도 윤활제는 유동성과 방열성이 우수하여 고속 및 경부하 용도에 이상적인 소재입니다. 그러나 압출에 대한 저항력이 약하여 필름이 더 얇고 압력이 덜 가해지는 경향이 있습니다. 또한 윤활유의 청결도와 품질도 영향을 미치며 오염이나 불순물이 있으면 유막의 연속성을 방해하고 마찰과 마모를 증가시키며 윤활유의 노화와 점도 저하로 인해 운반 능력이 직접적으로 감소하고 압력 분포가 손상됩니다.
4. 베어링 구조적 여유 매개변수
베어링 조립 간격은 설계 단계의 주요 정적 매개변수이며 유막 형성 품질에 중요한 역할을 합니다. 적절한 간격은 윤활유 흐름과 필름 형성을 위한 충분한 공간을 제공하고 균일하고 안정적인 필름 압력 장을 설정합니다. 과도한 클리어런스는 급격한 윤활유 손실, 불균일한 유막 두께, 압력 분산, 베어링 용량 크게 감소, 사용 중 종종 진동 및 소음을 발생시킵니다. 반대로, 간격이 부족하면 흐름 저항이 증가하고 열 방출 공간이 제한됩니다. 유막 확산이 불충분하면 국부적인 고압, 오일 온도의 급격한 상승, 유막 파열 및 베어링 하우징의 소손 가능성이 발생합니다. 또한 베어링의 쐐기- 모양 틈새와 오일 홈 구조의 가공 정확도도 윤활유의 수렴 흐름에 영향을 미쳐 유막의 두께와 압력 분포를 변경합니다.
5. 작업온도 및 표면상태
장비의 작동 온도는 윤활유의 점도를 변경하여 유막 성능에 간접적으로 영향을 미칩니다. 온도가 상승하면 유막 점도가 급격히 감소하여 유막 두께가 감소하고 압력 안정성이 감소하며 장기간 고온 작동으로 인해 유막 고장이 발생하는 경우가 많습니다. 액슬 넥과 베어링 쉘의 표면 거칠기도 중요합니다. 너무 거칠면 오일 필름의 무결성이 손상될 수 있습니다. 미세 조대화는 필름에 구멍을 내고 국부적인 접촉 마모를 유발할 수 있는 반면, 적절한 표면 마이크로 텍스처링은 소량의 윤활제를 유지하고 필름의 안정성을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 조립 과정에서 동축 편차와 베어링 쉘 변형으로 인해 공차 분포가 고르지 않아 유막의 국부적 영역이 너무 얇아지고 압력이 너무 높아지며 국부적 과부하로 인해 마모가 발생할 수 있습니다.
결론적으로 슬라이딩 베어링의 유막 두께와 압력은 여러 요인의 결과이며 작동 매개변수, 윤활유, 구조 설계 및 작동 조건이 서로 영향을 미칩니다. 산업 운영 차원에서는 특정 작동 조건에 맞는 윤활유의 속도, 부하 및 등급이 필요하며 조립 간격을 정밀하게 제어하고 작동 온도를 엄격하게 관리하며 유막의 포괄적인 안정성을 보장하고 베어링 수명을 연장해야 합니다.