윤활유 선택시 고려사항

오일 또는 그리스 윤활과 같은 각 윤활 옵션과 관련된 근본적인 문제와 점도, 오일 분포, 열 등이 공정에 미치는 영향을 고려하는 것이 중요합니다.

 

윤활유 선택시 고려 사항에 대해 알아보겠습니다. 

 

1) 오일 윤활

베어링 윤활과 같은 오일 적용은 합성 오일 또는 고품질 미네랄 오일이어야 합니다. 베어링, 하중, 속도, 윤활 방법 및 작동 온도와 같은 요소는 오일 유형 선택에 영향을 미칩니다.

 

오일 윤활의 장점과 특징은 다음과 같습니다.

• 오일은 다루기 쉽습니다. 베어링에 도달하는 윤활유의 양은 윤활유를 유지하는 것이 쉽지 않기 때문에 제어할 수 있습니다.
• 오일은 고온 또는 고속 윤활에 가장 적합합니다.
• 오일은 재순환 시스템을 위해 쉽게 깨끗하게 유지할 수 있습니다.
• 베어링에 오일을 주입하는 방법에는 여러 가지가 있으며 심지 공급, 드립 공급, 오일 배스, 가압 순환 시스템 및 공기-오일 미스트가 될 수 있습니다. 그러나 오일 윤활유 손실은 그리스보다 높을 수 있습니다.

 

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2)  오일 및 베어링

베어링 하우징에 오일을 유입할 수 있는 다양한 방법이 있습니다. 표준 접근 방식은 다음과 같습니다.

 

오일 배스

구름 베어링 요소는 베어링 하우징 설계에서 오는 섬프를 통과할 수 있습니다. 일반적으로 오일 레벨은 가장 낮은 구름 요소 중심점을 초과해서는 안 됩니다. 휘젓기는 속도가 높은 낮은 오일 레벨을 사용하여 최소화할 수 있습니다. 적절한 오일 레벨은 고도 배출구 또는 게이지를 사용하여 달성하고 유지할 수 있습니다.

 

 

 

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가압 순환 시스템

일반적으로 가압 순환 오일 시스템에는 펌프, 오일 저장소, 필터 및 배관이 있습니다. 경우에 따라 열교환기가 사용됩니다. 가압 순환 오일 시스템은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 오일 필터링 장치를 통합할 수 있습니다.
• 각 베어링으로 전달되는 오일량은 미터 제어가 가능합니다.
  
• 필요한 곳에 윤활유를 공급하는 데 도움이 되는 포지티브 컨트롤이 있습니다.
  
• 열화를 줄이는 데 도움이 되는 큰 저장소가 있어 윤활유 수명이 늘어나면 경제적 효율성을 얻을 수 있습니다.
  
• 플러싱 작용은 베어링에서 습기와 오염물을 제거할 수 있습니다. 다양한 접근 방식으로 사용할 수 있습니다.
  
• 윤활 및 냉각을 위한 적절한 오일 공급이 있습니다.

 

오일 미스트 윤활

오일 미스트 윤활 시스템은 연속 작동, 고속 응용 분야에 사용되며 베어링에 도달하는 윤활량을 제어할 수 있습니다. 이 시스템은 오일을 계량, 분무 및 공기와 혼합하는 것을 용이하게 하거나 벤츄리 효과를 사용하여 저장소에서 오일을 픽업할 수 있습니다. 어느 쪽이든 공기가 여과되어 베어링에 공급되어 충분한 윤활을 보장합니다.

 

 

 

윤활 시스템의 제어를 보장하기 위해 작동 온도를 모니터링해야 합니다. 오염 물질이 시스템으로 유입되는 것은 오일과 압축 공기가 연속적으로 통과하도록 하는 미로 씰을 사용하여 방지됩니다.

 

이러한 시스템이 성공할 수 있도록 하는 요인은 다음과 같습니다.

• 용도와 관련된 적절한 오일량 및 공기압 비율
• 윤활되는 베어링에는 윤활유 입구가 적절하게 배치되어 있습니다.
• 에어 오일 미스트는 윤활이 완료된 후 적절하게 배출됩니다.
• 시스템의 공극을 가로지르는 과도한 압력 강하를 방지합니다.

오일 미스트 시스템은 장비가 베어링을 '젖게' 시작하고 롤링 요소 및 링으로 인한 손상을 방지하기 몇 분 전에 켜야 합니다.

 

 

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3) 오일 종류

윤활유는 항공기, 자동차, 산업 등에서 다양한 형태로 제공됩니다. 이러한 오일은 합성형, 즉 화학 합성으로 만든 형이거나 석유형, 즉 정제된 원유로 만든 형일 수 있습니다.

• 석유 오일은 원유의 유도체, 즉 석유 탄화수소에서 생산되며 일부 특성을 향상시키는 첨가제가 있습니다. 석유로 만든 오일은 주로 오일 윤활 베어링에 사용됩니다.
• 합성 오일: 이들은 화학 합성으로 만들어지며 실리콘, 폴리알파올레핀, 폴리글리콜 및 기타 여러 에스테르가 될 수 있습니다. 최고 품질의 기유는 완전 합성 엔진 오일에 사용됩니다. 합성 오일에는 일반적으로 첨가제가 있으며 최종 제품은 일반적으로 더 나은 점도, 더 나은 엔진 보호, 우수한 터보차저 보호 및 더 깨끗한 엔진을 제공합니다. 합성 오일은 성능이 더 좋지만 일반적으로 기존(석유) 오일과 비교할 때 단위 부피당 더 비쌉니다. 또한 특정 산업 조건 및 환경에 적용할 때 분해 문제가 발생하기 쉽습니다.

 

 

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4)  오일 점도

베어링 응용 분야를 위한 오일 점도를 선택할 때 다양한 요소를 고려해야 합니다. 이러한 요인에는 속도, 하중, 오일 유형, 베어링 세트 및 환경 요인이 포함됩니다.

 

오일 점도는 일반적으로 온도에 반비례합니다. 따라서 점도 값은 수반되는 온도 값과 함께 명시되어야 합니다. 높은 주변 온도 및 저속 응용 분야에서는 고점도 오일을 사용하는 반면, 낮은 주변 온도 및 고속 응용 분야에서는 일반 점도 오일을 사용합니다.

 

점도 등급 비교

점도 등급을 비교할 때 합성 오일은 극도로 차갑거나 뜨거운 온도에서 작동할 수 있으며 산화되기 쉽습니다. 다양한 오일 유형에는 다양한 압력-점도 계수가 있습니다. 따라서 오일을 선택할 때주의가 필요합니다.

 

폴리알파올레핀(PAO)은 압력-점도 계수 및 석유유의 탄화수소 화학과 유사한 화학 구조를 가지고 있습니다. 따라서 PAO 오일은 일반적으로 극한의 고온 및 저온 환경에서 오일 윤활 베어링에 사용됩니다.

 

이에 비해 에스테르, 실리콘 및 폴리글리콜 오일은 PAO 및 석유 오일과 구조적으로 다른 산소 기반 화학을 가지고 있습니다. 이 차이는 압력-점도 계수가 PAO 및 광유보다 낮다는 점에서 물리적 특성에 영향을 미칩니다. 따라서, 이러한 합성 오일은 PAO 또는 작용 온도에서 동일한 점도를 갖는 광유보다 더 작고 얇은 탄성 유체역학적 필름을 생성할 수 있다. 필름 두께의 감소는 베어링 마모 증가 및 베어링 피로 수명 감소로 이어질 수 있습니다.

 

 

 

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스트리벡 곡선

스트리벡 곡선은 마찰과 속도, 하중 및 유체 점도 사이의 관계를 그래픽으로 표현한 것입니다. 스트리벡 곡선은 서로 다른 조건에서 작동할 때의 마찰 계수를 보여줍니다. x축은 윤활 매개변수가 유체 필름의 두께와 직접 관련되는 방식을 보여주며 점도, 하중 및 속도의 함수입니다. 점도가 증가하거나 속도가 증가하거나 부하가 감소하면 윤활 매개변수가 커지고 유체 필름 두께가 생성됩니다.

 

 

 

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5) 베어링용 오일 윤활

에스테르, 실리콘 및 폴리글리콜 오일은 PAO 및 석유 오일과 구조적으로 다른 산소 기반 화학을 가지고 있습니다. 이 차이는 압력-점도 계수가 PAO 및 광유보다 낮다는 점에서 물리적 특성에 영향을 미칩니다. 따라서, 이러한 합성 오일은 PAO 또는 작용 온도에서 동일한 점도를 갖는 광유보다 더 작고 얇은 탄성 유체역학적 필름을 생성할 수 있다. 필름 두께의 감소는 베어링 마모 증가 및 베어링 피로 수명 감소로 이어질 수 있습니다.

 

6) 그리스 윤활

그리스 온도 제한이 있는 저속 및 중속 응용 분야에서는 일반적으로 그리스 윤활을 사용합니다. 각 그리스에는 제한 특성과 특성이 있으므로 범용 베어링 그리스가 없습니다. 이러한 그리스는 일반적으로 기유, 첨가제 및 증점제로 만들어집니다. 폴리우레아는 현재 윤활유의 증점제로 사용되고 있으며 폴리우레아 그리스 성능이 우수합니다.

 

7) 그리스 농축

일반적으로 사용되는 그리스 증점제는 복잡하고 단순한 비누입니다. 복합 비누는 긴 사슬을 가진 지방산과 짧은 사슬과 반응하는 이관능 산의 결과이며, 단일 알칼리성 금속과 반응합니다. 단순 비누는 단일 지방산이 단일 알칼리성 금속과 반응한 결과입니다. 일반적으로 칼슘, 리튬 및 알루미늄 화합물의 수산화물이 금속 형태로 사용됩니다.

다른 그리스 증점제의 예로는 황산칼슘, 폴리우레아, 흄드 실리카 및 PTFE가 있습니다.

 

8) 그리스 사양의 필요성

그리스 사양은 올바르게 선택했을 때 일관된 성능을 보장하는 데 중요합니다. 사양에는 일반적으로 기계적 안정성, 저온 흐름, 내수성, 일관성 및 오일 분리를 포함하여 제조 공정에 따른 물리적 특성이 포함됩니다. 그리스의 증점제 농도는 각 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 제조 공정의 변수에 의해서도 영향을 받습니다. 공정에서 이러한 변수를 더 잘 제어한다는 것은 그리스 사양이 유지되어 일관된 성능을 제공한다는 것을 의미합니다.

 

 

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9) 저온

응용 분야에 따라 과도할 수 있는 초기 움직임에 대한 저항으로 인해 저온에서의 시동 토크는 그리스 윤활 베어링에 매우 중요합니다. 일부 기계는 매우 추울 때 시동하는 데 어려움을 겪고 작동 온도 범위가 넓은 저온 오일로 그리스를 사용해야 합니다. 물 침투가 어려운 곳에서는 내수성으로 인해 알루미늄 및 칼슘 기반 그리스가 사용됩니다. 리튬 기반 그리스, 다목적, 다양한 휠 베어링 및 산업 응용 분야에도 사용됩니다.

 

 

이전에 확립된 바와 같이 합성 기유는 석유 기반 그리스와 비교할 때 최대 온도가 더 높습니다. 유기 에스테르, 에스테르 및 실리콘과 같은 이러한 합성 기유는 일반적으로 기존 첨가제 및 증점제와 함께 사용됩니다. 합성 그리스는 -100°F에서 550°F의 온도에서 작동할 수 있습니다.

그러나 윤활 그리스가 적용되는 시작 토크는 그리스의 채널 특성이나 일관성에 비례하지 않습니다. 대신 그리스의 유변학적 특성의 함수입니다.

 

 

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10) 고온

윤활 그리스의 경우 고온 한계는 산화 억제제의 효과 및 유체의 산화 안정성과 관련이 있습니다. 기유의 조성과 그리스 농축기의 적점은 그리스의 온도 범위를 정의합니다. 일반적으로 작동 온도가 50°F 증가할 때마다 그리스 수명이 절반으로 줄어듭니다.

따라서 그리스 선택은 고온 응용 분야의 온도 제한, 내산화성 및 열 안정성을 고려해야 합니다. 250°F 이상의 온도에서 윤활되지 않는 응용 분야에서는 화학적으로 안정적인 합성 유체 또는 고도로 정제된 미네랄 오일이 그리스의 오일 성분으로 사용됩니다.

 

11) 물의 영향

베어링 손상은 습기와 물에 의해 전파될 수 있습니다. 이러한 오염을 설명하기 위해 윤활 그리스에 대한 조치를 취할 수 있습니다. 이전에 확립된 바와 같이 알루미늄 및 칼슘 복합체는 우수한 내수성을 가지고 있습니다. 반대로, 나트륨 비누 그리스는 수용성이므로 물에 노출되면 사용해서는 안 됩니다.

 

윤활유에 부유하거나 용해된 물은 베어링의 에칭을 유발할 수 있으므로 베어링 피로 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 물이 어떻게 피로 수명을 낮추는지는 알려지지 않았지만 응력 사이클로 인한 베어링 링의 미세 균열을 통해 침투합니다. 이로 인해 미세 균열에 수소 취성 및 부식이 발생하여 이러한 균열의 전파가 빨라집니다.