기계적 씰의 유압 밸런스는 무엇입니까?

기계적 씰의 세계에서 유압 밸런스는 씰 성능과 수명에 상당한 영향을 미치는 기본 개념입니다. 이 설계 원리는 압력 처리를 최적화하고, 마모를 최소화하고, 신뢰성을 향상시키기 위해 씰 면에 작용하는 힘을 신중하게 관리하는 것을 포함합니다.

이 블로그 게시물에서는 기계적 씰의 유압 밸런스의 복잡성을 파헤쳐 정의, 작용하는 힘, 밸런스 비율 공식을 살펴봅니다. 또한 밸런스 씰과 언밸런스 씰의 차이점을 살펴보고, 유압 밸런스의 장단점을 논의하며, 이 중요한 밸런스가 실제로 어떻게 달성되는지 설명합니다.

기계적 씰의 유압 밸런스란 무엇인가

에서 기계적 밀봉, 유압 밸런스는 씰 면에 작용하는 닫힘과 열림 힘 사이의 평형을 말합니다. 이 밸런스는 씰 면 사이의 접촉 압력을 결정하고 마모, 열 발생 및 압력 처리 능력과 같은 요소에 영향을 미칩니다.

폐쇄 세력

기계적 씰의 닫는 힘은 씰 면을 서로 밀어서 단단한 씰을 만들고 누출을 방지하는 힘입니다. 주요 닫는 힘은 씰 면 뒤에 있는 기계적 스프링에 의해 생성되는 스프링 힘입니다. 또한 씰 면의 뒷면에 작용하는 유압은 닫는 힘에 기여합니다. 압력이 높을수록 닫는 힘이 커집니다.

개방 세력

기계적 씰의 개방력은 씰 면을 분리하는 경향이 있는 힘으로, 닫는 힘에 대항합니다. 주요 개방력은 씰 면에 작용하는 유압입니다. 밀봉된 유체 압력이 증가함에 따라 씰 면에 더 큰 힘을 가하여 씰 면을 분리하려고 합니다. 물개 얼굴 기하학과 균형 비율은 개방력의 크기를 결정합니다.

균형 비율 공식

균형 비율은 기계적 씰의 유압 균형을 정량화하는 주요 매개변수입니다. 유압 폐쇄력과 유압 개방력의 비율로 정의됩니다. 균형 비율은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

균형비율 = (A_기음 – 아_영형) / 아_기음

어디:

• ㅏ_기음 닫힘 압력에 노출된 씰 표면의 영역입니다.
• ㅏ_영형 개방 압력에 노출된 씰 표면의 영역입니다.

1의 균형 비율은 불균형한 씰을 나타내는 반면, 1보다 작은 비율은 균형 잡힌 씰을 나타냅니다. 균형 비율이 낮을수록 씰이 더 균형 잡힙니다.

균형 씰과 불균형 씰의 차이점

유압 밸런스의 장점

마모 및 열 발생 감소

유압적으로 균형 잡힌 기계적 씰은 마모와 열 발생 감소 측면에서 상당한 이점을 제공합니다. 씰 면에 작용하는 유압력을 균등화함으로써 면 사이의 접촉 압력이 최소화됩니다. 접촉 압력의 이러한 감소는 마찰과 마모 감소로 직접 이어져 씰 면의 수명을 연장합니다.

더 높은 압력 처리

유압적으로 균형 잡힌 씰의 또 다른 주요 이점은 불균형 씰에 비해 더 높은 압력을 처리할 수 있는 능력입니다. 균형 잡힌 설계 덕분에 씰은 씰링 무결성을 손상시키지 않고 증가된 시스템 압력에서도 효과적으로 작동할 수 있습니다.

신뢰성 향상

유압 밸런스는 기계적 씰의 전반적인 신뢰성과 수명에 기여합니다. 마모, 열 발생 및 고압의 영향을 줄임으로써 밸런스 씰은 고장이 덜 발생하고 유지 관리가 덜 필요합니다.

유압 밸런스의 단점

디자인 복잡성 증가

유압 균형 씰의 한 가지 단점은 불균형 씰에 비해 설계가 복잡하다는 것입니다.
이러한 복잡성으로 인해 개발 시간이 길어지고 초기 설계 비용이 높아질 수 있습니다.

더 높은 제조 비용

유압적으로 균형 잡힌 씰의 설계 복잡성이 증가함에 따라 제조 비용도 높아집니다. 또한 균형 잡힌 씰은 종종 균형 슬리브나 유압 챔버와 같은 여러 구성 요소를 통합하여 씰 어셈블리의 전체 비용을 증가시킵니다.

유압 균형이 달성되는 방법

기계적 씰의 유압 밸런스는 일반적으로 밸런스 직경 또는 밸런스 챔버를 사용하여 달성됩니다. 밸런스 직경은 씰 면에 신중하게 설계된 특징으로, 면에 걸쳐 압력 분포를 변경합니다.

적절한 밸런스 직경을 선택하면 씰 면을 닫는 데 작용하는 유압력이 씰 면을 여는 데 작용하는 힘에 의해 상쇄될 수 있습니다. 이러한 힘의 균형은 순 힘이 거의 0에 가까워져 면 접촉 압력과 마모가 최소화됩니다.

또는, 유압적 균형은 밸런스 챔버를 사용하여 달성할 수 있습니다. 이 설계에서는 씰 면 뒤에 별도의 챔버가 생성되고 시스템 압력이 이 챔버로 유입됩니다. 밸런스 챔버의 압력은 유압적 폐쇄력에 대응하여 씰의 균형을 효과적으로 맞춥니다.