기계적 씰의 개방력은 무엇입니까?

개방력은 기계적 씰의 설계 및 선택에서 중요한 매개변수입니다. 이 블로그 게시물에서는 개방력에 영향을 미치는 요인을 자세히 살펴보고 기계적 씰의 총 개방력을 결정하는 데 필요한 계산을 살펴봅니다.

우리는 개방력에 기여하는 네 가지 주요 구성 요소, 즉 스프링력, 유압력, 마찰력, 접착력을 살펴볼 것입니다. 각 요소에 대해 기본 원리를 논의하고 자세한 공식과 예제 계산을 제공하여 전체 개방력에 미치는 영향을 정량화하는 방법을 설명합니다.

오프닝 포스란 무엇인가

개방력(Lift-off Force라고도 함)은 기계적 씰 설계 및 작동에서 중요한 매개변수입니다. 이는 씰 면에 작용하는 닫힘력을 극복하는 데 필요한 힘을 말하며, 이를 통해 씰 면을 분리하고 면 사이에 유체 필름을 생성할 수 있습니다. 이 유체 필름은 면 사이의 직접 접촉을 방지하고 마모를 최소화하며 열을 발산하는 데 도움이 되므로 적절한 씰 작동에 필수적입니다.

개방력에 영향을 미치는 요소

스프링력

스프링 힘은 기계적 씰의 개방력을 담당하는 주요 구성 요소 중 하나입니다. 기계적 밀봉 일반적으로 코일 스프링이나 벨로즈와 같은 스프링을 사용하여 씰 면에 일정한 닫힘력을 제공합니다. 스프링력은 작동 중에 면 사이의 접촉을 유지하는 데 도움이 되며 마모나 열 팽창을 보상합니다.

스프링 힘의 크기는 스프링 설계, 재료 및 압축에 따라 달라집니다. 씰 제조업체는 종종 제품에 대한 스프링 힘 데이터를 제공하며, 이는 개방 힘 계산에 사용할 수 있습니다.

유압력

유압력, 즉 유체 압력력은 개방력에 중요한 기여 요인입니다. 이 힘은 씰 면에 작용하는 유체 압력에 의해 생성됩니다. 유압력은 면을 밀어내어 닫는 힘에 대항하고 유체 필름 형성을 돕습니다.

유압력의 크기는 유체 압력, 씰 면의 형상 및 씰의 균형 비율에 따라 달라집니다. 균형 비율은 유체 압력의 비율을 결정하는 설계 매개변수입니다. 물개 얼굴 유체 압력을 받는 영역.

마찰력

마찰력은 씰 면 사이의 상대 운동을 방해하는 저항력입니다. 기계적 씰에서 마찰력은 회전하는 씰 면과 고정된 씰 면 사이의 접촉에서 발생합니다. 이 힘은 표면 마감, 재료 특성 및 면 사이의 접촉 압력에 따라 달라집니다.

마찰력은 기계적 씰의 닫는 힘에 영향을 미치며, 적절한 씰 작동을 위해서는 그 크기가 열리는 힘에 의해 극복되어야 합니다.

접착력

접착력, 또는 스틱션력이라고도 하는 접착력은 씰 면이 밀접하게 접촉할 때 발생하는 인력입니다. 이 힘은 반데르발스 힘과 같은 분자 상호작용의 결과이며 표면 특성과 오염 물질 또는 유체 필름의 존재에 영향을 받습니다.

특정 적용 분야에서는 접착력이 중요할 수 있으며, 특히 씰 표면이 매우 광택이 나거나 점성 유체를 다루는 경우가 그렇습니다.

개방력 계산

스프링 힘 계산

스프링 힘(F_에스)는 후크의 법칙을 사용하여 계산됩니다.

에프_에스 = 케이 × 엑스

어디:

• k는 스프링 상수(N/m)입니다.
• x는 스프링 압축(m)입니다.

예:

• 스프링 상수(k) = 10,000 N/m
• 스프링 압축(x) = 0.005m

에프_에스 = 10,000N/m × 0.005m = 50N

유압력 계산

유압력(F_시간)는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

에프_시간 = P × A × B

어디:

• P는 유체 압력(Pa)입니다.
• A는 씰면적(m²)입니다.
• B는 균형비율(단위없음)입니다.

예:

• 유체 압력(P) = 1,000,000 Pa(10bar)
• 밀봉면적(A) = 0.0001m²
• 균형비율(B) = 0.8

에프_시간 = 1,000,000 Pa × 0.0001 m² × 0.8 = 80 N

마찰력 계산

마찰력(F_에프)는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

에프_에프 = μ × F_기음

어디:

• μ는 마찰 계수(단위 없음)입니다.
• 에프_기음 닫는 힘(N)은 스프링 힘과 기타 닫는 힘을 포함합니다.

예:

• 마찰계수(μ) = 0.1
• 닫는 힘(F_기음) = 100 N (앞서 계산한 스프링 힘 포함)

에프_에프 = 0.1 × 100N = 10N

접착력 추정

접착력(F_에이)는 표면 특성, 유체 특성, 환경 조건 등 다양한 요인에 따라 달라지므로 정확하게 계산하기 어렵습니다. 실제로 접착력은 종종 실험 데이터나 경험적 공식을 기반으로 추정됩니다.

이 예에서, 추정 접착력을 5N으로 가정해 보겠습니다.

에프_에이 = 5N

총 개방력

전체 개방력(F_영형)는 유압력과 접착력의 합에서 스프링력과 마찰력을 뺀 값입니다.

에프_영형 = 에프_시간 + 에프_에이 – ㅁ_에스 – ㅁ_에프

이전 예제의 값을 사용합니다.

• 유압력(F_시간) = 80N
• 접착력(F_에이) = 5N
• 스프링 힘(F_에스) = 50N
• 마찰력(F_에프) = 10N

에프_영형 = 80N + 5N – 50N – 10N = 25N

이 예에서 총 개방력은 25N입니다. 이 값은 폐쇄력을 극복하고 씰 면 사이에 유체 필름을 생성하는 데 필요한 최소한의 힘을 나타냅니다.