베어링 윤활과 ULTRA-LUBE 공무2팀 보전반 기술 교육 교육대상 : 열처리 기계보전반 2006년 6월 29일

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목 차 1.베어링 윤활 2.ULTRA-LUBE

머 릿 말 베어링은 회전기계의 운전 신뢰성 및 성능에 직접적인 영향을 미치는 가장 중요한 핵심 기계 요소중의 하나이다. 베어링에서 발생되는 사소한 문제점은 회전기계 시스템 전체의 안정 운전에 영향을 미칠 뿐만 아니라 시스템의 운전 정지에 따른 엄청난 경제적 손실을 초래한다. 회전기계 시스템에서 베어링의 손상을 조기에 발견하고 그 발생주기를 줄이거나 파손요인을 제거하는 것은 매우 중요한 일이다.

회전기계 고장통계 문제점 산업 회전기계에서 발생하는 고장의 대부분(70%이상)이 핵심부품과 관련 베어링은 고속, 고밀도, 고정밀 회전기계에서 중요한 핵심 부품 우리나라 설비 보전비용은 총 생산의 15~40%를 차지.(DOWNTIME LOSS 포함) 문제점 ■ 핵심 부품인 베어링을 단순 소모품으로 인식 ■ 회전기계의 베어링 시스템 설계를 전적으로 해외 기술에 의존 ■ 설비 진단/수리 비용 과다 : 외국 MAKER에 CONSULTING 의뢰 및 부품 수입

베어링이란

ROLLING ELEMENT BEARINGS

FLUID FILM BEARINGS

베어링의 윤활 (1) 미끄럼 베어링의 윤활 이론 1)고체윤활 – 윤활유가 없어 두 면이 직접 접촉하는 경우 2)유체윤활 – 유막이 강하게 형성되어 직접 접촉하지 않는 경우 3)경계윤활 – 유막이 형성되기는 하나 얇아, 부분적으로 접촉하기도 하는 경우 미끄럼 베어링이나 구름 베어링에 있어서 하중을 전달할 수 있는 윤활제를 접촉부위에 주입을 해야만 윤활이 가능해진다.

베어링의 윤활 (2) ▷그리스 급지 1.동일한 베어링도 동일한 그리스를 소모하지 않는다. -> 부하, 온도, 설치조건, 다른 오염물 등 2.부족, 과급지 : 부족할때 과다 마모 수명 감소 과할때 발열로 인한 점도저하, 유막강도저하 불필요한 급지는 그리스낭비, 오염물혼입 가능성증가 3.상태에 따른 급지 필요 -> BRG의 소음으로 상태를 파악 -> 소음의 저감으로 적정 급지 및 주기를 판단 이상 소음 감지 후 진동 측정으로 정확한 진단을!

베어링의 관리? 5년 수명의 베어링이 1년만에 파손? 5년 수명의 베어링을 1년마다 주기적으로 교체? -> 적정 수명 계산? 파손의 원인? 적정 교체 주기? -> 올바른 관리 방법은?

베어링 수명계산 1)설비 사양, 베어링 운전 조건 조사 2)베어링 작용 하중 계산 3)조건별 계수 선정 (진동, 온도, 가동시간 등) 4)실제 교체 수명으로 검증

미세입자 (1) *베어링 손상 *기어 손상 *엔진 손상 *필터 손상 *펌프 손상 *윤활제 손상

미세입자 (2) 입자수를 1/10로 줄이면 설비 수명은 50배 증가!

베어링에 수분이 미치는 영향 (1) 수분은 설비가 정지해 있을 때 베어링에 큰 위험이 됨. 일단 정적인 에칭/부식이 ROLLING ELEMENT BEARING % WATER IN OIL % BEARING LIFE REMAINING 50 100 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Appearance Normal Cloudy 수분은 설비가 정지해 있을 때 베어링에 큰 위험이 됨. 일단 정적인 에칭/부식이 시작되면 베어링 고장이 임박. 베어링들은 물 때문에 유가 흐려지기 전에 벌써 수명의 75%를 잃을 수 있다.

베어링에 수분이 미치는 영향 (2) BEARING의 GREASE가 수분에 의해 변질. 윤활유에 수분이 존재하면 존재하는 양에 따라서 베어링 수명이 1% 혹은 그 이하로 단축될 수 있다. -SKF BEARING의 GREASE가 수분에 의해 변질.

Misalignment 잘못된 축정렬은 1)부적절한 조립과 설치 2)근본적인 파손 3)열적 증가 4)구속된 coupling 으로 발생되며, 1)진동 발생 2)베어링의 과도한 온도 발생 3)베어링의 조기 결함 4)coupling 결함 5)밀봉점에서의 오일 유출 을 유발함.

축 중심선 어긋남

Offset 축 어긋남

Bearing 결함 진단 Bearing Spec 확인 -> Bearing 고유 주파수 계산 -> 진동 측정기로 진동 성분 분석

Bearing 결함 수명 계산

베어링 손상 사진 Grease 급지 불량으로 Bearing 탄화, 파손 수분, Misalignment로 인한 Roller bearing 파손

회전장치 중요도 선정기준 GS Caltex 정유

소음 측정 그리스 급지장치 ▶ ULTRA-LUBE “급지공”, “주유공”은 이제 “윤활 기사”가 된다..

ULTRA-LUBE (1) ▷초음파를 변환, 베어링 소음을 들으며 주유하는 급지 장비 <장점> 염가의 초기 비용 고가의 훈련 불필요 즉각적인 결과 다루기 간단하고 안전 유용한 시간 절약 상태보전 및 예지정비 프로그램에 쉽게 편입 단독 모니터링 장치 윤활제의 절약

ULTRA-LUBE (2) Grease 급지 Grease 급지 Grease 최적 급지 후 전 중 -      LG-Caltex정유 -      고려아연 -      새한 -      아시아시멘트 -      LG다우 -      현대오일 뱅크 -      현대석유화학 -      삼성아토피나 -       KP 케미칼 -      영광원자력 -    울진원자력 -  고리원자력 -     월성원자력 -      LG석유화학 -  두신공영……. Grease 급지 전 Grease 급지 중 Grease 최적 급지 후 Grease 가 B/R에 도달 하지 않음

올바른 관리 방법 설비 중요도에 따른 선별 관리 청결! 청결! 청결! 장비와 수치를 이용한 객관적, 과학적 관리 TBM과 CBM의 장점만을 취한 체계적 관리 5. 윤활은 지나치면 모자라는 것과 같다. 과도한 윤활은 반드시 피하자. 6. 최적의 윤활은 순간적 미끄럼 마찰을 극복하고 열을 제거하고 부식, 오염물질로부터 베어링을 보호할 수 있는 최소한의 양이 공급될 때. 7. 베어링의 온도도 측정하자.