공기압축기(에어 콤프레샤, Air Compressor)의 Screw Rotor가 받는 힘

공기압축기(에어 콤프레샤, Air Compressor)의 Screw Rotor가 받는 힘

 Screw Rotor의 사고, Air Compressor의 Overhaul 필요성  

 

 

지난번 Air Compressor(콤프레샤)의 Overhaul 수리에 관한 전반적인 글(관련글 링크)을 올렸지만 이번에는 Air Compressor(콤프레샤, 공기압축기)에서 Screw Rotor에 대해서만 얘기해 보자.

 

  가끔 고객업체에서 Overhaul수리를 할때 왜 필요한지에 대해 자료를 요구한다. 이럴때 뭔가 느낌은 있는데 뭐라 딱 표현할 방법이 없다면 이글을 참조하기 바란다. 왜 콤프레샤 Overhaul을 해야 하며, Screw Rotor의 Bearing에는 어떤 힘을 받는지, 왜 Screw Rotor의 사고가 빈번히 발생하는 지 알아보자. (지난번 블로그의 Screw Type Air Compressor의 고장진단이라는 글http://blog.daum.net/wmefu/8658366을 참고)

 

결론 부터 말하면 Scerw Rotor(스크류 콤프레샤)의 Bearing의 수명이 다하면 대부분 Rotor는 Shaft방향의 Bearing Housing과 마찰이 발생하는 사고가 많이 발생한다. 이 이유를 알아보자.

 

    먼저 Screw Rotor가 운전중에 받는 힘에 대해 알아보자.

Air Plus의 Screw Rotor 구조(Air Plus 카탈로그에서 스캔)

 

 ① Screw Rotor는 부하운전시 흡입구 측에는 압력이 낮고, 출구측으로 갈수록 압력이 높다.

      그래서 Rotor는 출구측에서 입구측으로 Loading시에는 항상 밀리고,(그림의 rotor가 받는 압력)

      Unloading는 원상복귀되는 축방향으로 왕복의 힘을 받고 있다.

 ② 이렇게 밀리는 힘을 Air 흡입구 측에서는 Roller Bearing이, 토출측에는 Roller, Anguler Contact Ball Beainr의

    조합이나, Taper Roller Bearing이 지지하고 있다.

 

  이상과 같은 Screw Rotor와 Bearing의 구조적 역할로 인해서 지지Bearing의 수명이 다하게 되면 가장 먼저 발생하는 것이 Unloading시 Bearing의 마찰소음이다. 이어서 흡입측으로 밀리는 힘을 잡아주지 못할 정도의 Bearing이 마모하게 되면 Rotor와 Case와의 마찰음이 발생합니다. 이때는 금속 마찰음을 쉽게 들을 수 있다. 특히, Bearing의 수명이 짧아지는 요인중에 Loading과 Unloading을 자주하는 장비이다. 축방향의 왕복 힘이 빈번하기 때문입니다.  Bearing 마모가 더욱 진행 되면 Ball의 간극이 줄어들어 암,수 양Rotor의 마찰이 발생합니다. 그래서 Screw Rotor의 대부분 사고는 흡입구(Motor)쪽과 흡입구쪽 Bearing Housing과의 마찰로 인한 사고가 대부분이다. 특히,앞에서도 얘기 했지만 Unloading(무부하운전)운전시 Bearing 소음이 발생한다. 이유는 Unloading때는 Bearing에 받는 힘이 없이 공회전 상태이기 때문에 Bearing 자체의 마찰소음이 발생한다. 우리가 Bearing상태를 손으로 알아볼 때 손으로 돌려보는 것과 같이. 그러나 Loading(부하)운전때는 Bearing이 흡입구 쪽으로 힘을 받고 돌아가기 때문에 Bearing의 마모가 발생해도 흔들림이 없이 돌아가기 때문이다. 그래서, Unloading운전때 평소보다 Bearing소음이 많다고 느껴질때가 바로 Bearing을 교환해야 할 시기라고 보면 된다. 이 때가 바로 Overhaul수리의 시작점이다.

 

 

 사고사례

 

   

     Bearing Housing이 Rotor와 마찰 된 자국  (Atlas Copco 콤프레샤 GA37), 암,수 Rotor가 서로 마찰 된 자국

 

Male Rotor가 Housing과 마찰된 사고 (KASER 콤프레샤, 100Hp)

 

 

    마찰로 파손된 Bearing Housing 을 육성가공 하여 수리 작업 한 내용 (대우 콤프레샤  500Hp)

 

축이 부러져서 수리한 Male Rotor

 

 이처럼 Overhaul 시기를 놓지게 되면 결국은 대형 사고로 이어져서 Screw Rotor와 Rotor Case의 수리까지 해야하는 경우까지 발생한다. 심할 경우에는 축이 부러지는 사고도 발생한다.

일반적으로 Air Compressor (에어 콤프레샤)의 Rotor는 일반적인 회전기계에 비해 악조건에서 운전하고 있다. 적절한 시기에 Bearing을 교환해주는 Overhaul 수리는 선택이 아닌 필수이다. 경험상 운전시간은 최대 20,000시간을 넘지 않는 것이 좋은 것 같다. 특히, Loading과 Unloading이 빈번하게 운전되는 장비일 수록 빨리 해주는 것을 권한다.

점검시 운전소음과 진동에 조금만 신경을 쓴다면 대형 사고는 충분히 예방 할 수 있다고 믿는다.

 

 

Air Compressor(에어 콤프레샤,공기압축기) 관리의 믿을 수 있는 도우미 명성에어플러스.

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