TECHNOLOGY

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° 연구/개발

선박 엔진 및 산업 플랜트용 메탈베어링 (주) 동서기연

화이트메탈 베어링의 문제점
Scratch
표면긁힘
  • 연삭마모(Abrasive Wear)
  • 와이핑(Wiping)
Discoloration
탈색
  • 주석 산화물 손상 (Tin Oxide Damage)
  • 과열 (Overheating)
Fatigue
피로
  • 피로에 의한 손상은 화이트메탈에서 헤어크랙
Void
공동
  • 전기적 피팅(Electrical Pitting)
  • 케피테이션 침식 (Cavitation Erosion)
  • 부식(Corrosion)
오일공급중단 사고 실 사례
  • 시스템의 가동 중단
  • 짧은 정비 주기- 기기의 파손
  • 안전율 감안을 위한 손실
  • 시스템 안정성 감소
  • 안정성 확보를 위한 백업 시스템
  • 비용증가에 의한 가격 경쟁력 약화
  • 신뢰성에 대한 불안요소
  • 기술 경쟁력에 대한 우위 미확보
복합소재 베어링의 개요 
하이브리드 복합소재 유체 베어링 개략도 
화이트메탈과 복합소재의 물리적 특성 비교
재종
열팽창계수
10-6/℃
압축강도
MPa
탄성계수
GPa
마찰계수µ
인장강도
MPa
전단강도
MPa
접착강도
MPa
복합소재
23 (두께)4.25(면내)
812
67
0.15
780
63.8
62
White metal
(ECKA TEGOSTAR)
21
190
57
0.68
78
-
71
편차
(종래기술비교)
2 (9.5%)[-16.7)
622 (327%)
10-18%
-5.75
702-900%
-
-9(-12.7%)
특성
다소 우세
매우 우세
다소 우세
매우 우세
매우 우세
 
 
성능 영향 인자
응력 감소
고하중 조건
내충격성
윤활성
고하중 조건
전단 응력
충분
실제 구동조건하에서의 종래 기술과의 비교 실험
BRG typeTorque(N.m)Power(kw)BRG Temp #1(℃)Oil Temp #3()Oil Temp.△tMean
Pressure[Mpa]
mass
flow(I/min)
△X 진폭(㎛)△Y 진폭(㎛)Eccen.(mm)Eccen ratiohmin(mm)
복합소재 1.8Mpa368.469.470.270.8231.9314.81.81.70.410.550.3
화이트메탈 1.8Mpa383.472.2102.496.323.61.83321.91.61.70.380.470.4
복합소재 2.5Mpa375.870.774.775.726.32.58314.21.320.390.510.4
화이트메탈 2.5Mpa379.771.5112.6112.226.72.5314.71.41.70.360.430.4
복합소재 4Mpa392.87480.481.629.74.1313.61.31.60.390.480.4
화이트메탈 4Mpa397.875115.9131.825.14.02316.31.31.40.330.40.5
복합소재 5Mpa416.278.479.181.431.45.01313.61.31.50.390.440.4
화이트메탈 2.5Mpa379.771.5112.6112.226.75.5314.71.41.70.360.430.4
복합소재 21604389970.270.727.51.88314.711.20.470.620.29
화이트메탈 2160453.9102.510597.928.91.83230.910.360.470.4
복합소재 60℃335.163.296.397.5372.5310.21.52.80.380.480.4
화이트메탈 49℃36568.8114.8114.727.12.53141.41.90.360.450.4
  • 실제 사용 온도 기준: 93℃↓, 107℃ ↑경고, 121℃ ↑ 강제중지
  • 동일 조건에서는 모든 영역에서 낮은 Power Loss
  • 동일 조건에서 안정성이 높음 (ε값으로 예상)
  • 배의 하중 조건 10℃ 높은 공급오도에서 유사한 ε값 도출
화이트메탈과 복합소재 베어링의 동특성 종합비교
BRG type
K11
K12
K21
K22
D11
D12
D21
D22
(Ma)cr
복합소재 1.8Mpa9 (A)
3.0009
-2.459
2.248
2.541
5.045
2.224
2.224
4.139
2.803
화이트메탈 1.8Mpa (B)
2.193
-2.535
2.448
2.74
4.584
3.157
3.157
5.464
2.47
복합소재 2.5Mpa (A)
2.159
-2.414
2.295
3.038
4.1
3.366
3.366
5.476
2.577
화이트메탈 2.5Mpa (B)
2.548
-2.714
2.634
2.18
5.695
2.363
2.363
4.915
2.368
복합소재 4Mpa (A)
1.943
-2.713
2.228
3.039
4.262
3.58
3.58
5.684
2.587
화이트메탈 4Mpa (B)
2.277
-3.004
2.695
2.274
5.867
2.732
2.732
5.452
2.35
복합소재 5Mpa (A)
2.469
-2.639
2.635
2.29
5.434
2.55
2.55
5.085
2.377
복합소재 2160 (A)
2.548
-2.714
2.634
2.18
5.695
2.363
2.363
4.915
2.266
화이트메탈 2160 (B)
4.163
-0.232
3.463
2.165
4.831
2.177
2.177
3.969
1.459
복합소재 60℃ (A)
1.185
-1.97
2.643
3.777
2.353
4.995
4.995
7.633
2.461
화이트메탈 49℃ (B)
2.75
-2.392
2.552
2.279
5.262
2.295
2.295
4.587
2.397
  • 동일 조건에서는 모든 영역에서 높은 Critcal Mass값 도출
  • 2백의 하중 조건, 10°C 높은 공급온도에서 종래 기술과 동일 결과
복합소재 베어링의 차별성 & 기술적가치
복합소재 베어링의 차별성

  • 화이트메탈 대비 18~900% 개선된 물리적 특성 확보 (압축/인장/마찰계수 외) 
  • 종래 기술 대비 2배 이상의 하중 지지 능력, 9℃ 이상의 고온 오일 공급 온도 하에서 유사 특성 확보
  • 낮은 마찰계수 및 마멸률에 의해 혁신적인 내구성 향상 
  • 모든 영역에서 종래 기술 대비 높은 안정성 및 낮은 power loss 확보 
  • 오일 공급 중단과 같은 긴급 상황 발생 시 안정성의 극대화 및 수리 비용 절감
기술적가치

  • 동일 체적 내에서 높은 하중 및 온도 수용 능력의 확대를 통한 고효율 시스템 개발 가능 (회전기기) 
  • 불충분한 냉각 환경을 가지는 중동 지역 수출 품목에 대한 높은 차별성 부여 (회전기기) 
  • 높은 기대 내구 수명 및 긴급 상황 구동 안정성에 의한 정비 비용 감소 (회전기기) 
  • 유량 감소를 통한 높은 효율의 새로운 디자인 개발 가능 (2% 효율 증대 200억 가치_발전기기 기준) 
  • 회전기기 업체의 기술적 경쟁력 향상 및 강력한 마켓팅 소구점 제공 
  • 샤프트와 같은 추가 아이템에 대한 접목을 통한 기술의 확장

 Address : 부산시 강서구 녹산산단 46로 75

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