PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)는 주로 낮은 마찰 계수와 내화학성 등 고유한 특성으로 인해 구조용 슬라이딩 베어링에서 중요한 역할을 합니다.이 베어링은 교량이나 건물과 같은 인프라 애플리케이션에서 수직 하중과 움직임을 수용하도록 설계되었습니다.PTFE 시트를 금속판에 접착하고 그 위에 스테인리스 스틸 플레이트를 덧대어 부드럽게 미끄러질 수 있도록 합니다.압축 강도, 측면 이동 제한, 미세한 회전을 고려한 설계로 안정성과 수명을 보장합니다.이러한 장점에도 불구하고 PTFE에는 마모 민감도 및 크리프와 같은 한계가 있으며, 이는 충진 PTFE 또는 엘라스토머와 같은 보완 소재를 사용하여 완화할 수 있습니다.
핵심 포인트 설명:
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슬라이딩 베어링에서 PTFE의 기능
- PTFE 시트는 금속판에 접착되어 스테인리스 강판에 대한 슬라이딩 표면 역할을 합니다.이 설정은 PTFE의 낮은 마찰(계수 ~0.05~0.10)을 활용하여 수직 하중 하에서 부드러운 이동을 가능하게 합니다.
- 스테인리스 강판은 다른 구조 요소에 용접되어 하중을 전달하면서 변위를 허용합니다.
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하중 용량 및 설계 고려 사항
- PTFE는 최대 40MPa의 압축 응력을 견딜 수 있지만 50-60%의 안전 계수가 적용되어 작동 하중이 15-20MPa로 제한됩니다.
- 필요한 PTFE 면적은 하중 분포에 따라 계산되며 베어링 어셈블리에 맞게 조정됩니다.예를 들어, 15MPa에서 1000kN의 하중을 받으면 약 667cm²의 PTFE가 필요합니다.
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이동 제어 메커니즘
- 단방향 슬라이딩을 보장하기 위해 가이드 플레이트 또는 다월 핀을 사용하여 측면 이동을 제한합니다.다웰 핀은 구부러지지 않고 횡력에 저항해야 합니다.
- 엘라스토머(예: 네오프렌)는 미세한 회전(몇 분의 1도)을 수용하는 반면, 구형 베어링은 더 큰 오정렬을 해결합니다.
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PTFE의 장점
- 내화학성:해안가나 산업 환경과 같은 열악한 환경에 이상적입니다.
- 온도 안정성:200°C ~ +260°C에서 안정적으로 작동합니다.
- 적용 분야는 베어링을 넘어 다음과 같이 확장됩니다. 맞춤형 PTFE 부품 개스킷 및 밸브와 같은
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제한 및 완화
- 마모 및 크리프:비충진 PTFE는 빠르게 마모되며 필러(예: 유리 섬유, 청동)를 사용하면 내구성이 향상됩니다.
- 비용접성:기계적 고정 또는 접착 결합이 필요합니다.
- 낮은 내방사선 저항:원자력 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.
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산업 분야
- 교량, 면진기, 중장비에 일반적으로 사용됩니다.
- 화학 가공(라이닝), 의료 기기(임플란트), 식품 가공(논스틱 표면)에도 사용됩니다.
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보완 소재
- 엘라스토머(네오프렌/실리콘)는 회전 시나리오에서 PTFE의 강성을 보완합니다.
- 스테인리스 스틸(304/316 등급)은 슬라이딩 인터페이스의 내식성을 보장합니다.
이러한 요소를 해결함으로써 PTFE 슬라이딩 베어링은 성능과 신뢰성의 균형을 달성하여 현대 인프라에 없어서는 안 될 필수 요소입니다.이 베어링의 설계는 재료 과학과 엔지니어링 정밀도가 만나 현실의 문제를 해결하는 방법을 잘 보여줍니다.
요약 표:
| 측면 | 세부 정보 |
|---|---|
| 기능 | 금속판에 접착된 PTFE 시트로 높은 하중에서도 부드럽게 미끄러질 수 있습니다. |
| 하중 용량 | 15-20MPa(안전 계수 사용 시 최대 40MPa)에서 작동합니다. |
| 움직임 제어 | 가이드 플레이트/다월 핀이 측면 이동을 제한하고 엘라스토머가 회전을 처리합니다. |
| 장점 | 내화학성, 온도 안정성(-200°C ~ +260°C), 낮은 마찰. |
| 제한 사항 | 필러(유리 섬유, 청동)로 마모/크리프 완화; 용접 불가. |
| 적용 분야 | 교량, 면진기, 화학 처리, 의료 기기. |
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