본질적으로 PTFE 슬라이딩 베어링은 세 가지 주요 유형의 움직임을 수용하도록 설계되었습니다. 이 베어링은 열팽창 및 수축의 느리고 강력한 힘을 관리하고, 지진 변위의 갑작스러운 에너지를 흡수하며, 구조적 침하 또는 하중 변화로 인한 차등 움직임에 적응합니다. 이러한 능력은 낮은 마찰력과 높은 하중 지지 능력을 갖춘 평면을 생성하여 구조물이 기초와 독립적으로 움직일 수 있도록 함으로써 가능해집니다.
PTFE 슬라이딩 베어링의 근본적인 목적은 구조물을 하부 구조물로부터 안전하게 분리하는 것입니다. 이는 막대한 수직 하중을 지지하는 동시에 느린 수평 이동 및 최소한의 회전을 위한 거의 마찰 없는 표면을 제공하여 구조물을 손상시키는 응력으로부터 격리함으로써 이를 달성합니다.
수용되는 움직임의 주요 방식
PTFE 슬라이딩 베어링은 모든 유형의 움직임에 대한 만능 해결책은 아닙니다. 이들은 대규모 건설에서 흔히 발생하는 특정하고 예측 가능한 움직임을 관리하도록 설계된 고도로 전문화된 구성 요소입니다.
열팽창 및 수축
교량에서 파이프라인에 이르기까지 모든 대형 구조물은 온도 변화에 따라 팽창하고 수축합니다.
PTFE 슬라이딩 베어링은 이러한 느리고 불가피한 움직임을 위한 제어된 표면을 제공합니다. 이를 통해 구조물은 파괴적인 내부 응력을 축적하지 않고 "호흡"할 수 있습니다.
지진 및 횡방향 변위
지진 발생 시 지반 진동은 구조물에 강력한 횡방향 및 축 방향 힘을 가합니다.
베어링의 낮은 마찰 표면은 구조물이 미끄러지도록 하여 지진 에너지를 흡수하고 소산시킵니다. 이러한 분리 작용은 전단력이 주요 구조 부재로 직접 전달되는 것을 방지합니다.
차등 및 구조적 힘
시간이 지남에 따라 기초가 침하되거나 구조물에 가해지는 하중이 이동할 수 있습니다.
PTFE 베어링은 작고 지속적인 조정을 허용하여 구성 요소가 완전한 접촉 상태를 유지하고 하중이 의도한 대로 분산되도록 하여 응력 집중을 방지합니다.
하중 및 속도의 중요한 역할
이러한 베어링의 의도된 작동 조건을 이해하는 것이 중요합니다. 이들의 성능은 극도의 압력을 매우 낮은 속도에서 처리하는 능력에 의해 정의됩니다.
고하중을 위해 설계됨
슬라이딩 베어링의 주된 기능은 막대한 수직 하중을 지지하는 것입니다. 수평 이동은 부차적이지만 중요한 기능입니다.
PTFE 재료는 기술적으로 최대 40 MPa(400 Bar)의 압축 하중을 처리할 수 있지만, 항상 상당한 안전 계수가 적용됩니다. 설계는 일반적으로 수명을 보장하기 위해 작동 압력을 15~20 MPa 사이로 제한합니다.
저속에 최적화됨
이러한 베어링은 고하중 및 저속 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 이는 PTFE의 자가 윤활 특성이 가장 효과적인 환경입니다.
이들은 회전 기계에서 발견되는 고속의 연속적인 움직임이 아닌, 열팽창의 느린 크리프 또는 지진의 짧고 급격한 움직임을 위해 설계되었습니다.
상충 관계 및 한계 이해
PTFE 슬라이딩 베어링은 매우 효과적이지만, 모든 설계에서 존중되어야 하는 명확한 한계가 있습니다. 이 중 가장 중요한 것은 회전 능력입니다.
회전 제약
표준 평면 PTFE 슬라이딩 베어링은 회전을 위해 설계되지 않았습니다. 일반적으로 1도 미만의 오정렬 또는 회전만 수용할 수 있습니다.
표준 베어링에 회전을 강제하면 불균일한 부하, 가장자리의 응력 집중 및 조기 고장을 유발할 수 있습니다.
미세 회전 보상
예측 가능한 미세 회전이 있는 응용 분야의 경우, 엘라스토머 패드(네오프렌 또는 실리콘과 같은 재료로 제작)를 베어링 어셈블리에 통합할 수 있습니다.
이 패드는 압축되어 회전 에너지를 흡수합니다. 그러나 더 많은 회전을 처리하기 위해 엘라스토머 두께를 늘리면 안정성 문제가 발생할 수 있습니다.
상당한 회전 해결책
상당한 회전 자유도가 필요한 응용 분야의 경우 표준 슬라이딩 베어링은 부적절한 구성 요소입니다.
이러한 경우 구형 베어링(spherical bearing) 배열이 적절한 해결책입니다. 이 베어링은 주요 수직 하중을 지지하면서 다중 축 회전을 허용하도록 특별히 설계되었습니다.
응용 분야에 맞는 올바른 선택
올바른 베어링 구성을 선택하려면 구조물이 직면할 특정 움직임과 힘에 대한 명확한 이해가 필요합니다.
- 표준 열 또는 지진 움직임에 중점을 두는 경우: 강철 지지판에 접합된 표준 PTFE 플레이트 베어링이 가장 일반적이고 효과적인 솔루션입니다.
- 미세 회전(1도 미만)에 중점을 두는 경우: 이러한 힘을 흡수하기 위해 통합된 엘라스토머 패드를 통합하는 베어링 어셈블리를 지정하십시오.
- 고온 환경(130°C 이상)에서 작동하는 데 중점을 두는 경우: 지지판에 오목하게 들어간 PTFE 또는 흑연 기반 슬라이딩 표면과 같은 특수 옵션을 고려하십시오.
- 상당한 다축 회전을 수용하는 데 중점을 두는 경우: PTFE 슬라이딩 베어링은 적합하지 않으며, 설계에는 구형 베어링이 필요합니다.
필요한 움직임을 올바르게 식별함으로써 구조물의 장기적인 무결성과 안전을 보장하는 베어링 시스템을 선택할 수 있습니다.
요약표:
| 움직임 유형 | 설명 | 주요 특성 |
|---|---|---|
| 열팽창/수축 | 온도 변화로 인한 느린 움직임 | 제어되고 예측 가능한 슬라이딩 |
| 지진/횡방향 변위 | 지진이나 진동으로 인한 갑작스러운 움직임 | 에너지 흡수, 저마찰 슬라이딩 |
| 차등/구조적 힘 | 침하 또는 하중 변화로 인한 움직임 | 지속적인 조정, 응력 분산 |
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