미케니컬 시일의 성능해석에 관한 연구

Abstract

회전축 시일은 하우징과 하우징을 통과하는 회전축 사이를 매우 작은 틈새로 유지하면서 작동 유체의 누설을 방지하는 정밀 기계 요소이다. 그 중 미케니컬 시일은 구조가 단순하고 밀봉 성능이 우수하여 유체의 정밀한 누설 제어가 요구되는 영역에 광범위하게 사용되고 있다. 현대 산업 분야에서는 회전축의 직경이 크고 작동 유체가 고온, 고압에서 밀봉되어야 하는 경우가 빈번하기 때문에, 이렇게 혹독한 환경에서 사용되는 미케니컬 시일의 성능 및 안정성 확보를 위해서는 높은 수준의 설계 및 제작 기술이 요구된다. 이러한 이유로 현재 미케니컬 시일과 관련한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 그루브의 형상에 따른 비접촉식 미케니컬 시일의 성능을 연구하기 위해 수치해석이 수행되었다. 유한체적법을 사용하여 정적, 동적 성능을 계산하였다. 스파이럴 그루브, 스텝 포켓 그루브, 깊은 직선 그루브를 가지는 미케니컬 시일의 성능들을 수립된 성능비교 방법을 통해 서로 비교 하였다. 성능해석결과 정특성은 그루브 디자인 변수에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히, 그루브 깊이비와 그루브 폭비의 조합이 가장 영향력 있는 변수로 밝혀졌다. 그리고 스파이럴 그루브가 스텝 포켓 그루브와 깊은 직선 그루브보다 더 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다.