기어박스 오일 누유 원인 분석 및 기어박스 오일 누유 해결 방법

1. 감속기의 오일 누유 원인

1.1 감속기 내외부에 압력 차이가 발생함

감속기가 작동할 때 운동 부품들의 마찰로 인해 열이 발생하고 주변 온도의 영향을 받아 감속기 온도가 상승하게 된다. 만약 통기구가 없거나 통기구가 막혀 있을 경우 내부 압력은 점차 증가하게 되며, 내부 온도가 높을수록 감속기 내외부의 압력 차이는 더욱 커진다. 이러한 압력 차이의 작용으로 윤활유가 틈새를 통해 누유된다.

1.2 감속기의 구조 설계가 불합리함.

A. 점검 구멍 커버 플레이트가 너무 얇아서 볼트를 조인 후 변형되기 쉬우며, 이로 인해 맞물리는 표면이 고르지 않게 되고 접촉 간극에서 오일 누유가 발생할 수 있음;

B. 감속기 제조 공정에서 주물에 소성 처리나 시효 처리를 통해 내부 응력을 제거하지 않을 경우, 필연적으로 변형이 발생하여 틈새와 누유를 유발함.

C. 하우징에 오일 배출 트러프가 없어 윤활유가 샤프트 실링, 끝판 및 결합면에 쌓이게 되며, 압력 차에 의해 이 오일이 간극을 통해 외부로 누유됨.

D. 축 씰 설계가 부적절함. 초기의 감속기는 종종 오일 그루브와 펠트 링 축 씰 구조를 사용하였으며, 조립 시 펠트를 압축하여 변형시켜 맞물리는 표면 사이의 간격을 밀봉하였다. 하지만 저널과 씰 사이의 접촉이 이상적이지 않을 경우, 펠트의 보상 성능이 낮아 씰이 금방 고장나게 되었다. 오일 그루브에는 오일 회수 구멍이 있었으나 쉽게 막히는 문제가 있어 오일 회수가 제대로 이루어지기 어려웠다.

1.3 연료 과다

감속기가 작동할 때 오일 받침대의 윤활유가 격렬하게 교반되어 기계 내부 전역에 튀게 된다. 만약 너무 많은 양의 오일을 주입하면, 축 씰이나 맞물리는 표면 등에 다량의 윤활유가 고여 누유가 발생하게 된다.

1.4 부적절한 정비 절차

장비 정비 중에는 맞물리는 표면의 오염물 제거가 불완전하거나, 실란제 선택이 부적절하거나, 실란제 설치 방향이 잘못되거나, 실란제를 적시에 교체하지 않는 등의 이유로 오일 누출이 발생할 수 있습니다.

2. 속도 저감기에서의 오일 누출을 해결하는 방법

2.1 벤트 캡과 점검 구멍 커버를 개선하십시오.

오일 누출의 주요 원인 중 하나는 감속기 내부 압력이 외부 대기압보다 높기 때문이다. 내부와 외부의 압력을 균형 있게 유지하면 오일 누출을 방지할 수 있다. 비록 감속기에 환기 캡이 있긴 하지만, 환기 구멍이 너무 작아 석탄 먼지와 기름에 의해 쉽게 막히게 된다. 게다가 매번 오일 보충 시 점검구 커버를 열어야 하므로 누출 가능성이 증가하며, 기존에는 누출되지 않던 부위에서도 누출이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 오일 컵 방식의 환기 캡을 개발하였으며, 기존의 얇은 점검구 커버는 두께를 6mm로 두껍게 하였다. 오일 컵형 환기 캡은 커버 플레이트에 용접되며, 통풍과 압력 균형 조절이 용이하도록 6mm 지름의 환기 구멍을 갖추고 있다. 또한 오일은 오일 컵을 통해 보충하므로 점검구 커버를 열 필요가 없어져 누출 가능성을 줄일 수 있다.

2.2 원활한 흐름

기어에서 베어링으로 튀는 과잉 윤활유가 샤프트 실러에 축적되는 것을 방지하기 위해, 과잉 윤활유는 일정한 방향으로 오일 서머로 되돌아가 원활한 흐름을 보장해야 한다. 구체적으로, 베어링 하우징의 하부 베어링 셸 중심부에 내쪽으로 경사진 복유 홈을 가공하고, 엔드 커버의 직선 개구부에도 복유 홈과 정확히 마주보는 위치에 절취 홈을 가공한다. 이렇게 함으로써 과잉 윤활유가 절취 홈과 복유 홈을 통해 오일 서머로 다시 흘러간다.

2.3 샤프트 실러 구조 개선

A. 반축 출력축이 있는 기어박스의 샤프트 씰 개선: 벨트 컨베이어, 나사 언로더, 임펠러 피더와 같은 대부분의 장비에서 기어박스의 출력축은 반축 구조를 이루고 있어 개조가 비교적 용이하다. 기어박스를 분해하고 커플 링을 제거한 후 기어박스 샤프트 씰 엔드 커버를 꺼낸다. 원래 엔드 커버의 외측에 맞춤 스켈레톤 오일 씰의 치수에 따라 홈을 가공하고, 스프링이 내부를 향하도록 스켈레톤 오일 씰을 설치한다. 재조립 시 엔드 커버가 커플 링의 내측 단면으로부터 35mm 이상 떨어져 있다면, 엔드 커버 외측의 축 위에 예비 오일 씰을 추가로 설치할 수 있다. 오일 씰이 손상되었을 경우, 파손된 오일 씰을 제거한 후 예비 오일 씰을 엔드 커버 쪽으로 밀어넣어 기어박스 분해 및 커플 링 제거라는 번거롭고 노동 집약적인 절차를 생략할 수 있다.

B. 단일 출력축용 감속기의 샤프트 실링 개선: 단일 샤프트 구동 방식의 감속기는 출력축에 커플링이 없어 2.3.1 방식에 따라 개조할 경우 작업 강도가 너무 크고 실용성이 떨어진다. 작업량을 줄이고 설치 절차를 간소화하기 위해 분할형 엔드 커버를 설계하고 개방형 오일 씰을 시험 적용하였다. 분할형 엔드 커버의 외측면에 홈을 가공하여 오일 씰 설치 시 스프링을 먼저 제거한 후, 오일 씰을 개방형 형태로 절단한다. 이후 개구부를 통해 샤프트에 오일 씰을 장착하고, 접합부를 접착제로 정렬하되 개구부는 위쪽을 향하게 한 다음, 스프링을 다시 설치하고 엔드 커버를 밀어 넣는다.

2.4 새로운 밀봉 재료 사용

속도 저감기의 정적 밀봉 지점에서 누유가 발생할 경우, 새로운 유형의 고분자 수리 재료를 사용하여 밀봉할 수 있다. 속도 저감기 작동 중 정적 밀봉 지점에서 오일 누출이 발생하면, 표면 공학 기술을 기반으로 한 응급 오일 면 수리제를 사용할 수 있으며, 이는 고분자 25551과 90T의 복합 수리 재료로 누유 부위를 밀봉함으로써 누유를 제거할 수 있다.

2.5 정비 절차를 철저히 이행하라.

속도 저감기를 수리할 때는 반드시 공정 사양을 준수해야 한다. 오일 씰은 역방향으로 설치해서는 안 되며, 리프(lip)는 손상되어서는 안 되고, 외부 엣지는 변형되어서는 안 되며, 스프링은 떨어져서는 안 된다. 또한 맞물리는 표면은 깨끗이 청소하고, 실런트는 균일하게 도포하며, 오일 주입량은 딥스틱의 표시선을 초과해서는 안 된다.

2.6 닦아내기

감속기의 정적 밀봉 지점은 일반적으로 처리를 통해 누유 없이 만들 수 있다. 그러나 씰의 노화, 품질 불량, 부적절한 조립, 샤프트의 표면 거칠기 과도 등의 이유로 인해 일부 동적 밀봉 지점에서는 여전히 미세한 누유가 발생할 수 있다. 작업 환경이 열악하여 석탄 먼지가 샤프트에 달라붙게 되면 기름처럼 보일 수 있으므로, 장비 운전 중지 후 샤프트에 묻은 기름때를 닦아내야 한다.