기어 vs. 벨트 드라이브
공기 압축기 구동 시스템은 일반적으로 직접 구동과 벨트 구동이라는 두 가지 범주로 분류됩니다. 이 두 가지 방법의 상대적 장점은 업계 내에서 오랫동안 논쟁의 대상이었습니다. 스크류 공기 압축기와 관련하여 "직접 구동"은 모터 샤프트가 커플링과 기어박스를 통해 로터를 구동하는 설정을 의미합니다. 엄밀히 말하면 이것은 진정한 의미의 직접 구동이 아닙니다. 진정한 직접 구동은 모터와 회전자 사이의 직접 연결(동축 정렬)을 의미하며 둘 다 동일한 속도로 작동하며 매우 드문 구성입니다. 결과적으로, 직접 구동이 에너지 손실을 전혀 수반하지 않는다는 개념은 잘못된 것입니다.
대안은 다양한 직경의 풀리를 사용하여 로터 속도를 조정할 수 있는 벨트 구동 시스템입니다. 여기에서 논의된 벨트 구동 시스템은 다음 기준을 충족하는 최첨단 자동화 기술을 나타냅니다.
벨트 장력은 모든 작동 상태에 맞게 최적화됩니다.
과도한 초기 장력이 방지되어 벨트 수명이 크게 연장되고 모터 및 로터 베어링의 부하가 줄어듭니다.
적절한 풀리 정렬이 지속적으로 유지됩니다.
벨트 교체는 빠르고 쉬우며 원래 설정을 재조정할 필요가 없습니다.
전체 벨트 구동 시스템은 안전하고 안정적으로 작동합니다.
드라이브 비율
능률
고품질 기어 드라이브는 98%~99%의 효율성을 달성할 수 있으며, 잘 설계된 벨트 드라이브는 정상적인 작동 조건에서 99%의 효율성을 달성할 수 있습니다. 둘의 차이는 구동 방식 자체에 따른 것이 아니라, 제조사의 설계와 생산 품질에 따라 달라집니다.
무부하 에너지 소비
기어 구동 시스템의 경우 적절한 기어박스 윤활을 보장하려면 무부하 압력을 일반적으로 2.5bar 이상(때로는 4bar까지)으로 유지해야 합니다.
벨트 구동 시스템을 사용하면 로터에 의해 흡입된 오일이 로터와 베어링에 충분한 윤활을 제공하므로 이론적으로 무부하 압력이 0이 될 수 있습니다. 그러나 안전상의 이유로 압력은 일반적으로 약 0.5bar로 유지됩니다. 연간 8,000시간 동안 작동하고 그 중 15%(1,200시간)가 유휴 시간인 160kW 기어 구동 공기 압축기를 생각해 보십시오. 동일한 정격 출력의 벨트 구동식 압축기와 비교할 때 이 기계는 연간 28,800kWh의 추가 전력을 소비합니다(공회전 중 압력 차이가 2bar라고 가정하면 약 15%의 에너지 소비 차이가 발생합니다). 장기적으로 이는 상당한 비용을 의미합니다.
오일 손실
숙련된 사용자는 오일 손실 시 가장 먼저 손상을 입는 구성품이 기어박스라는 것을 알고 있습니다. 벨트 구동 시스템에는 이러한 특정 위험이 전혀 없습니다.
사용자 요구 사항에 따른 작동 압력 설계
사용자가 요구하는 작동 압력은 제조업체가 제공하는 표준 사양과 다른 경우가 많습니다. 예를 들어 사용자가 10bar의 압력을 요구하는 경우 실제 압축기 작동 압력은 다운스트림 처리 장비, 배관 길이, 시스템 기밀성과 같은 요소를 고려하여 11bar 또는 11.5bar로 설정해야 할 수도 있습니다. 이러한 경우 일반적으로 13bar 정격의 표준 압축기가 설치되며 특정 요구 사항을 충족하도록 출구 압력이 현장에서 조정됩니다. 이 시나리오에서는 최종 작동 압력이 낮더라도 로터 속도는 증가하지 않기 때문에 공기 공급량은 본질적으로 변하지 않습니다.
최신 벨트 구동 기술을 활용하는 제조업체는 풀리 직경을 간단히 변경하여 사용자의 요구 사항에 정확히 일치하는 작동 압력을 설계할 수 있으므로 사용자는 동일한 정격 출력의 모터에서 더 높은 공기 출력을 얻을 수 있습니다. 기어 구동 시스템은 이러한 수준의 유연성을 제공하지 않습니다.
설치된 압축기의 압력 변경
생산 공정의 변화로 인해 기존 압축기의 설계 압력이 너무 높거나 너무 낮아 부적합해질 수 있습니다. 기어 구동 압축기의 경우 이 매개변수를 조정하는 것이 어렵고 비용이 많이 드는 반면, 벨트 구동 모델의 경우 풀리 교체만 필요한 간단한 작업입니다.
새 베어링 설치
로터 베어링을 교체해야 하는 경우 기어 구동 압축기는 기어박스와 메인 샤프트 베어링을 동시에 정밀 검사해야 하며, 이는 사용자가 종종 감당할 수 없는 비용이라고 생각합니다. 벨트 구동 압축기는 이 문제에 직면하지 않습니다.
샤프트 씰 교체
모든 스크류형 공기 압축기는 특정 사용 수명이 지나면 교체가 필요한 링형 샤프트 씰을 사용합니다. 기어 구동식 압축기에서는 샤프트 씰에 접근하려면 모터와 커플링을 분리해야 합니다. 이 프로세스는 시간이 많이 걸리고 노동 집약적이므로 유지 관리 비용이 증가합니다. 이와 대조적으로, 벨트 구동식 압축기는 풀리만 제거하면 되므로 작업이 훨씬 쉬워집니다.
모터 또는 로터 베어링 고장
기어 구동 압축기에서 모터 또는 회전자 베어링의 고장은 종종 연결된 중요 구성 요소에 영향을 미쳐 직간접적으로 손상을 입힙니다. 이 문제는 벨트 구동 압축기에서는 발생하지 않습니다.
구조적 소음
기어 구동 압축기에서는 모터와 로터 사이의 견고한 연결로 인해 압축실 로터의 진동이 기어박스와 모터 베어링으로 전달됩니다. 이는 모터 베어링의 마모를 가속화할 뿐만 아니라 기계의 소음 수준도 증가시킵니다.
