산업기계 타이밍벨트 고장의 원인과 대책

타이밍 벨트 고장이란?

타이밍 벨트는 동력을 동기적으로 전달하는 기능을 가지고 있습니다. 따라서 동력 전달 불능뿐만 아니라 동기 동력 전달이 끊어지는 것도 고장으로 간주됩니다. 이 페이지에서는 전자를 "파손"으로, 후자를 "이빨 깨짐"으로 분류합니다.

파손 치아 깨짐

이 외에도 벨트 톱니가 마모되는 "톱니 마모"와 톱니 바닥이나 벨트 뒷면에 나타나는 "균열"과 같은 다른 문제들이 있습니다. 그러나 이러한 문제들은 결국 파손이나 톱니 깨짐으로 이어질 수 있는 중간 단계로 간주됩니다. 다시 말해, 점진적인 톱니 마모 또는 톱니 뿌리나 벨트 뒷면에 균열이 생기면 결국 파손이나 톱니 깨짐과 같은 더 심각한 고장으로 이어질 수 있습니다.

타이밍 벨트 고장의 원인

타이밍 벨트가 고장나는 원인은 다음과 같습니다.

(1) 벨트 "파손"이란 무엇입니까?

벨트 "파손"의 직접적인 원인은 "코드의 과도한 손상"과 "코드의 강도 부족"입니다. 다음은 이러한 각각의 원인이 될 수 있는 몇 가지 요인입니다.

➀ "척수 손상 과다" 요인
・과부하로 인해 치아가 반복적으로 튀어나오는 경우
・급정지(충격하중)로 인해 과부하 또는 이빨빠짐이 반복적으로 발생하는 경우
・긴장 부족으로 인한 반복적인 치아 건너뛰기
・풀리 정렬 조정이 부족하여 풀리가 풀리 플랜지 위로 올라가는 경우

② "코드 강도 부족" 요인
・최소 풀리 직경이 지정 최소 풀리 직경보다 작은 경우
・설계 시 다축 하중을 고려하지 않은 경우
・설계 계산에 사용된 속도보다 속도가 빠른 경우
・벨트가 물에 직접 노출되는 환경이나 습도가 높은 환경에서 사용하는 경우 (*유리코드의 경우)

(2) 벨트의 "이빨 깨짐"이란 무엇입니까?

벨트의 치아 파절은 뿌리 균열, 치아 마모, 그리고 아랫니 마모로 인해 발생합니다. 각 원인의 원인은 다음과 같습니다.


            Root crack of timing belt image
뿌리 균열의 원인 (*1)

(*1... 벨트 이빨의 바닥 부분에 발생하는 균열을 말합니다)

・과부하로 인해 치아가 반복적으로 튀어나오는 경우
・급정지(충격하중)로 인해 반복적인 과적이나 이빨떨림이 발생하는 경우
・고온 환경용으로 설계되지 않은 벨트를 고온 환경에서 사용하는 경우
・후방 아이들러 풀리 직경이 설계 계산에 사용된 직경보다 작은 경우


            Tooth wear of timing belt image
치아 마모의 원인 (*2)

(*2...벨트의 이가 마모되어 닳아 없어짐)

・풀리와 벨트의 맞물림 이빨 수가 적으면 벨트 이빨 하나에 걸리는 부하가 너무 크다
・벨트 장력이 부족한 경우
・풀리 표면이 거칠 때
・벨트에 먼지가 갇혔을 때


            Tooth bottom abrasion of timing belt image
치아 바닥 마모의 원인 (*3)

(*3...벨트 이빨 바닥의 마모)

・과도한 장력으로 인해 치아 바닥면 압력이 높은 경우
・풀리 표면이 거칠 때
・벨트에 먼지가 갇혔을 때

타이밍 벨트 고장에 대한 대책

이 섹션에서는 타이밍 벨트 고장의 다양한 원인과 사례에 대한 대책을 소개합니다.

실패 원인 및 사례
대책
・급가속(과부하)
・급정지(충격 하중)로 인한 반복적인 과적 및 이탈

・하중이 큰 벨트를 사용하는 것이 좋습니다.
Ceptor™-X
(고강도 사용을 위한 탄소 섬유 코드가 있는 최고급 STS 벨트)

・과도한 긴장으로 인한 치근면 압력 증가
・긴장 부족으로 인한 반복적인 치아 튀어나옴

・적절한 장력으로 정기적으로 장력 관리를 실시하세요.
TENSION MASTER™ 가속도 센서 타입
▷ 펜슬형 텐션미터

・올바른 장력을 계산하세요.
산업벨트 설계 지원 프로그램

・정렬 불량으로 인해 풀리 플랜지에 반복적으로 올라감 ・정렬을 개선합니다.

・풀리 직경이 최소 지정 값보다 작습니다.
・다중 샤프트 사용
・과도한 속도 사용
・리어 아이들러 풀리 직경이 작습니다
・풀리와 벨트의 맞물림 이빨 수가 적다

・적절한 벨트를 다시 선택하세요.
산업벨트 설계 지원 프로그램
・습한 환경에서의 사용
(*유리코드의 경우)
・유리심선 대신 내습성, 내열성이 우수한 아라미드 및 카본심선 타이밍벨트를 사용합니다.
여기를 클릭하여 적합한 산업용 벨팅 제품을 검색하세요.
・풀리와 벨트의 맞물리는 이빨의 개수가 너무 적고 이빨당 하중이 너무 높은 경우. ・벨트 폭을 늘리거나 벨트 선택을 다시 하세요
산업벨트 설계 지원 프로그램
・거친 풀리 표면 ・풀리 교체
STS 풀리・TL STS 풀리 (부싱 타입)
Ban-Lock이 있는 STS 풀리
・먼지가 풀리에 끼어 ・벨트에 먼지가 끼는 것을 방지하기 위해 방진 커버를 설치하세요.

벨트 상태를 모니터링하면 마모 징후를 파악하고 잠재적 고장 원인을 추론할 수 있습니다. 이러한 관찰 결과를 바탕으로 사전 조치를 취하면 조기 손상을 방지하고 장비의 작동 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

벨트는 소모성 부품이라는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 시간이 지남에 따라 자연스럽게 성능이 저하되고, 수명이 다하면 파손이나 톱니 손실과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 갑작스러운 벨트 고장으로 인한 예상치 못한 장비 가동 중단을 방지하려면 이러한 문제가 발생하기 전에 벨트를 교체하는 것이 중요합니다.

치근 균열, 치아 표면 마모, 치아 기저부 마모 등 초기 마모 징후를 발견하기 위해서는 정기적인 육안 검사를 강력히 권장합니다. 반도 케미컬 인더스트리즈는 이러한 마모 지표의 진행 상황에 따라 권장 교체 지침을 제공합니다. 아래 표에서 교체 시기는 "C 등급"으로 분류되어 있으며, 이는 적절한 유지 관리 일정을 결정하는 데 참고 자료로 활용됩니다.

벨트 뒤쪽에 균열이 있음 치아 전형 캔버스의 균열 치아 바닥의 고무에 균열이 생겼습니다. 캔버스 착용
최소 균열 길이는 3mm 미만입니다. 치아 밑부분의 캔버스가 보풀이 일고 하얗게 변했습니다. 치아 밑부분의 캔버스가 보풀이 일고 하얗게 변했습니다.

벨트 전체 폭보다 짧고 길이가 3mm보다 큰 균열

위사 일부(벨트 길이)를 자릅니다. 일부 날실(벨트 폭 방향)이 노출되었습니다.
벨트의 어느 한 위치에서든 전체 너비에 도달하는 균열 벨트 전체 너비의 1/2 이상만큼 캔버스가 이빨 부분에서 잘렸습니다. 뿌리 고무에 미세한 균열이 있습니다. 날실이 완전히 노출됩니다.
균열은 전체 너비에 걸쳐 확장되었고 긴장 코드 방향으로 진행되었습니다. 이빨 아랫부분의 캔버스는 벨트의 전체 너비를 잘라냅니다. 치아 고무의 균열이 치아 폭의 1/2 이상인 경우 고무와 코드가 노출되기 시작했습니다.
이자형 뒤쪽 고무 일부가 떨어져 나갔습니다. 깨진 치아(빠지거나 빠진 치아) 깨진 치아(빠지거나 빠진 치아) 벨트 전체 폭에 고무와 코드가 노출되어 있습니다.

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