[설계] API 671 APPENDIX C의 내용 요약 정리

API 671은 "Special Purpose Couplings for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services" 즉, 석유, 화학 및 가스 산업에서 사용되는 특수 목적 커플링을 다루고 있습니다.
그 중에서, Appendix C는 '기어 커플링의 일반사항 및 선택과 설계'에 대한 지침을 제공하고 있습니다
최신판은 2020년 8월에 개정된 5판이며, 2024년 6월에 정오표(잘못된 글자나 문구를 바로잡아 만든 일람표)가 발간되었습니다.
 
그럼 간략히 Appendix C의 주요 내용을 정리한 것을 아래와 같이 살펴 보시겠습니다.

API 671 Appendix C: 

샘플 예시

C.1 일반 사항

1. 적용 범위:
   •    이 부록은 기어 커플링에 적용되며, 8.1의 요구 사항을 대체합니다.
2. 추천 사항: 기어 커플링은 일반적으로 새로운 응용 분야에는 추천되지 않습니다. 예외적으로 다음과 같은 경우에 사용될 수 있습니다:
   •    큰 축 방향 이동이 금속 유연 요소 커플링(디스크 또는 다이어프램)으로는 수용하기 어려운 경우.
   •    커플링의 직경이 제한되어 있고, 기어 커플링이 높은 동력 밀도로 인해 시스템에 적합한 유일한 타입일 경우.
3. 구매자의 요구:
   •    구매자는 기어 커플링의 사용 필요성을 명시해야 합니다.

C.2 커플링 선택

1. 성능 요구 사항:
   •    커플링은 장비의 하중을 기준으로 선택되어야 하며, 최대 정상 토크, 연속 사이클 토크, 최대 일시적인 토크를 모든 각도 불일치, 축 방향 이동, 속도 및 온도 조건에서 전송할 수 있어야 합니다.
2. 서비스 계수:
   •    기본적으로 기어 커플링은 1.75의 서비스 계수로 평가되어야 하며, 이는 일반적인 터보 기계 응용 분야에서 적합하다고 경험적으로 입증되었습니다. 이는 금속 유연 요소 커플링의 추천 서비스 계수 1.5와 다릅니다.
3. 감소된 서비스 계수:
   •    적절한 경우, 감소된 서비스 계수를 적용할 수 있습니다.

C.3 커플링 설계

1. 축 방향 이동: 
   •    구매자는 커플링이 예상하는 최대 축 방향 이동을 명시해야 합니다. 이는 기계의 비작동 상태에서의 위치를 기준으로 하고, 커플링이 수용할 수 있는 총 축 방향 이동은 최소 6mm(1/4 in.)이어야 합니다.
2. 더블 인게이지먼트 타입: 
   •    모든 기어 커플링은 더블 인게이지먼트 타입이어야 합니다.
3. 외부 기어 위치: 
   •    구매자는 커플링의 외부 기어가 허브에 위치해야 하는지, 또는 스페이서에 위치해야 하는지 명시해야 합니다.
4. 부품 정렬:
   •    모든 부품이 정확히 중심을 맞추도록 설계되어야 하며, 기어의 맞물림은 외부 기어의 크라운 직경과 내부 기어의 루트 직경에서 중심을 맞추어야 합니다.
5. 속도에 따른 조정: 
   •    1800 rev/min 이상의 속도로 작동하는 허브의 경우, 기어 커플링 치형의 파일럿 적합성은 지름의 0.00008 mm/mm TIR(0.001 in./ft TIR) 또는 0.013 mm(0.0005 in.) TIR 이내로, 1800 rev/min 이하에서는 균형 공차만 필요합니다.
6. 기어 형상:
   •    인볼루트 기어 형상을 사용해야 하며, 외부 기어는 불일치 및 토크 용량을 고려하여 가장자리를 가공해야 합니다.
7. 경도: 
   •    기어 치아의 경도는 Rockwell C (Rc) 스케일에서 최소 45 이상이어야 하며, 큰 면적의 기어(일반적으로 슬리브 기어)의 경도가 맞물리는 기어보다 같거나 높아야 합니다.
8. 윤활 방식:
   •    구매자가 지정한 경우, 배치 윤활 또는 연속 윤활 설계가 필요합니다. 연속 윤활의 경우, 슬러지 축적을 최소화하기 위해 기어 메시는 침수 설계로 해야 하며, 필터링된 오일을 각 기어 메시에 공급해야 합니다. 구매자는 오일의 점도, 압력, 온도 및 필터링 정도를 명시해야 합니다.

C.4 Vendor Data

1. 커플링에 대한 윤활유 및 냉각 시스템 요구 사항
2. 정상 상태 토크에서의 축 방향 힘
3. 정상 상태 토크 및 지정된 불일치에서의 굽힘 모멘트
4. 윤활유의 종류와 양, 윤활유 분사 노즐의 크기 및 방향

 
위 내용은 API 671 Appendix C의 원문을 바탕으로 해석을 한 것으로 참고 자료로만 활용해주시고 실제 적용 시에는 원문을 참조하여 세부사양을 검토하고 적용하실 것을 권고 드립니다.