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구동 장치 베어링 기술카테고리 없음 2023. 9. 9. 15:41
오늘은 구동 장치 베어링 기술 및 종류와 용도를 구분하여 알아보았습니다.
기계요소 구분에 중요한 내용이니 참조해 주시기를 바랍니다. 많은 도움이 되셨으면 좋겠습니다.
1. 베어링 관리의 기본
1) 베어링이란?
베어링 (Bearing)은 축과 하우징 사이의 상대운동을 원활하게 하며 축으로부터 전달되는 하중을 지지합니다.
하중을 지지하는 방향에는 반경방향 하중과 축방향 하중이 있으며 합성하중도 있습니다.
베어링과 만나는 축 부분을 저널(journal)이라 한다. 또한 베어링 부분에서 하우징과 축이 상대운동을 일으키며, 이때, 유막의 전단이나 구름요소의 변형 등에 의해 열이 발생하고 동력손실이 수반됩니다.
(가) 베어링의 역할
- 회전이나 왕복온동을 하는 축을 받쳐 하중을 받는 구실을 하는 기계요소를 말합니다.
- 회전축을 지지하고 마찰을 줄여 회전을 원활하게 합니다.
- 기계설비의 심장 역할을 하는 핵심 부속품으로 베어링의 상테는 설비상태와 같습니다.
*저널(Journal) : 베어링에 의해 지지되며 둘러싸여 접촉하고 있는 축의 일부분을 말합니다.
(나) 베어링은 왜 필요한가?
- 동력 전달의 수단입니다.
.마찰의 감소를 위해서, 하중을 지지하기 위해, 움직이는 기계요소의 가이드를 위해 필요한 핵심 장치입니다.
2)베어링의 발달
베어링은 기원전 3500년 전부터 현재와 유사한 원리로 사용되어 왔으며, BC700년에는 앗시리아에서 롤러를 이용한 구름 접촉면에 응용한 그림도 발견되었습니다. 1890년 독일에서 볼가공이 (Ball Mill)에 대한 특허를 취득함으로써 현재
의 볼 제작공정에 기본 모델이 되고 있습니다.
현재 베어리응ㄴ 단순히 하중을 지지하는 당초의 목적을 넘어, 보다 적은 사이즈로 보다 큰 힘과 고속에 견디거나, 보다
쉽게 조립하거나, 더 가혹한 조건에서도 더 긴 수명을 가진 베이링을 제작하고 있습니다.
3) 베어링 관리의 7대 포인트
설계 되는 베어링의 수명은 20년이 넘으나, 현실적으로는 부적합한 관리로 인하여 대부분 그 수명대로 사용을 하지 못하고 있다. 베어링 관리의 7대 포인트를 알아보았습니다.
- 조립 및 해체
- 윤활
- 실링
- 운전 및 점검
- 취급
- 선정
- 설계
2. 베어링의 종류와 용도
1) 베어링의 종류
(가) 저널과 베어링의 상대운동에 따른 분류
가) 미끄럼 베어링 (Sliding bearing)
- 저널과 베어링 면이 직접 접촉하여 미끄럼운동을 하는 베어링
나) 구름 베어링 (Rolling bearing)
- 축과 베어링면 사이에 전동체인 롤러나 볼을 끼워 구름 운동을 하는 베어링
(나) 하중의 작용 방향에 따른 분류
가) 레이디얼 베어링 (Radial bearing)
- 축에 직각 방향 하중을 받는 베어링
- 회전축에 수직으로 걸리는 하중을 지탱
나) 트러스트 베어링 (Thrust bearing)
- 축 방향으로 하중을 받는 베어링
- 회전축의 축방향으로 걸리는 하중을 지탱
다) 합성 베어링 (Composite bearing)
- 축 방향 및 축에 직각 방향의 하중을 동시에 받는 베어링
예) 원뿔 베어링
2) 미끄럼과 구름 베어링의 차이
가) 미끄럼 베어링 : 저항이 크고 대 부하용으로 설계되었으며 저속운전에 적합합니다.
나) 구름 베어링 : 저항이 적고 소 부하용으로 적합하며 고속운전에 맞게 설계되어 활용됩니다.
3) Sliding 베어링의 특징과 종류
(1) 특징 : 미끄럼 베어링은 구름 베어링에 배해 고속, 고하중, 충격하중에 강하고, 운전 중의 소음이 적으며, 베어링 마모
가 적고, 수명이 길어 활용면에서 탁월합니다.
(2) 미끄럼 베어링의 장단점
- 미끄럼 베어림은 접촉면에 유막을 형성하도록 급유하며 사용합니다.
1) 장점
- 구조가 간단하여 가격이 저렴하고 수리가 용이합니다.
- 베어링에 작용하는 하중이 큰 경우에 적합니다.
- 충격에 견디는 힘이 크며 진동 및 소음이 적습니다.
- 구름 베어링보다 정밀도가 높은 가공이 가능합니다.
2) 단점
- 시동할 때 마찰 저항이 큽니다.
- 윤활유의 급유에 신경을 써야 합니다.
- 고속 회전용으로는 부적당합니다.
4) 베어링의 명칭
- 베어링은 바깥바퀴, 안바퀴, 그리고 그사이에 볼이 있고 리테이너 롤러로 구성됩니다.
- 베어링을 분해하면 실, 외륜, 전동체, 케이지, 내륜, 실 순으로 조립됩니다.
5) 베어링 리테이너의 종류 및 기능
볼 베어링과 롤러 베어링의 볼이나 롤러를 일정한 간격으로 엮어 베어링의 안쪽 바퀴에서 돌 때 일정한 간격을
유지하면서 돌도록 하는 것입니다. (볼이나 , 롤러를 일정하게 고정시키는 역할을 합니다.)
(1) 종류
1) 폴리아마이드
- 가볍고 탄성률이 높으며 윤활 성능이 좋습니다.
- 운전온도 최고 120도이며 충격, 진동에는 약합니다.
- 롤러 간의 직접적인 접촉을 방지하여 마찰을 줄이고 열 발생을 억제시킵니다.
- 롤러의 가이드 역할을 합니다.
2) 윈도형 스틸 케이지
- 가볍고 고강도 및 넓은 온도범위, 진동 및 가감속에 대해 사용가능합니다.
- 윤활에 대해 민감합니다.
- 윤활을 위한 공간을 제공하고 분리형 디자인의 경우 롤러를 잡아줍니다.\
3) 윈도형 황동 케이지
- 고강도 및 마모 / 충격에 강하고 고가, 적은 수량 제조에 적합하나 무거운 것이 단점입니다
3. 구름베어리의 종류와 장단점
(1) 레이디얼 롤링 베어링
1) 볼 베어링 : 구름 전동체로서 볼을 사용한 것으로, 단열과 복열의 두 종류가 있습니다.
2) 롤러 베어링 : 롤러는 볼에 비해서 접촉면적이 크므로 큰 하중과 충격 하중에 잘 견딜 수 있습니다.
(2) 드러스트 롤러 베어링
- 드러스트 베어링은 회전할 때 원심력으로 볼 또는 롤러가 밀려 나가 마찰 저항이 커지므로 고속 회전에는 적당치 못하며, 어느 한도 이상의 회전수에서는 사용이 곤란합니다.
> 니들베어링 : 롤러 직경 2~5mm
> 미니어처베어링 : 보통 외경이 9mm 이하, 초소형 베어링
(3) 구름 베어링의 장단점
1) 장점
가) 마찰 저항이 적고 (슬라이딩 베어링의 1/10 정도), 동력 손실이 적습니다.
나) 윤활 방법이 편리하고 밀봉 장치의 교정이 쉽습니다.
다) 저널의 길이를 짧게 할 수 있습니다.
2) 단점
가) 값이 비쌉니다.
나) 충격에 약하므로 취급에 조심해야 됩니다.
다) 축 사이의 거리가 극히 작은 곳에는 사용할 수 없습니다.
이상으로 구동 장치 및 전달 장치 알아보기 에서 베어링 종류와 용도를 구분하여 알아보았습니다.
기계장치 중에서 베어링이 차지하는 부분이 많으니 도움이 되었으면 좋겠습니다.