모터 베어링의 소음 분석: 종합적인 개요
모터 베어링에서 지속적으로 윙윙거리거나 덜컹거리는 소리가 난다고 상상해 보세요. 이 문서에서는 이러한 소음의 원인을 자세히 살펴보고 진동이 어떻게 청각 장애로 전환되는지 설명합니다....
공기가 베어링 기술을 어떻게 혁신할 수 있는지 생각해 본 적이 있나요? 가압된 공기의 얇은 막을 사용하여 표면 사이의 접촉을 없애는 에어 베어링은 비교할 수 없는 낮은 마찰, 높은 정밀도, 넓은 작동 온도 범위를 제공합니다. 이 글에서는 호버크래프트부터 고속 기계에 이르기까지 에어 베어링의 고유한 특성과 적용 분야를 자세히 살펴봅니다. 이 혁신적인 기술이 엔지니어링의 새로운 표준을 어떻게 설정하고 있는지, 그리고 기계 시스템의 미래에 어떤 의미가 있는지 알아보세요.
베어링은 대부분의 사람들이 익히 알고 있는 개념입니다. 일반적으로 사용되는 구름 베어링이 가장 잘 알려져 있을 것입니다. 이는 현대 기계 장비의 중요한 구성 요소입니다. 하지만 에어 베어링이란 정확히 무엇일까요?
가스를 윤활유로 사용한다는 아이디어는 1854년 프랑스인 G.A. 이안이 처음 제안했습니다. 1896년이 되어서야 최초의 에어 베어링이 도입되었습니다.
에어 베어링은 가스를 윤활유로 사용하는 슬라이딩 베어링의 일종입니다. 이 용도로 가장 일반적으로 사용되는 가스는 공기이지만 필요에 따라 질소, 아르곤, 수소, 헬륨 또는 이산화탄소와 같은 다른 가스를 사용할 수 있습니다. 가스는 압축기, 팽창기 및 순환기의 윤활유로 자주 사용됩니다.
에어 베어링은 공기막의 압력을 이용해 베어링의 슬라이딩 표면 사이의 하중을 지지하는 방식으로 작동합니다. 작동 중에 슬라이딩 표면은 공기막에 의해 완전히 분리됩니다. 에어 베어링 는 유체 슬라이딩 베어링의 범주에 속하며 공기를 윤활 매체로 사용하는 유체 윤활을 사용합니다.
압력 공기막 형성 메커니즘에 따라, 에어 베어링 는 공기역학적 베어링과 공기역학적 베어링의 두 가지 유형으로 분류됩니다.
공기역학 베어링의 압력 공기막은 슬라이딩 쌍의 움직임에 의해 생성되며, 이는 표면 사이의 수렴 영역으로 공기를 끌어들입니다. 그 결과 그림 1에 표시된 것처럼 대략 쐐기 모양의 공기막이 형성됩니다. 공기역학 베어링은 외부 공기 공급이 필요하지 않기 때문에 "자체 작동 베어링"이라고 합니다.
반면, 그림 2와 같이 공기역학 베어링의 압력 공기막은 제한기를 통해 외부 공급원의 압축 공기를 슬라이딩 페어 표면으로 도입하여 만들어집니다. 공기 역학 베어링에는 깨끗한 외부 공기 공급원이 필요하다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
그림 1 공기 역학 베어링의 작동 원리
그림 2 공기역학 베어링의 작동 원리
낮은 마찰
기체는 액체에 비해 점도가 훨씬 낮으며, 공기의 점도는 실온에서 10번 기계유 점도의 5분의 1에 불과합니다. 베어링의 마찰은 점도에 정비례하므로 가스 베어링의 마찰은 액체 윤활 베어링의 마찰보다 낮습니다.
넓은 속도 범위
가스 베어링은 마찰이 적고 최대 50,000RPM의 고속에서도 온도 상승이 섭씨 20~30도에 불과하여 열 발생이 적습니다. 에어로스타틱 베어링은 매우 낮은 속도 또는 제로 속도에서도 사용할 수 있습니다.
넓은 온도 범위
기체는 광범위한 온도 범위에서 기체로 유지될 수 있으며 점도는 온도 변화에 상대적으로 영향을 받지 않습니다. 예를 들어 온도가 섭씨 20도에서 100도로 올라가면 공기의 점도는 23%만 증가합니다. 따라서 가스 베어링은 섭씨 -65~1650도의 온도 범위에서 사용할 수 있습니다.
낮은 하중 지지력
유체 역학 베어링의 하중 지지 능력은 점도에 정비례합니다. 기체 유체 역학 베어링의 하중 지지 능력은 같은 크기의 액체 유체 역학 베어링의 수천 분의 1에 불과합니다. 가스의 압축성 또한 가스 유체 역학 베어링의 하중 지지력을 제한하며, 단위 투영 면적당 일반적인 최대 하중은 0.36MPa입니다.
높은 가공 정밀도
가스 베어링의 하중 지지력과 가스 막 강성을 높이려면 더 작은 베어링 간극 (0.015mm 미만)이 액체 윤활 베어링에 비해 일반적으로 사용됩니다. 이를 위해서는 부품의 정밀도가 그에 상응하는 수준으로 향상되어야 합니다.
에어 베어링은 새로운 베어링 유형 공기 탄성 포텐셜 에너지에 의존하여 지지하는 베어링입니다. 기존 베어링과 달리 에어 베어링은 공기를 유일한 윤활제로 사용하며 오염이 허용되지 않는 분야에 이상적입니다.
에어 베어링에서는 기존의 볼 베어링이 에어 쿠션으로 대체됩니다. 에어 베어링이 실제로 사용되는 잘 알려진 예는 호버크래프트입니다. 거대한 팬이 호버크래프트 아래로 공기를 불어넣고, 이 공기는 탄성 고무 "스커트"에 의해 빠져나가지 못하도록 막습니다. 그 결과 높은 기압이 선체의 무게를 지탱하여 호버크래프트가 에어쿠션 위에 떠오르게 됩니다.
가스 베어링은 1950년대부터 점점 더 많이 사용되고 연구되어 왔습니다. 오늘날 가스 베어링은 섬유 기계, 케이블 기계, 계측기 공작 기계, 자이로스코프, 고속 원심분리기, 치과용 드릴, 저온 냉장고, 수소 팽창기, 고온 가스 순환기 등 다양한 응용 분야에 사용됩니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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