모터 베어링 간극: 무엇이며 어떻게 선택하나요?
모터 베어링 간극이 중요한 이유는 무엇인가요? 간격은 베어링 성능에 영향을 미치며 운영 효율성에서 수명에 이르기까지 모든 것에 영향을 미칩니다. 이 문서에서는 모터 베어링 간극의 중요성, 간극의 유형 및 ...
기계의 아주 작은 틈새가 어떻게 성능을 좌우할 수 있는지 궁금하신가요? 이 문서에서는 기계의 수명, 온도, 소음 및 진동에 영향을 미치는 작지만 중요한 공간인 베어링 간극에 대해 자세히 설명합니다. 반경 방향 및 축 방향 간격을 이해하면 기계의 효율성과 내구성을 최적화할 수 있는 방법을 알아보세요.
베어링 유격이라고도 하는 베어링 간극은 베어링이 샤프트나 베어링 하우징에 설치되기 전 베어링의 반경 방향 또는 축 방향 이동을 의미합니다. 베어링의 한쪽 링은 고정되어 있으며 베어링은 고정되지 않은 쪽을 향해 움직일 수 있습니다.
이 무브먼트는 일반적으로 반경 방향 클리어런스와 축 방향 클리어런스로 분류됩니다. 사용 중 베어링의 작동 간극은 베어링의 수명, 온도 상승, 소음 및 진동 특성에 큰 영향을 미칩니다.
반경 방향 하중을 견디는 베어링이 예압되지 않은 경우, 반경 방향 클리어런스 G는 외부 하중 조건이 없는 상태에서 외륜이 한쪽 편심 한계 위치에서 반대쪽 극단 위치로 이동할 때 생성되는 평균 반경 방향 거리로 정의됩니다.
양방향 축방향 하중을 견딜 수 있고 예압이 없는 베어링의 경우 내부 축간극 G는 외부 하중 조건이 없는 상태에서 하나의 링이 한쪽의 축방향 한계 위치에서 반대쪽 극한 위치로 이동할 때 발생하는 평균 축방향 거리로 정의됩니다.
샤프트 넥의 허용 공차 원형
| 새로 가공된 샤프트 | 처리되지 않은 오래된 샤프트 | ||||
| 베어링 직경(mm) | 1000rpm 이상의 고속 | 1000rpm 미만의 저속 | 베어링 직경(mm) | 1000rpm 이상의 고속 | 1000rpm 미만의 저속 |
| 50~70 | 0.01 | 0.03 | 50~70 | 0.03 | 0.05 |
| 70~150 | 0.02 | 0.04 | 70~150 | 0.04 | 0.06 |
구름 베어링의 최대 허용 마모 값
| 베어링 직경(mm) | 방사형 클리어런스(mm) | 축간 거리(mm) |
| 30세 미만 | 4D/1000 | 0.2 |
| 35~70 | 3.5D/1000 | 0.3 |
| 75 ~ 100 | 3D/1000 | 0.3 |
| 100% 이상 | 0.3을 초과하지 않음 | 0.3 |
참고: D - 베어링 내경 또는 샤프트 넥 직경
새 베어링의 원래 레이디얼 클리어런스 표준
| 베어링 공칭 직경(mm) | 단열 구면 롤러 베어링(나사산) | 단열 짧은 원통형 롤러 베어링(나사산) | 복열 구면 롤러 베어링(나사산) | 측정하는 동안 방사형 하중(MPa)을 가합니다. | 사용 후 허용 마모 값은 (스레드 단위)입니다. | ||||
| 초과 | To | 최소 | 최대 | 최소 | 최대 | 최소 | 최대 | ||
| 18 | 24 | 1.0 | 2.4 | 0.5 | 10 | ||||
| 24 | 30 | 1.0 | 2.4 | 0.5 | |||||
| 30 | 40 | 1.2 | 2.6 | 1.0 | 20 | ||||
| 40 | 50 | 1.2 | 2.9 | 2.0 | 5.5 | 1.0 | |||
| 50 | 65 | 1.3 | 3.3 | 2.5 | 6.5 | 1.0 | 20 | ||
| 65 | 80 | 1.4 | 3.4 | 3.0 | 7.0 | 5.0 | 8.0 | 1.0 | |
| 80 | 100 | 1.6 | 4.0 | 3.5 | 8.0 | 6.0 | 10.0 | 1.0 | |
| 100 | 120 | 2.0 | 4.6 | 4.0 | 9.0 | 1.5 | |||
| 120 | 140 | 2.3 | 5.3 | 4.5 | 10.0 | 1.5 | 30 | ||
구름 베어링의 한 링이 고정되어 있고 다른 링이 반경 방향 또는 축 방향으로 움직일 수 있는 최대 움직임이 구름 베어링의 클리어런스입니다. 대부분의 경우 베어링 반경 방향 클리어런스가 클수록 축 방향 클리어런스가 커집니다.
베어링의 상태에 따라 여유 공간은 원래 여유 공간, 설치 여유 공간, 작업 여유 공간으로 나눌 수 있습니다.
설치 간극은 구름 베어링의 정상 작동에 직접적인 영향을 미칩니다.
간극이 너무 작으면 롤링 베어링의 온도가 상승하거나 롤링 바디가 고착될 수 있으며, 간극이 너무 크면 장비에 상당한 진동이 발생하고 소음이 많이 발생할 수 있습니다.
원본 클리어런스:
베어링이 설치 전 자유 상태일 때의 간극으로, 일반적으로 가공 및 조립 중에 결정됩니다.
설치 간격:
매칭 클리어런스라고도 하는 이 간격은 베어링이 샤프트 또는 베어링 시트와 조립되었지만 아직 작동을 시작하지 않았을 때의 간격입니다. 설치 간극은 일반적으로 설치 후 베어링의 내륜이 확장되거나 외륜이 줄어들기 때문에 원래 간극보다 작습니다.
작업 허가:
이것은 베어링이 작동 중일 때의 간격입니다. 작동 중에 베어링은 내부 링의 온도 상승 및 열팽창으로 인해 간극이 감소하고 하중을 받는 롤링 바디와 궤도의 접촉 위치의 탄성 변형으로 인해 간극이 증가합니다.
모터 베어링 어셈블리에 대한 참조 표준
| 베어링 유형 | 공차가 있는 베어링 내경 및 샤프트 장착 방법 | |||||
| 공칭 베어링 내경(mm) | 허용 베어링 내경 공차(밀리미터) | 허용 샤프트 공차(밀리미터) | 맞춤 방법 | 샤프트 넥과 베어링 내부 링 맞춤의 간섭 값(샤프트 직경과 실제 베어링 내부 직경의 차이)(밀리미터) | ||
| 초과 | To | |||||
| 단일 열 레이디얼 볼 베어링 | <18 | 0-1.00 | 0.2 | gb | +1~+2 | |
| 18 | 30 | 0-1.00 | 0.2 | gb | +1~+2 | |
| 30 | 50 | 0-1.20 | 1 | gb | +2~+3 | |
| 50 | 80 | 0-1.50 | 1.2 | gb | +2~+3 | |
| 80 | 120 | 0-2.00 | 1.3 | gb | +3~+5 | |
| 120 | 180 | 0-2.5 | +1.9（+2.8）+0.3（+1.2） | gb | +4~+7 | |
| 단열 원통형 롤러 베어링 | 30 | 50 | 0-1.20 | 2.9 | gb | +1~+3 |
| 50 | 80 | 0-1.50 | 3.4 | gb | +2~+4 | |
| 80 | 120 | 0-2.00 | +2.8（+3.5）+1.2（+1.2） | gb | +4~+6 | |
| 120 | 180 | 0-2.5 | 9.2 | gb | +4~+7 | |
| 복열 구면 롤러 베어링 | gb | |||||
| 공차가 있는 베어링 외경 및 하우징 엔드 캡 장착 방법 | |||||
| 공칭 베어링 외경 | 허용 베어링 외경 공차(밀리미터) | 허용 가능한 하우징 엔드 캡 공차(밀리미터) | 맞춤 방법 | 베어링 외륜과 하우징 엔드 캡 구멍 사이의 간격(밀리미터) | |
| 초과 | To | ||||
| 18 | 30 | 0-0.90 | 0.9 | Gd | 0~3 |
| 30 | 50 | 0-1.10 | 1 | Gd | 0~3 |
| 50 | 80 | 0-1.30 | 1 | Gd | 0~3 |
| 80 | 120 | 0-1.50 | 1.1 | Gd | 0~3 |
| 120 | 160 | 0-2.50 | 1.3 | Gd | 0~3 |
| 180 | 260 | 0-3.50 | 1.2 | Gd | 0~3 |
| 260 | 315 | 0-3.50 | 1.7 | Gd | 0~3 |
| 80 | 120 | 0-1.5 | 1.1 | Gd | 0~3 |
| 120 | 180 | 0-2.5 | 1.3 | Gd | 0~3 |
| 180 | 260 | 0-3.5 | 1.4 | Gd | 0~3 |
| 260 | 315 | 0-3.5 | 1.7 | Gd | 0~3 |
| 120 | 180 | 0-2.5 | +2.7（+2.7）-1.4（0） | Gd | 0~3 |
방사형 간격 선택:
베어링의 반경 방향 클리어런스는 특정 조건에 따라 선택해야 하며, 작다고 해서 반드시 좋은 것은 아닙니다. 구름 베어링의 레이디얼 클리어런스는 다섯 가지 그룹으로 나뉩니다. 그룹 0은 표준 기본 레이디얼 클리어런스 그룹입니다.
그룹 0의 베어링은 일반적인 작동 조건, 일반적인 온도 및 자주 사용되는 간섭 맞춤에 일반적으로 적용됩니다. 반경 방향 간격이 더 큰 베어링은 고온, 고속, 저소음, 저마찰과 같은 특수 작동 조건에 적합합니다. 더 큰 반경 간극을 가진 베어링은 정밀 스핀들 베어링 및 이와 유사한 용도에 적합합니다.
| 깊은 홈 볼 베어링 축 방향 클리어런스 | ||||||
| Ga=0.4w√ GrDw | （C3） | |||||
| 공칭 내경(d) | 0.4 | Gr | Dw | (제곱근) | Ga | 범위 |
| ≤30 | 0.4 | 8 | 3.5 | 0.08 | 0.032 | 0.02-0.05 |
| >30~50 | 0.4 | 27 | 4 | 0.1 | 0.04 | 0.03-0.06 |
| >50~80 | 0.4 | 38 | 5 | 0.14 | 0.056 | 0.05-0.08 |
| >80~100 | 0.4 | 51 | 7 | 0.19 | 0.076 | 0.07-0.10 |
| >100~120 | 0.4 | 61 | 8.5 | 0.23 | 0.092 | 0.09-0.12 |
| >120~140 | 0.4 | 68.5 | 9 | 0.25 | 0.1 | 0.10-0.14 |
축 간극 선택:
깊은 홈 볼 베어링과 테이퍼형 롤러 베어링의 경우, 마주보거나 연속으로 장착할 때 내부 클리어런스 또는 예압을 결정하려면 일반적으로 슬리브의 축 방향 위치가 필요하며 베어링 구성 성능 및 작동 요구 사항을 고려해야 합니다.
축 방향 클리어런스 및 반경 방향 클리어런스 베어링 유형 일반적으로 이 값 중 하나만 만족하면 됩니다.
구름 베어링의 반경 방향 클리어런스는 베어링이 제대로 작동할 수 있는지 여부를 결정하는 중요한 요소 중 하나이므로 선택이 매우 중요합니다.
레이디얼 클리어런스를 적절히 선택하면 베어링의 구름 요소 간에 하중을 합리적으로 분배할 수 있습니다. 샤프트(또는 하우징)의 축 방향 및 반경 방향 변위를 제한하고 샤프트의 회전 정확도를 보장하며 베어링이 진동과 소음을 줄이면서 주어진 온도에서 작동할 수 있도록 합니다. 이는 베어링의 수명을 향상시키는 데 유리합니다.
이론적 간극과 칼라를 설치한 후 하우징 또는 샤프트와 베어링의 간섭 맞춤으로 인해 발생하는 간극의 차이를 "설치 간극"이라고 합니다.
베어링 내부의 열 변화로 인해 누적된 치수 변화를 더하거나 뺀 값을 "작동 간극"이라고 합니다.
작동 간극은 베어링이 기계에 장착되어 하중과 회전을 받을 때의 기존 간극을 말합니다. 베어링 하중으로 인해 발생하는 탄성 변형을 더한 유효 간극을 "작동 간극"이라고 합니다.
그림 2에서 볼 수 있듯이 베어링은 작동 간극이 약간 음수일 때 피로 수명이 가장 길어집니다. 그러나 마이너스 클리어런스가 증가하면 베어링의 피로 수명은 현저하게 감소합니다.
따라서 베어링의 간극을 선택할 때는 일반적으로 작동 간극을 약간 양수 또는 0으로 설정하는 것이 적합합니다.
베어링의 반경 방향 클리어런스를 선택할 때는 다음 요소를 고려해야 합니다:
경험에 따르면 볼 베어링의 최적 작동 간극은 0에 가깝고 롤러 베어링은 소량의 작동 간극을 유지해야 합니다.
우수한 지지 강성이 필요한 컴포넌트에서 베어링은 일정량의 사전 하중을 허용할 수 있습니다.
정상적인 작업 조건에서는 베어링에 적합한 작동 간격을 확보하기 위해 기본 구성품을 먼저 선택하는 것이 좋습니다. 기본 구성품이 요구 사항을 충족하지 않는 경우 보조 구성품을 선택해야 합니다.
큰 레이디얼 클리어런스 보조 부품은 베어링과 샤프트 또는 하우징 사이에 간섭 끼워맞춤이 있는 베어링에 적합합니다. 작은 레이디얼 클리어런스 보조 부품은 높은 회전 정확도, 하우징의 축 방향 변위에 대한 엄격한 제어, 소음 및 진동 감소가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
또한 베어링의 강성을 향상시키거나 소음을 줄이기 위해서는 작동 간극을 더 줄여야 하고, 베어링의 심한 온도 상승을 고려하려면 작동 간극을 더 늘려야 합니다. 사용 조건에 따라 구체적인 분석을 수행해야 합니다.
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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