윤활유 분류 및 선택: 종합 가이드
윤활유가 없는 세상을 상상해 보세요. 기계가 멈추고, 엔진이 멈추고, 진행이 멈출 것입니다. 이 기사에서는 윤활유 분류 및 선택의 복잡한 세계를 자세히 살펴봅니다.
올바른 베어링이 기계 성능에 중요한 이유는 무엇일까요? 베어링을 선택할 때는 공간 제약, 부하 용량, 회전 속도, 정확도, 강성 및 소음 수준을 고려해야 합니다. 이 문서에서는 엔지니어가 다양한 애플리케이션에 맞는 베어링 선택을 최적화하기 위해 평가해야 하는 필수 요소에 대해 자세히 설명합니다. 독자들은 기계 효율과 수명을 향상시키기 위해 올바른 베어링 유형과 사양을 선택하는 데 필요한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
다양한 베어링 유형 는 디자인이 다르기 때문에 특성이 다릅니다.
특정 설치 위치와 베어링 애플리케이션의 가변성과 복잡성으로 인해 베어링 유형을 선택할 수 있는 고정된 모드는 없습니다.
특정 호스트의 특정 설치 위치 및 적용 조건에 맞게 조정하려면 베어링 유형을 선택할 때 다음과 같은 주요 요소를 종합적으로 고려하는 것이 좋습니다.
기계 설계에서는 일반적으로 샤프트의 크기를 먼저 결정한 다음 샤프트의 크기에 따라 베어링을 선택합니다.
일반적으로 작은 샤프트에는 볼 베어링이 사용됩니다. 대형 샤프트에는 원통형 롤러 베어링, 자동 정렬 롤러 베어링, 테이퍼 롤러 베어링이 사용됩니다(볼 베어링도 사용할 수 있음).
의 방사형 공간이 베어링 설치 위치가 제한되어 있으므로 반경 방향 단면 높이가 더 작은 베어링을 사용해야 합니다.
이러한 베어링의 예로는 니들 베어링, 일부 시리즈 깊은 홈 볼 베어링, 앵귤러 콘택트 볼 베어링, 원통형 롤러 또는 자동 정렬 롤러 베어링, 얇은 벽 베어링 등이 있습니다.
베어링 설치 위치의 축 방향 공간이 제한되어 있는 경우 폭이 더 작은 베어링을 사용할 수 있습니다.
일반적으로 하중 크기는 베어링 크기를 선택하는 데 결정적인 요소입니다.
롤러 베어링의 지지력은 같은 치수의 볼 베어링보다 더 큽니다.
일반적으로 볼 베어링은 경하중 또는 중하중에 적합하고 롤러 베어링은 고하중을 견디는 데 적합합니다.
순수 레이디얼 하중의 경우 깊은 홈 볼 베어링과 원통형 롤러 베어링을 선택할 수 있습니다.
순수 축 방향 하중의 경우 스러스트 볼 베어링과 스러스트 원통형 롤러 베어링을 선택할 수 있습니다.
레이디얼 하중과 축 방향 하중이 결합된 경우 일반적으로 앵귤러 콘택트 볼 베어링 또는 테이퍼 롤러 베어링이 선택됩니다.
반경 방향 하중이 크고 축 방향 하중이 작은 경우 내륜과 외륜에 리브가 있는 깊은 홈 볼 베어링과 원통형 롤러 베어링을 선택할 수 있습니다.
샤프트나 쉘의 변형이 크고 정렬이 불량한 경우 자동 정렬 볼 베어링과 자동 정렬 롤러 베어링을 선택할 수 있습니다.
축 방향 하중이 크고 반경 방향 하중이 작은 경우 스러스트 앵귤러 콘택트 볼 베어링과 4점 콘택트 볼 베어링을 선택할 수 있습니다.
자동 정렬 성능이 필요한 경우 스러스트 자동 정렬 롤러 베어링을 선택할 수 있습니다.
구름 베어링의 작동 속도는 주로 허용 작동 온도에 따라 달라집니다.
마찰 저항이 낮고 내부 발열이 적은 베어링은 고속 작동에 적합합니다.
레이디얼 하중만 받는 경우 깊은 홈 볼 베어링과 원통형 롤러 베어링은 더 빠른 속도를 얻을 수 있습니다.
복합 하중을 견디는 경우 앵귤러 콘택트 볼 베어링을 선택해야 합니다.
특수 설계된 고정밀 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 매우 빠른 속도를 구현할 수 있습니다.
스러스트 베어링의 회전 속도는 레이디얼 베어링의 회전 속도보다 낮습니다.
대부분의 기계에서 공차 등급 0의 베어링은 메인 엔진의 요구 사항을 충족하기에 충분합니다.
그러나 공작 기계 스핀들, 정밀 기계 및 계측기와 같이 샤프트의 회전 정확도에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 경우 공차 수준이 높은 깊은 홈 볼 베어링, 앵귤러 콘택트 볼 베어링, 테이퍼 롤러 베어링, 원통형 롤러 베어링 및 스러스트 앵귤러 콘택트 볼 베어링을 선택해야 합니다.
구름 베어링의 강성은 하중을 받는 탄성 변형에 의해 결정됩니다. 일반적으로 이 변형은 매우 작아서 무시할 수 있습니다. 그러나 공작 기계 스핀들 시스템과 같은 일부 기계에서는 베어링의 정적 강성과 동적 강성이 시스템의 특성에 큰 영향을 미칩니다.
일반적으로 롤러 베어링은 볼 베어링보다 강성이 높습니다. 모든 종류의 베어링의 강성은 적절한 '사전 조임'을 통해 개선할 수도 있습니다.
베어링 자체의 소음과 진동은 일반적으로 매우 낮습니다. 그러나 소음 및 작동 안정성에 대한 특별한 요구 사항이 있는 중소형 모터, 사무용 기계, 가전 제품 및 계측기의 경우 일반적으로 저소음 베어링이 사용됩니다.
베어링의 가장 일반적인 구성은 샤프트의 한쪽 끝에 축 방향으로 배치된 '고정 베어링' 세트와 다른 쪽 끝에 축 방향으로 움직이는 '플로팅 베어링' 세트를 설치하여 열팽창과 수축으로 인해 샤프트가 달라붙는 것을 방지하는 것입니다.
일반적으로 사용되는 '플로팅 베어링'은 내륜 또는 외륜에 리브가 없는 원통형 롤러 베어링입니다. 이때 내륜과 샤프트 사이의 맞춤 또는 외륜과 쉘 구멍 사이의 맞춤은 간섭 맞춤을 채택할 수 있습니다.
때로는 분리 불가능한 깊은 홈 볼 베어링 또는 자동 정렬 롤러 베어링을 플로팅 베어링으로 선택할 수 있지만, 설치 중에 내륜이 샤프트와 일치하거나 외륜이 하우징 구멍과 일치할 때 내륜 또는 외륜이 축 방향 이동의 자유가 충분한지 확인하기 위해 간극 맞춤을 선택해야 합니다.
볼 베어링의 마찰 저항은 롤러 베어링보다 작고, 레이디얼 콘택트 베어링의 마찰 저항은 순수 레이디얼 하중에서 더 작습니다.
마찬가지로 순수 축 방향 하중에서는 축 방향 접촉 베어링의 마찰 저항이 작습니다. 복합 하중에서는 접촉각이 하중 각도에 가까운 앵귤러 콘택트 베어링의 마찰 저항이 가장 작습니다.
낮은 마찰 토크가 필요한 기기 및 기계에서는 볼 베어링 또는 원통형 롤러 베어링을 선택하는 것이 더 적절합니다.
또한 저마찰 토크 베어링은 접촉 씰을 피해야 합니다. 동시에 오일 드롭 윤활, 오일-공기 윤활 등을 사용하는 것이 좋습니다. 윤활 방법 마모를 줄이는 데 도움이 됩니다.
원통형 내부 구멍이 있는 베어링을 잦은 설치 및 분해가 필요한 기계에 사용하는 경우 분리형 앵귤러 콘택트 볼 베어링, 테이퍼 롤러 베어링, 분리형 원통형 롤러 베어링, 니들 롤러 베어링 및 스러스트 베어링을 사용하는 것이 좋습니다.
원추형 내부 구멍이 있는 베어링은 고정 슬리브 또는 분리 슬리브를 사용하여 저널 또는 원통형 저널에 설치할 수 있으므로 설치 및 분해가 더욱 편리합니다.
베어링을 선택하는 과정에서 최적의 성능과 수명을 달성하려면 내구성, 정밀도 등의 요소를 고려하는 것이 필수적입니다. 내구성이란 베어링이 마모나 고장 없이 다양한 하중과 작동 조건을 견딜 수 있는 능력을 말합니다.
반면 정밀도는 베어링의 회전 정확도와 작동 중 소음 및 진동 최소화와 관련이 있습니다.
내구성을 보장하려면 특정 요구사항과 운영 조건에 따라 적절한 베어링 크기, 재질, 유형을 선택하는 것이 중요합니다. 속도, 온도, 윤활과 같은 요소를 평가하면 베어링의 수명과 전반적인 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
또한 베어링 사이징에 대한 ISO 승인 방법론을 준수하면 주어진 애플리케이션에 적합한 정격 하중과 기대 수명을 보장하는 데 도움이 될 수 있습니다.
원하는 회전 정확도, 속도 및 하중 조건과 같은 애플리케이션의 요구 사항을 검토하여 베어링을 정확하게 선택해야 합니다. 적절한 공차 및 간극을 가진 베어링과 호환 가능한 씰링 및 적절한 윤활을 선택하면 정밀도와 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
결론적으로, 다양한 산업 분야에서 베어링을 성공적으로 구현하려면 베어링 선택 기준에 대한 철저한 이해가 필요합니다. 엔지니어와 설계자는 베어링 선택 과정에서 내구성과 정밀도를 고려함으로써 시스템 성능을 최적화하고 베어링의 수명을 연장할 수 있습니다.
결과적으로 잠재적인 기계적 문제와 비용이 많이 드는 유지보수 프로세스를 줄여 궁극적으로 수많은 프로젝트와 애플리케이션의 전반적인 성공으로 이어질 수 있습니다.
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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