자기 윤활 베어링의 기술적 매개변수
자기 윤활 베어링의 의미
"무윤활"이라는 용어는 외부 윤활의 부재 또는 부족을 의미합니다. 본 연구는 베어링이 다양한 작동 조건에서 최적의 성능을 유지하면서 수명을 극대화하는 것을 목표로 합니다. 자기 윤활 베어링의 기본 작동 원리는 작동 초기 단계에서 베어링 표면의 고체 윤활제가 마찰을 통해 전이 필름을 형성한다는 것입니다. 이 필름은 상호 작용하는 부품을 코팅하여 결국 고체 윤활층을 생성합니다. 이 층은 작업물 간의 직접적인 접촉을 차단하여 연삭 부품을 효과적으로 보호하고 베어링과 작업물의 수명을 연장하는 역할을 합니다.
베어링의 PV 값 계산 - 정의
• 하중 압력 P: 베어링 베어링 표면의 양의 투영 면적으로 나눈 하중으로 정의됩니다(단위: N/mm²);
• 작동 속도 V: 이중 표면의 상대 선형 속도로 정의됩니다(단위: m/s);
• PV 값: 베어링 압력 P와 속도 V의 곱으로 정의됩니다(단위: N/mm · m/s);
• 허용 최대 PV 값: 허용 최대 압력 P × 허용 최대 속도 V (단위: N/mm²·m/s).
베어링의 PV 값 계산 - 최대 허용 PV 값
• PV 값이 제한 값에 도달하면 베어링을 잠시 작동할 수 있습니다. 지속적인 작동에서 최대 허용 PV 값의 선택은 작동 수명의 요구 사항에 따라 달라집니다. 설계 요구 사항: 최대 허용 PV 값, 허용 최대 압력 P* 허용 최대 속도 V. 아래 이미지를 참조하십시오.
매칭 하우징 보어 설계 - 스트레이트 슬리브 베어링
베어링 장착을 용이하게 하기 위해 매칭 하우징 보어는 모따기해야 합니다.
1) 스트레이트 슬리브 베어링
• 매칭 시트 홀은 fG×20o ±5o로 모따기해야 하며, fG의 크기는 시트 홀 dH의 직경을 기준으로 해야 합니다.
매칭 하우징 보어 설계 - 플랜지 베어링
베어링 장착을 용이하게 하기 위해 매칭 하우징 보어는 모따기해야 합니다.
2) 플랜지 베어링
• 플랜지 베어링 매칭 하우징 홀의 경우, 하우징 보어는 플랜지 베어링의 플랜지 반경에서 변형을 방지할 수 있을 만큼 충분히 큰 모따기를 제공해야 합니다. 매칭 시트 홀 모따기 fG×45o ±5°
매칭 샤프트 설계
• 자기 윤활 베어링의 성능은 매칭 샤프트 재료의 표면 조도, 경도 및 표면 도금에 크게 영향을 받으며, 고품질 매칭 샤프트 표면은 베어링의 수명을 연장할 수 있으며, 반대로 거친 매칭 샤프트 표면은 베어링의 수명을 단축시킵니다.
매칭 샤프트 설계 - 매칭 샤프트의 표면 조도
• a) 매칭 샤프트의 표면 조도가 클 경우, 샤프트의 볼록한 부분과 베어링이 오일 필름을 잘라내어 두 부분 사이에 직접적인 접촉이 발생하므로, 매칭 샤프트의 표면을 거울 가공하여 오일 필름 간격을 최대한 줄여 유체 윤활 상태에 가깝게 하여 베어링 성능을 향상시킬 수 있습니다.
• b) 대부분의 자기 윤활 베어링은 건식 마찰 또는 경계 윤활 조건에서 사용되며, 유체 윤활 조건에서와 같이 매칭 샤프트 표면에 거울 가공을 할 필요가 없으며, 매칭 샤프트의 표면 조도를 Ra=0.32~1.25 범위 내에서 제어하면 됩니다.
매칭 샤프트 설계 - 매칭 샤프트 경도
• 경질 불순물이 침입하지 않는 경우, 아래 표에 권장된 샤프트 재료 및 경도를 사용하면 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 대신, 가능한 경우 더 높은 경도의 매칭 샤프트 재료를 사용하십시오.
• 고하중 및 스윙 운동 조건에서 매칭 샤프트는 열처리해야 하며, 열처리 후 경도는 재료에 따라 추론됩니다.
매칭 샤프트 설계 - 매칭 샤프트의 표면 처리
매칭 샤프트 표면 처리의 목적은 다음과 같습니다.
a) 내식성 향상
b) 표면 경도 향상
c) 표면을 매끄럽게 하고 윤활성 향상.
c) 매칭 샤프트에 도금하면 내식성을 향상시키고 거친 마찰을 효과적으로 줄이며 윤활성을 향상시킬 수 있습니다. 매칭 샤프트가 녹슬면 경질 산화물 및 이물질의 침입 또한 마모의 원인 중 하나이므로, 사용자는 매칭 샤프트에 경질 크롬을 도금하는 것이 좋습니다. 유사한 부식 조건(예: 해수)에서 매칭 샤프트는 2~3겹의 경질 크롬으로 도금해야 합니다.
매칭 샤프트 설계 - 매칭 샤프트의 메커니즘 설계
• 매칭 샤프트의 거친 표면, 날카로운 모서리 버 및 홈은 슬라이딩 층을 손상시킵니다. 아래 그림 참조:
베어링 수명에 영향을 미치는 동일한 요인
• 자기 윤활 베어링의 수명은 격렬한 소성을 제외하고 일반적으로 베어링 내경의 마모에 의해 결정됩니다. 자기 윤활 베어링은 건식 마찰, 경계 윤활 및 유체 윤활에 사용되며, 마모 조건은 매우 다양합니다. 자기 윤활 베어링의 수명을 결정하는 주요 요인은 다음과 같습니다: 하중 특성 및 방향, 윤활 조건, 작동 속도, 주변 온도, 매칭 샤프트 경도, 매칭 표면 조도, 매칭 샤프트 재료, 주변 공기(가스)의 특성 등, 따라서 정확한 마모량을 계산을 통해 찾는 것은 매우 어렵습니다.
• 베어링에 대한 속도 및 하중의 영향을 고려하지 않고, 베어링의 움직임 방향, 윤활 유형, 매칭 간극 크기, 표면 조도 및 --- 매거진 침투의 차이 등을 고려하지 않고, 마모량 W를 계산하기 위한 경험적 공식은 다음과 같습니다:
• W=K· P· V· T (mm)
• P: 하중 압력 (N/mm²)
• V: 작동 속도(m/s);
• K: 마모 계수 (mm/ (N/mm² · m/s · hr))
• T: 작동 시간 (hr)
• 다른 윤활 조건에서 실험을 통해 얻은 마모 계수 K의 값은 다음 표에 나와 있습니다.
베어링 조립 - 조립 중 압입력 F 계산 공식
• t: 복합층을 제거한 후 기본 두께 (mm)
• b: 베어링 높이 (mm) △: 응력 계수 = 1.9×105 (N/mm²) B
• бmax: 간섭 (mm)
• D: 베어링 OD (mm)
• : 이때 베어링 외경과 하우징 보어 내경 사이의 마찰 계수는 일반적으로 약 0.15입니다.
• 예시:
• PTFE BUSHING 2015 (표준 제품) φ23의 시트 홀에 압입, 이때 압입력 F의 양을 찾습니다.
• 계산:
• 벽의 두께는 SB=1.5mm, 복합층의 두께는 0.3mm, 기판의 두께는 t=1.5-0.3=1.2mm입니다. 베어링 높이 b=15; 베어링 외경 D=23mm; 간섭 бmin=0.014mm, 간섭 бmax=0.075mm.
• 따라서 설치 중 압입력 F=1880~10040N
베어링 조립 - 슬리브 조립 방법
조립 방법
1) 스트레이트 베어링 조립 방법
• 맨드릴 가이드 로드의 직경은 장착된 베어링의 직경보다 0.1~0.3mm 작습니다. 맨드릴은 열처리하는 것이 가장 좋습니다. 압입을 용이하게 하기 위해 베어링의 외경 표면에 약간의 오일을 바를 수 있으며, 부싱의 단면에 직접 망치로 치는 등의 충격 방법으로 누르지 마십시오. 직경 D>55mm의 대형 베어링을 설치할 때는 베어링 이음새를 보정하기 위한 조치를 취해야 합니다.
베어링 조립 - 플랜지 조립 방법
베어링 장착을 용이하게 하기 위해 매칭 하우징 보어는 모따기해야 합니다.
2) 플랜지 베어링
• 플랜지 베어링 매칭 하우징 홀의 경우, 하우징 보어는 플랜지 베어링의 플랜지 반경에서 변형을 방지할 수 있을 만큼 충분히 큰 모따기를 제공해야 합니다. 매칭 시트 홀 모따기 fG×45o ±5°
베어링 조립 - 스러스트 와셔, 플레이트 조립 방법
조립 방법
3) 스러스트 와셔 및 평판 조립 방법
• 고정 핀, 카운터싱크 못을 사용하여 스러스트 와셔를 설치하고, 삽입된 장착 플레이트를 사용하는 것이 좋습니다. 스러스트 와셔 또는 플레이트를 설치할 때는 윤활층이 베이스보다 0.3~0.5mm 더 두꺼워야 합니다.
롤 베어링 검사 방법 - 랩 베어링 외경 검사 방법
1. 롤 베어링 외경 검사 방법
1) 가압 테스트 방법 (DIN1494-2 테스트 방법 A에 따름)
• 테스트 타이어는 두 개의 반원형 테스트 다이로 구성되며, 검사 중에는 영점 위치가 보정 맨드릴 dch.2로 보정되고, 베어링의 슬릿이 테스트 다이 상단에 배치된 다음, 다이의 두 반쪽이 서로 테스트 하중 Fch에 적용되고, 테스트 다이의 거리 △z는 판독 장치로 얻습니다.
2) 환경 게이지 테스트 방법 (DIN 1494-2 테스트 방법 B에 따름)
• 검사는 통과 및 정지 링 게이지를 사용하여 테스트하며, 베어링은 손으로 밀어 넣고 통과할 수 있습니다(최대 힘 250N); 동일한 힘에서 링 게이지를 입력할 수 없습니다. 참고: 랩 베어링이 둥글지 않거나 이음새가 너무 큰 경우와 같은 경우 검사 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다.
3) 자 검출 방법 (ISO3547-2 테스트 방법 D에 따름)
• 대형 베어링의 외경을 측정하기 위해 원의 둘레를 자로 측정할 수 있습니다. 베어링 폭의 중간선을 따라 360° 측정 테이프 자를 사용하여 베어링을 따라 충분한 장력을 가하여 개구부를 닫습니다. 측정 테이프 자는 베어링의 공칭 외경과 동일한 외경을 가진 위치 지정 맨드릴 주위에 보정됩니다. 표시기는 측정 테이프의 자유 단에 배치되고 보정된 크기로 조정됩니다. 베어링 검사가 완료된 후, 원주 표시기 판독값 △ZD는 베어링의 측정값과 위치 지정 맨드릴의 보정 값의 차이가 되어야 합니다. 이를 통해 베어링의 외경을 계산할 수 있습니다.
롤 베어링 검사 방법 - 랩 베어링 내경 검사 방법
2. 롤 베어링 내경 검사 방법
1) 플러그 게이지 테스트 방법 (DIN 1494-2 테스트 방법 C에 따름)
• 랩 베어링을 H7 중간 링 게이지에 누르고 플러그 게이지를 사용하여 베어링의 내경을 감지합니다.
2) 벽 두께에 대한 마이크로미터 검출 방법
• 벽 두께 마이크로미터를 사용하여 베어링의 벽 두께를 측정하여 베어링의 내경을 간접적으로 계산합니다. 참고: DIN1494-2에 따르면, 테스트 베어링의 벽 두께와 보어 직경을 동시에 도면에 표시할 수 없다는 것을 기억하는 것이 중요합니다.
롤 베어링 검사 방법 - 스러스트 플레이트 검사 방법
2. 롤 베어링 내경 검사 방법
1) 플러그 게이지 테스트 방법 (DIN 1494-2 테스트 방법 C에 따름)
• 랩 베어링을 H7 중간 링 게이지에 누르고 플러그 게이지를 사용하여 베어링의 내경을 감지합니다.
2) 벽 두께에 대한 마이크로미터 검출 방법
• 벽 두께 마이크로미터를 사용하여 베어링의 벽 두께를 측정하여 베어링의 내경을 간접적으로 계산합니다. 참고: DIN1494-2에 따르면, 테스트 베어링의 벽 두께와 보어 직경을 동시에 도면에 표시할 수 없다는 것을 기억하는 것이 중요합니다.
표면 조도 비교표