베어링 선택 방법

오늘날 사용 가능한 다양한 유형의 베어링이 있지만 이들 간의 차이점에 대한 정보는 거의 없습니다.아마도 "어떤 베어링이 귀하의 응용 분야에 가장 적합할까요?"라고 자문해 보셨을 것입니다.또는 “베어링을 어떻게 선택하나요?”이 기사는 그러한 질문에 답하는 데 도움이 될 것입니다.
우선, 롤링 요소가 있는 대부분의 베어링은 두 가지 광범위한 그룹으로 분류된다는 점을 알아야 합니다.

볼베어링
롤러 베어링
이러한 그룹에는 성능 향상을 위해 고유한 기능이나 최적화된 설계를 갖춘 베어링의 하위 카테고리가 있습니다.
이 기사에서는 올바른 유형의 베어링을 선택하기 위해 귀하의 응용 분야에 대해 알아야 할 네 가지 사항을 다룰 것입니다.

베어링 하중 및 하중 용량 찾기
베어링 하중은 일반적으로 사용 시 부품이 베어링에 가하는 반력으로 정의됩니다.
귀하의 응용 분야에 적합한 베어링을 선택할 때 먼저 베어링의 부하 용량을 찾아야 합니다.하중 용량은 베어링이 감당할 수 있는 하중의 양으로 베어링을 선택할 때 가장 중요한 요소 중 하나입니다.
베어링 하중은 축방향(추력), 방사형 또는 조합일 수 있습니다.
축 방향(또는 스러스트) 베어링 하중은 힘이 샤프트 축과 평행할 때 발생합니다.
레이디얼 베어링 하중은 힘이 샤프트에 수직일 때 발생합니다.그런 다음 조합 베어링 하중은 평행 및 수직 힘이 샤프트에 대해 각력을 생성하는 경우입니다.

볼 베어링이 하중을 분산하는 방법
볼 베어링은 구형 볼로 설계되었으며 중간 크기의 표면적에 하중을 분산시킬 수 있습니다.단일 접점을 통해 부하를 분산시켜 중소 규모 부하에 더 잘 작동하는 경향이 있습니다.
다음은 베어링 하중 유형과 작업에 가장 적합한 볼 베어링에 대한 빠른 참조입니다.
레이디얼(샤프트에 수직) 및 경하중: 레이디얼 볼 베어링(깊은 홈 볼 베어링이라고도 함)을 선택하십시오.레이디얼 베어링은 시장에서 가장 일반적인 유형의 베어링 중 일부입니다.
축방향(스러스트)(샤프트와 평행) 하중: 스러스트 볼 베어링 선택
반경방향 및 축방향 하중의 결합: 앵귤러 콘택트 베어링을 선택하십시오.볼은 조합 하중을 더 잘 지탱할 수 있는 각도로 궤도에 접촉합니다.
롤러 베어링 및 베어링 하중
롤러 베어링은 볼 베어링보다 더 넓은 표면적에 하중을 분산시킬 수 있는 원통형 롤러로 설계되었습니다.이는 고하중 응용 분야에 더 잘 작동하는 경향이 있습니다.

다음은 베어링 하중 유형과 작업에 가장 적합한 롤러 베어링에 대한 빠른 참조입니다.
방사형(샤프트에 수직) 하중: 표준 원통형 롤러 베어링 선택
축방향(스러스트)(샤프트와 평행) 하중: 원통형 스러스트 베어링 선택
반경방향 및 축방향 하중의 결합: 테이퍼 롤러 베어링 선택
회전 속도
베어링을 선택할 때 고려해야 할 다음 요소는 응용 분야의 회전 속도입니다.
귀하의 응용 분야가 높은 회전 속도에서 작동하는 경우 일반적으로 볼 베어링이 선호됩니다.이는 롤러 베어링보다 더 빠른 속도에서 더 나은 성능을 발휘하고 더 높은 속도 범위를 제공합니다.
한 가지 이유는 볼 베어링의 롤링 요소와 궤도 사이의 접촉이 롤러 베어링과 같은 접촉선이 아닌 지점이기 때문입니다.롤링 요소가 표면 위를 구르면서 궤도에 밀어 넣기 때문에 볼 베어링의 점하중에서 발생하는 표면 변형이 훨씬 적습니다.

원심력과 베어링
볼 베어링이 고속 응용 분야에 더 좋은 또 다른 이유는 원심력 때문입니다.원심력은 중심을 중심으로 움직이는 물체를 바깥쪽으로 밀어내는 힘으로 정의되며 물체의 관성에 의해 발생합니다.
원심력은 베어링의 반경방향 및 축방향 하중으로 바뀌기 때문에 베어링 속도를 제한하는 주요 요인입니다.롤러 베어링은 볼 베어링보다 질량이 크기 때문에 롤러 베어링은 같은 크기의 볼 베어링보다 더 높은 원심력을 생성합니다.

세라믹 볼 소재로 원심력 감소
때로는 애플리케이션의 속도가 볼 베어링의 속도 등급보다 높을 때도 있습니다.
이런 일이 발생하는 경우 간단하고 일반적인 해결책은 볼 베어링 재료를 강철에서 세라믹으로 바꾸는 것입니다.이는 베어링 크기를 동일하게 유지하지만 대략 25% 더 높은 속도 등급을 제공합니다.세라믹 소재는 강철보다 가볍기 때문에 세라믹 볼은 특정 속도에 대해 원심력이 덜 발생합니다.

고속 애플리케이션은 앵귤러 콘택트 베어링과 가장 잘 작동합니다.
앵귤러 콘택트 베어링은 고속 응용 분야에 가장 적합한 베어링입니다.한 가지 이유는 볼이 더 작고, 더 작은 볼의 무게가 덜 나가고 회전할 때 원심력이 덜 발생하기 때문입니다.앵귤러 콘택트 베어링에는 원심력과 함께 작동하여 베어링의 볼을 적절하게 굴리는 베어링에 예압이 내장되어 있습니다.
고속 애플리케이션을 설계하는 경우 일반적으로 ABEC 7 정밀도 등급 내의 고정밀 베어링이 필요합니다.
정밀도가 낮은 베어링은 고정밀 베어링보다 제조 시 더 많은 차원의 "흔들림 공간"을 갖습니다.따라서 베어링이 고속으로 사용될 때 볼은 신뢰성이 떨어지는 베어링 궤도 위로 빠르게 굴러가며 베어링 고장으로 이어질 수 있습니다.
고정밀 베어링은 엄격한 기준에 따라 제작되며, 생산 시 사양과의 편차가 거의 없습니다.고정밀 베어링은 볼과 궤도의 상호 작용이 우수하므로 빠르게 진행되는 응용 분야에 안정적입니다.

베어링 런아웃 및 강성
베어링 런아웃은 샤프트가 회전할 때 기하학적 중심에서 공전하는 양입니다.절삭 공구 스핀들과 같은 일부 응용 분야에서는 회전하는 구성 요소에서 약간의 편차만 허용됩니다.
이와 같은 응용 분야를 엔지니어링하는 경우 베어링 제조의 엄격한 공차로 인해 시스템 런아웃이 더 작아지므로 고정밀 베어링을 선택하십시오.
베어링 강성은 샤프트가 축에서 벗어나게 하는 힘에 대한 저항이며 샤프트 런아웃을 최소화하는 데 중요한 역할을 합니다.베어링 강성은 전동체와 전동면의 상호 작용에서 비롯됩니다.전동체가 궤도면에 더 많이 눌려 탄성 변형이 발생할수록 강성이 높아집니다.

베어링 강성은 일반적으로 다음과 같이 분류됩니다.
축 강성
방사형 강성
베어링 강성이 높을수록 사용 시 샤프트를 움직이는 데 더 많은 힘이 필요합니다.
정밀 앵귤러 콘택트 베어링에서 이것이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.이러한 베어링은 일반적으로 내부 궤도와 외부 궤도 사이에 제조된 오프셋이 함께 제공됩니다.앵귤러 콘택트 베어링을 설치하면 오프셋이 제거되어 외부에서 힘을 가하지 않고도 볼이 궤도에 밀어 넣게 됩니다.이를 예압이라고 하며 베어링에 힘이 가해지기 전에도 이 프로세스는 베어링 강성을 증가시킵니다.

베어링 윤활
베어링 윤활 요구 사항을 아는 것은 올바른 베어링을 선택하는 데 중요하며 적용 설계 초기에 고려해야 합니다.부적절한 윤활은 베어링 고장의 가장 일반적인 원인 중 하나입니다.
윤활은 롤링 요소와 베어링 궤도 사이에 오일막을 생성하여 마찰과 과열을 방지하는 데 도움이 됩니다.
가장 일반적인 유형의 윤활은 증점제가 포함된 오일로 구성된 그리스입니다.증점제는 오일을 제자리에 유지하므로 베어링에서 이탈하지 않습니다.볼(볼 베어링) 또는 롤러(롤러 베어링)가 그리스 위에서 굴러갈 때 증주제가 분리되어 롤링 요소와 베어링 전동면 사이에 오일 막만 남습니다.롤링 요소가 지나간 후 ​​오일과 증점제는 다시 결합됩니다.
고속 응용 분야의 경우 오일과 증주제가 분리되고 재결합되는 속도를 아는 것이 중요합니다.이를 애플리케이션 또는 n*dm 값을 갖는 애플리케이션이라고 합니다.
그리스를 선택하기 전에 용도에 맞는 ndm 값을 찾아야 합니다.이를 수행하려면 애플리케이션 RPM에 베어링 볼 중심 직경(dm)을 곱하십시오.ndm 값을 데이터시트에 있는 그리스의 최대 속도 값과 비교하세요.
n*dm 값이 데이터시트의 그리스 최대 속도 값보다 높으면 그리스가 충분한 윤활을 제공할 수 없어 조기 고장이 발생합니다.
고속 응용 분야를 위한 또 다른 윤활 옵션은 오일과 압축 공기를 혼합한 다음 측정된 간격으로 베어링 궤도에 주입하는 오일 미스트 시스템입니다.이 옵션은 외부 혼합 및 계량 시스템과 필터링된 압축 공기가 필요하기 때문에 그리스 윤활보다 비용이 더 많이 듭니다.그러나 오일 미스트 시스템을 사용하면 베어링이 그리스를 바른 베어링보다 더 적은 양의 열을 발생시키면서 더 높은 속도로 작동할 수 있습니다.
저속 응용 분야의 경우 오일 배스가 일반적입니다.오일 배스는 베어링의 일부가 오일에 잠기는 경우입니다.극한 환경에서 작동하는 베어링의 경우 석유계 윤활유 대신 건식 윤활유를 사용할 수도 있지만 시간이 지나면서 윤활유 막이 부서지는 특성으로 인해 베어링의 수명이 단축되는 경우가 많습니다.귀하의 응용 분야에 맞는 윤활유를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 다른 요소가 있습니다. 자세한 기사인 "베어링 윤활에 대해 알아야 할 모든 것"을 참조하십시오.

요약: 베어링 선택 방법
귀하의 응용 분야에 적합한 베어링을 선택하는 방법:

베어링 하중 및 하중 용량 찾기
먼저, 애플리케이션이 베어링에 가할 베어링 하중의 유형과 양을 파악하십시오.중소형 하중은 일반적으로 볼 베어링에서 가장 잘 작동합니다.고하중 애플리케이션은 일반적으로 롤러 베어링에서 가장 잘 작동합니다.

애플리케이션의 회전 속도를 알아보세요
응용 프로그램의 회전 속도를 결정하십시오.고속(RPM)은 일반적으로 볼 베어링에 가장 잘 작동하고, 저속은 일반적으로 롤러 베어링에 가장 잘 작동합니다.

베어링 런아웃 및 강성의 요인
또한 응용 프로그램에서 허용할 런아웃 종류를 결정하려고 합니다.적용 분야에서 작은 편차만 허용된다면 볼 베어링이 최선의 선택일 가능성이 높습니다.

귀하의 베어링 요구 사항에 적합한 윤활유 찾기
고속 적용의 경우 n*dm 값을 계산하고, 이 값이 그리스 최대 속도보다 높으면 그리스가 충분한 윤활을 제공할 수 없습니다.오일 미스트와 같은 다른 옵션도 있습니다.저속 응용 분야의 경우 오일 배스가 좋은 선택입니다.
질문?우리 현장 엔지니어들은 귀하와 함께 일하고 귀하의 응용 분야에 가장 적합한 베어링을 선택할 수 있도록 도와드리고 싶습니다.