베어링 선택 방법

오늘날 사용 가능한 다양한 유형의 베어링이 있으며 이들 간의 차이점에 대한 정보는 거의 없습니다.아마도 "어플리케이션에 가장 적합한 베어링은 무엇입니까?"라고 스스로에게 물었을 것입니다.또는 "베어링을 어떻게 선택합니까?"이 기사는 이러한 질문에 답하는 데 도움이 될 것입니다.
무엇보다도 롤링 요소가 있는 대부분의 베어링이 두 가지 광범위한 그룹으로 분류된다는 사실을 알아야 합니다.

볼 베어링
롤러 베어링
이러한 그룹 내에는 성능을 향상시키기 위해 고유한 기능 또는 최적화된 설계가 있는 베어링의 하위 범주가 있습니다.
이 기사에서는 올바른 유형의 베어링을 선택하기 위해 애플리케이션에 대해 알아야 할 네 가지 사항을 다룰 것입니다.

베어링 하중 및 하중 용량 찾기
베어링 부하는 일반적으로 구성 요소가 사용 중 베어링에 가하는 반작용력으로 정의됩니다.
애플리케이션에 적합한 베어링을 선택할 때 먼저 베어링의 부하 용량을 찾아야 합니다.하중 용량은 베어링이 처리할 수 있는 하중의 양이며 베어링을 선택할 때 가장 중요한 요소 중 하나입니다.
베어링 하중은 축 방향(추력), 방사형 또는 조합일 수 있습니다.
축(또는 스러스트) 베어링 하중은 힘이 샤프트의 축과 평행할 때입니다.
레이디얼 베어링 하중은 힘이 샤프트에 수직인 경우입니다.그런 다음 조합 베어링 하중은 평행 및 수직 힘이 샤프트에 상대적인 각도 힘을 생성하는 경우입니다.

볼 베어링이 하중을 분산시키는 방법
볼 베어링은 구형 볼로 설계되었으며 중간 크기의 표면 영역에 하중을 분산시킬 수 있습니다.단일 접점을 통해 하중을 분산시켜 중소형 하중에 더 잘 작동하는 경향이 있습니다.
아래는 베어링 하중 유형과 해당 작업에 가장 적합한 볼 베어링에 대한 빠른 참조입니다.
레이디얼(샤프트에 수직) 및 가벼운 하중: 레이디얼 볼 베어링(깊은 홈 볼 베어링이라고도 함)을 선택하십시오.레이디얼 베어링은 시장에서 가장 일반적인 유형의 베어링 중 일부입니다.
축 방향(추력)(샤프트와 평행) 하중: 추력 볼 베어링 선택
반경 방향 및 축 방향 하중의 조합: 앵귤러 컨택트 베어링을 선택하십시오.볼은 조합 하중을 더 잘 지탱할 수 있는 각도로 레이스웨이에 접촉합니다.
롤러 베어링 및 베어링 하중
롤러 베어링은 볼 베어링보다 더 넓은 표면적에 하중을 분산시킬 수 있는 원통형 롤러로 설계되었습니다.그들은 무거운 부하 응용 프로그램에 대해 더 잘 작동하는 경향이 있습니다.

다음은 베어링 하중 유형과 해당 작업에 가장 적합한 롤러 베어링에 대한 빠른 참조입니다.
방사형(샤프트에 수직) 하중: 표준 원통 롤러 베어링 선택
축 방향(추력)(샤프트와 평행) 하중: 원통형 스러스트 베어링 선택
레이디얼 및 액시얼 하중 조합: 테이퍼 롤러 베어링 선택
회전 속도
애플리케이션의 회전 속도는 베어링을 선택할 때 살펴봐야 할 다음 요소입니다.
애플리케이션이 높은 회전 속도로 작동하는 경우 일반적으로 볼 베어링이 선호됩니다.롤러 베어링보다 더 높은 속도에서 더 나은 성능을 발휘하고 더 높은 속도 범위를 제공합니다.
한 가지 이유는 볼 베어링에서 롤링 요소와 궤도 사이의 접촉이 롤러 베어링에서와 같이 접촉선이 아니라 한 지점이기 때문입니다.구름 요소가 표면 위로 굴러갈 때 전동면을 누르기 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 물체의 관성에서 발생하는 힘으로 정의됩니다.
원심력은 베어링에서 방사형 및 축 방향 하중으로 바뀌기 때문에 베어링 속도에 대한 주요 제한 요소입니다.롤러 베어링은 볼 베어링보다 질량이 크기 때문에 롤러 베어링은 같은 크기의 볼 베어링보다 더 높은 원심력을 생성합니다.

세라믹 볼 소재로 원심력 감소
때때로 응용 프로그램의 속도가 볼 베어링의 속도 등급보다 높습니다.
이런 일이 발생하면 간단하고 일반적인 해결책은 볼 베어링 재료를 강철에서 세라믹으로 바꾸는 것입니다.이것은 베어링 크기를 동일하게 유지하지만 대략 25% 더 높은 속도 등급을 제공합니다.세라믹 소재는 강철보다 가볍기 때문에 세라믹 볼은 주어진 속도에서 원심력이 적게 발생합니다.

고속 애플리케이션은 앵귤러 컨택트 베어링과 가장 잘 작동합니다.
앵귤러 컨택트 베어링은 고속 적용을 위한 최상의 베어링 선택입니다.한 가지 이유는 볼이 더 작고 더 작은 볼이 무게가 덜 나고 회전할 때 더 적은 원심력을 생성하기 때문입니다.앵귤러 콘택트 베어링은 또한 원심력과 함께 작동하여 베어링에서 볼을 적절하게 굴리는 베어링에 내장된 예압을 가지고 있습니다.
고속 애플리케이션을 설계하는 경우 일반적으로 ABEC 7 정밀도 등급 내에서 고정밀 베어링이 필요합니다.
낮은 정밀도의 베어링은 고정밀 베어링보다 제조 시 더 많은 치수의 "흔들림 공간"이 있습니다.따라서 베어링이 고속으로 사용될 때 볼이 베어링 궤도 위로 빠르게 굴러서 신뢰성이 떨어지며 이로 인해 베어링 고장이 발생할 수 있습니다.
고정밀 베어링은 엄격한 기준으로 제작되어 생산 시 사양 편차가 거의 없습니다.고정밀 베어링은 우수한 볼과 레이스웨이 상호 작용을 보장하기 때문에 빠르게 진행되는 응용 분야에 적합합니다.

베어링 런아웃 및 강성
베어링 런아웃은 샤프트가 회전할 때 기하학적 중심에서 회전하는 양입니다.절삭 공구 스핀들과 같은 일부 응용 분야에서는 회전 부품에서 발생하는 작은 편차만 허용합니다.
이와 같은 애플리케이션을 엔지니어링하는 경우 베어링이 제조된 엄격한 공차로 인해 더 작은 시스템 런아웃을 생성하기 때문에 고정밀 베어링을 선택하십시오.
베어링 강성은 샤프트가 축에서 벗어나게 하는 힘에 대한 저항이며 샤프트 런아웃을 최소화하는 데 중요한 역할을 합니다.베어링 강성은 롤링 요소와 전동면의 상호 작용에서 비롯됩니다.롤링 요소가 전동면에 더 많이 눌려 탄성 변형을 일으키면 강성이 높아집니다.

베어링 강성은 일반적으로 다음과 같이 분류됩니다.
축 강성
방사형 강성
베어링 강성이 높을수록 사용 시 샤프트를 움직이는 데 더 많은 힘이 필요합니다.
이것이 정밀 앵귤러 컨택트 베어링에서 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.이러한 베어링은 일반적으로 내부 및 외부 궤도 사이에 제조된 오프셋과 함께 제공됩니다.앵귤러 컨택트 베어링이 설치되면 오프셋이 제거되어 외부에서 힘을 가하지 않고도 볼이 레이스웨이로 압입됩니다.이를 예압이라고 하며 이 프로세스는 베어링이 적용되는 힘을 보기 전에도 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 마찰과 과열을 방지하는 데 도움이 되는 롤링 요소와 베어링 궤도 사이에 오일 막을 생성합니다.
가장 일반적인 유형의 윤활은 증점제가 포함된 오일로 구성된 그리스입니다.증점제는 오일을 제자리에 유지하므로 베어링을 떠나지 않습니다.볼(볼 베어링) 또는 롤러(롤러 베어링)가 그리스 위로 굴러갈 때 증점제가 분리되어 롤링 요소와 베어링 궤도 사이에 오일 막만 남습니다.롤링 요소가 통과한 후 오일과 증점제가 다시 결합됩니다.
고속 응용 분야의 경우 오일과 증주제가 분리되고 재결합할 수 있는 속도를 아는 것이 중요합니다.이를 애플리케이션 또는 베어링 n*dm 값이라고 합니다.
그리스를 선택하기 전에 애플리케이션 ndm 값을 찾아야 합니다.이를 위해 애플리케이션 RPM에 베어링의 볼 중심 직경(dm)을 곱합니다.ndm 값을 데이터시트에 있는 그리스의 최대 속도 값과 비교하십시오.
n*dm 값이 데이터시트의 그리스 최대 속도 값보다 높으면 그리스가 충분한 윤활을 제공할 수 없고 조기 고장이 발생합니다.
고속 응용 분야를 위한 또 다른 윤활 옵션은 오일을 압축 공기와 혼합한 다음 계량된 간격으로 베어링 궤도에 주입하는 오일 미스트 시스템입니다.이 옵션은 외부 혼합 및 계량 시스템과 필터링된 압축 공기가 필요하기 때문에 그리스 윤활보다 비용이 많이 듭니다.그러나 오일 미스트 시스템을 사용하면 베어링이 그리스 처리된 베어링보다 더 적은 양의 열을 생성하면서 더 빠른 속도로 작동할 수 있습니다.
저속 어플리케이션의 경우 오일 배스가 일반적입니다.오일 배스는 베어링의 일부가 오일에 잠겨 있는 경우입니다.극한 환경에서 작동하는 베어링의 경우 석유 기반 윤활제 대신 건식 윤활제를 사용할 수 있지만 시간이 지남에 따라 윤활제 필름이 파괴되는 특성으로 인해 일반적으로 베어링의 수명이 단축됩니다.응용 분야에 맞는 윤활유를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 다른 요소가 있습니다. 심층 기사 "베어링 윤활에 대해 알아야 할 모든 것"을 참조하십시오.

요약: 베어링 선택 방법
애플리케이션에 적합한 베어링을 선택하는 방법:

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

애플리케이션의 회전 속도 파악
응용 프로그램의 회전 속도를 결정합니다.고속(RPM)은 일반적으로 볼 베어링에서 가장 잘 작동하고 저속은 일반적으로 롤러 베어링에서 가장 잘 작동합니다.

베어링 런아웃 및 강성 요인
또한 응용 프로그램이 허용할 런아웃 종류를 결정하려고 합니다.적용 분야에서 작은 편차만 발생하도록 허용하는 경우 볼 베어링이 최선의 선택일 가능성이 큽니다.

베어링 요구 사항에 적합한 윤활제 찾기
고속 애플리케이션의 경우 n*dm 값을 계산하고 그리스 최대 속도보다 높으면 그리스가 충분한 윤활을 제공할 수 없습니다.오일 미스트와 같은 다른 옵션이 있습니다.저속 어플리케이션의 경우 오일 배스를 선택하는 것이 좋습니다.
질문?당사의 현장 엔지니어는 귀하와 함께 관심을 갖고 귀하의 응용 분야에 가장 적합한 베어링을 선택하는 데 도움을 드릴 것입니다.