나를에 따라 
볼베어링 vs 롤러베어링, 어느 것?
베어링은 거의 모든 기계의 중요한 구성 요소로, 움직이는 부품 간의 마찰을 줄여 원활하게 작동하도록 돕습니다. 다양한 유형의 베어링(전설에 따르면 470,000가지 유형이 있음)이 있으며 각각은 서로 다른 하중 조건을 처리하도록 설계되었습니다. 이 기사에서는 볼 베어링과 롤러 베어링이라는 두 가지 주요 유형에 중점을 둡니다. Aubearing은 다년간의 베어링 제조 경험을 바탕으로 다양한 설계를 설명하고 비교하여 선택 방법에 대한 건설적인 조언을 제공합니다.
모두 볼 베어링 and 롤러 베어링 회전 부품이 있는 다양한 기계에 사용됩니다. 그들의 특성은 종종 다양한 엔지니어링 분야의 기술적, 경제적 발전에 크게 기여합니다. 베어링 표준화를 통해 제조업체의 베어링 카탈로그에 있는 베어링 표에서 직접 설계를 선택할 수 있습니다. 등의 베어링 제조회사 SKF, NTN, 팀켄, FAG, 셰플러, 봉헌등은 선택 정보의 자연스러운 소스입니다. 대부분의 경우 설계자는 자신의 설계에 맞는 스톡 베어링 제품을 카탈로그에서 직접 선택할 수 있습니다. 대중적이고 널리 사용되는 디자인을 선택하면 최적의 유용성을 달성하는 데 도움이 되며 가장 경제적인 솔루션을 제공합니다.
산업용 볼 베어링은 부드럽고 효율적인 회전 운동을 달성하기 위해 다양한 기계 및 제조 장비에 사용됩니다. 베어링 자체는 외부 링, 내부 링, 강철 볼 세트, 볼을 고르게 분산시키는 케이지로 구성됩니다. 외부 링과 내부 링은 모두 강철이나 세라믹과 같이 내구성이 매우 뛰어난 재료로 만들어지며 고속 및 무거운 하중을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 베어링 내부의 강철 볼은 내부 링과 외부 링 사이에 저마찰 접촉점을 제공하여 최소한의 저항으로 움직임을 허용하고 마찰로 인한 에너지 손실을 줄입니다. 베어링 케이지는 볼의 올바른 위치를 유지하고 볼이 서로 접촉하는 것을 방지하며 하중을 균일하게 분산시키는 역할을 합니다. 롤링 운동은 축방향 및 반경방향 하중을 받습니다. 볼 베어링은 전기 모터 및 기어박스와 같은 고속 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다. 자세한 내용은 볼 베어링 개요 기사를 참조하세요.
볼베어링 유형
볼 베어링에는 단열 또는 복열의 두 가지 기본 유형이 있습니다. 가장 널리 사용되는 것은 단일 홈 경로로 이동하는 일련의 볼로 구성된 단열 깊은 홈 볼 베어링입니다. 복열 볼 베어링은 두 세트의 홈이 있는 궤도에 있는 두 줄의 볼로 구성됩니다. 단열 및 복열 볼 베어링은 모두 내부 링, 외부 링, 볼 및 케이지로 구성됩니다. 두 유형의 베어링 모두 높은 반경방향 및 축방향 하중을 처리할 수 있습니다. 깊은 홈 볼 베어링은 공차 등급, 윤활, 내부 틈새 및 선택한 씰 또는 가드 유형에 따라 저속 및 고속 응용 분야 모두에서 사용할 수 있습니다. 다음 목록은 각각 고유한 특성과 특정 용도를 가진 다양한 유형의 볼 베어링을 간략하게 설명합니다. 이러한 베어링은 정밀 기기, 마이크로모터, 기어박스 및 휠 허브를 포함한 다양한 응용 분야에서 매우 중요합니다.
깊은 그루브 볼 베어링: 깊은 홈 볼 베어링이 가장 일반적인 유형입니다. 방사형 및 축방향 하중을 견딜 수 있습니다.
앵귤러 콘택트 볼 베어링: 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 평균 이상의 내부 축방향 클리어런스를 가지고 있습니다. 한 방향의 축방향 하중과 적당한 반경방향 하중을 견딜 수 있습니다.
자동 조심 볼 베어링: 자동 정렬 볼 베어링은 정렬 오류를 조정할 수 있습니다. 방사형 하중을 견딜 수 있지만 최소한의 축방향 하중도 견딜 수 있습니다.
스러스트 볼 베어링: 스러스트 볼 베어링은 높은 축방향 하중과 무시할 수 있는 반경방향 하중을 위해 설계되었습니다.
미니어처 볼 베어링: 미니어처 볼 베어링은 마이크로 모터와 같이 공간이 제한된 정밀 기기 응용 분야에 적합합니다.
복열 볼 베어링: 복열 볼 베어링은 볼이 2열로 구성되어 있어 더 높은 하중을 견딜 수 있습니다.
볼베어링의 장점
낮은 마찰 계수: 큰 접촉면적의 가장 큰 장점은 볼베어링이 내륜과 외륜의 움직임으로 인해 마찰을 훨씬 적게 받는다는 것입니다. 이는 부품의 회전이 매우 원활하게 진행된다는 것을 의미합니다. 마찬가지로 볼 베어링이 회전 운동을 얼마나 잘 처리하는지 이해하려면 피젯 스피너만 보면 됩니다. 따라서 볼 베어링은 속도와 작동 용이성이 우선시되는 응용 분야에서 선택되는 솔루션입니다.
방사형 및 스러스트 하중을 견딜 수 있습니다. 볼 베어링의 또 다른 독특한 특징은 여러 축에서 회전할 수 있다는 것입니다. 이는 방사형 하중뿐만 아니라 추력 하중에도 반응한다는 것을 의미합니다. 볼 베어링의 회전 방식은 스러스트 하중의 각도에 따라 달라집니다. 볼 베어링의 다용도성은 장난감이나 집 주변의 기타 품목과 같이 엄격한 표준에 사용되지 않는 장비에 탁월한 선택입니다.
컴팩트 디자인: 공간을 적게 차지하며 소규모 시설에서도 사용이 가능합니다.
다재: 반경방향 및 축방향(스러스트) 하중에 적합합니다.
낮은 유지 보수: 축방향 하중이 낮은 용도에서 사용 수명이 길고 유지 관리가 덜 필요합니다.
볼베어링의 단점
무거운 무게를 지탱할 수 없음: 볼베어링은 하중과의 접촉면적이 작기 때문에 응력이 훨씬 적지만 하중이 집중된다는 의미도 있습니다. 극단적인 경우 이로 인해 볼 베어링이 변형되어 완전한 고장의 전조가 될 수 있습니다. 따라서 볼 베어링은 일반적으로 하중이 더 작은 응용 분야에만 사용됩니다. 산업용 등급 장비의 경우 롤러 베어링이 선호됩니다. 완전 보완 볼 베어링이라고 불리는 볼 베어링 유형은 내부 궤도와 외부 궤도 사이의 공간을 가능한 한 많은 볼로 채웁니다. 이러한 유형의 베어링은 하중을 볼에 분산시켜 더 높은 하중을 처리할 수 있습니다. 그러나 풀 컴플리멘트 볼 베어링은 인접한 볼 사이의 빈번한 접촉으로 인해 마모되기 쉽습니다.
내구성: 과도한 하중을 받으면 변형되어 베어링 수명이 단축될 수 있습니다.
감도: 정렬 불량 및 충격 하중에 취약합니다.
롤러 베어링에는 원통형 또는 원추형 롤링 요소가 있습니다. 이 베어링 유형은 롤러와 궤도 사이의 접촉 면적이 더 크기 때문에 무거운 반경 방향 하중을 전달하도록 설계되었습니다.
롤러 베어링 유형
다음 목록은 다양한 특성과 특정 용도를 지닌 다양한 롤러 베어링 유형을 간략하게 설명합니다. 이러한 베어링은 차량 바퀴, 중장비 및 높은 내하중 용량이 필요한 응용 분야와 같은 다양한 시나리오에서 중요한 역할을 합니다. 자세히 알아보려면 롤러 베어링 개요 기사를 읽어보세요.
원통형 롤러 베어링: 원통형 롤러 베어링에는 길이를 따라 균일한 크기의 원통형 롤러가 있습니다. 이 베어링은 무거운 반경 방향 하중을 전달하는 데 적합하며 고속으로 작동할 수 있습니다. 원통형 롤러 베어링은 내부 링이나 외부 링의 플랜지 사이로 안내됩니다. 프리 링을 제거하더라도 케이지에 의해 가이드 링과 함께 고정됩니다. 가장 일반적인 유형의 원통형 롤러 베어링에서 자유 링에는 플랜지가 없으므로 특정 한계 내에서 베어링 링이 서로에 대해 축 방향으로 변위될 수 있습니다. 베어링이 회전하는 경우 변위 속도가 상대적으로 느린 경우(예: 샤프트의 열팽창으로 인한 변위) 이러한 변위는 저항 없이 발생합니다. 원통형 롤러 베어링은 마찰이 적기 때문에 상대적으로 빠른 속도에 적합하며 고속 기계 스핀들의 고속 앵귤러 콘택트 볼 베어링과 함께 사용되는 경우가 많습니다.
테이퍼 롤러 베어링: 테이퍼 롤러 베어링은 테이퍼 롤러와 궤도를 갖추고 있어 차량 허브 및 기타 고하중 응용 분야에 이상적입니다. 테이퍼 롤러 베어링은 가장 널리 사용되는 롤러 베어링입니다. 이는 큰 축방향 및 반경방향 힘을 견딜 수 있습니다. 테이퍼 롤러 베어링은 외륜과 내륜으로 구성되고, 볼 베어링은 외륜과 내륜으로 구성됩니다. 테이퍼 롤러는 카트리지로 조립할 수 있지만 가장 간단한 형태에서는 두 개의 별도 구성 요소인 반면 볼 베어링은 분리가 가능하며 일반적으로 독립된 장치입니다.
테이퍼 롤러 베어링은 끝면이 내륜의 가이드 플랜지와 접촉하는 직선형 테이퍼 롤러를 사용합니다. 롤러 테이퍼와 내부 링 롤러 경로는 베어링 축에 공통 꼭지점을 가지고 있습니다. 외부 링은 롤러의 모서리 하중을 방지하기 위해 약간 구부러진 롤러 경로 생성기로 설계되었습니다. 롤러와 외륜 사이의 밀착성이 감소하더라도 외륜의 변형은 내륜의 변형보다 작습니다. 내부 링의 가이드 플랜지에는 롤러의 볼 끝이 누르는 구면이 있습니다. 구면 베어링과 마찬가지로 플랜지에 가해지는 압력이 롤러를 효과적으로 안내합니다. Timken, FAG, NTN 및 SKF와 같은 일부 제조업체는 롤러 끝면을 편평하게 만들고 플랜지 가이드 면을 원추형으로 만듭니다. 그런 다음 롤러 끝은 두 지점에서만 롤러 플랜지와 접촉합니다.
테이퍼 롤러 베어링은 분리 가능하기 때문에 일반적으로 한 베어링이 다른 베어링에 맞춰질 수 있도록 서로 반대편에 장착됩니다. 조정 후에는 항상 베어링에 매우 작은 간격이 남게 됩니다. 샤프트의 온도 변화는 이러한 조정과 베어링 간극에 영향을 미칩니다. 따라서 단열 테이퍼 롤러 베어링은 일반적으로 거리가 짧은 경우에만 사용됩니다. 테이퍼 롤러 베어링은 한 방향의 축방향 하중 전달 능력뿐만 아니라 높은 반경 방향 하중 전달 능력도 가지고 있습니다. 추력 능력은 롤러의 각도에 따라 달라집니다. 이 각도(접촉각)를 측정하면 일반적으로 12~16도입니다. 일부 견고한 테이퍼 롤러 베어링의 접촉각은 28~30도입니다.
많은 응용 분야에서 테이퍼 롤러 베어링은 어느 방향에서나 축 방향 힘을 동일하게 지원하기 위해 연속 쌍으로 사용됩니다. 테이퍼 롤러 베어링은 방사형 및 축방향 하중을 전달하기 위해 자동차 휠 베어링에 널리 사용됩니다. 테이퍼 롤러 베어링은 일반적으로 중부하 작업에 사용됩니다. 농업, 건설 및 광산 장비, 차축 시스템, 기어박스, 엔진 모터 및 기어 감속기, 구동축, 철도 차축박스, 차동 장치, 풍력 터빈 및 모든 유형의 트레일러를 포함한 다양한 산업 분야.
구면 롤러 베어링: 스페리컬 롤러 베어링은 자동 자동 정렬 기능을 갖추고 있어 큰 레이디얼 하중과 축 하중을 견딜 수 있습니다. 이는 정렬 불량이나 샤프트 편향과 관련된 응용 분야에 이상적입니다.
니들 롤러 베어링: 니들 롤러 베어링은 가늘고 긴 롤러를 갖고 있어 레이디얼 공간이 제한되어 있지만 하중 전달 능력이 요구되는 용도에 적합합니다.
스러스트 롤러 베어링: 스러스트 롤러 베어링은 큰 축방향 하중을 견딜 수 있어 굴착 장치, 압출기 등 중장비에 자주 사용됩니다.
롤러 베어링의 장점
큰 하중을 견디다: 롤러베어링의 넓은 접촉면적 덕분에 변형이나 파손 없이 더 큰 하중을 견딜 수 있습니다. 따라서 롤러 베어링은 무거운 하중을 운반하도록 설계된 산업 장비나 고장이 발생할 여지가 거의 없는 기타 응용 분야에 탁월한 선택입니다.
변형 디자인: 볼 베어링과 달리 롤러의 형상은 작동 유형에 따라 달라질 수 있습니다. 표준 원통형 롤러는 순전히 방사형 하중용으로 설계되어 스러스트 하중을 처리하는 능력을 희생하면서 더 큰 하중 용량을 제공합니다.
니들 롤러 베어링은 직경이 훨씬 작은 원통형 롤러를 약간 변형한 것입니다. 방사형 공간이 작은 용도에 사용됩니다. 니들롤러 역시 접촉면적은 크지만 회전속도가 빨라 마찰과 진동이 많이 발생합니다. 따라서 저속으로 작동하고 큰 진동을 견딜 수 있는 장비에만 사용할 수 있습니다.
테이퍼 롤러 베어링은 전체적으로 직선 실린더가 아닌 한쪽 끝이 테이퍼져 있습니다. 이를 통해 롤러 베어링은 제한된 스러스트 하중을 견딜 수 있습니다. 테이퍼 롤러가 견딜 수 있는 스러스트 하중에 대한 레이디얼 하중의 비율은 롤러의 각도에 따라 결정됩니다. 최대 30도까지 허용되지만 대부분의 테이퍼 롤러의 각도는 10~16도 사이입니다.
내구성: 견고하고 내구성이 강해 무거운 하중에도 변형 없이 견딜 수 있습니다.
덜 민감한: 볼베어링보다 충격하중에 강하고 정렬불량에 강합니다.
롤러 베어링의 단점
스러스트 하중을 처리하는 능력의 제한: 테이퍼 버전을 사용할 수 있는 옵션이 있지만 롤러 베어링은 주로 스러스트 하중용으로 설계되지 않았다는 사실이 남아 있습니다. 따라서 롤러 베어링의 움직임이 제한됩니다. 이는 롤러 베어링의 다양성을 감소시키며, 이는 국내 환경에서 눈에 잘 띄지 않는 이유를 설명합니다.
정렬이 잘못되기 쉽다: 볼이든 롤러이든 모든 유형의 베어링은 베어링 요소와 궤도 사이에 약간의 유격이 있습니다. 이 내부 틈새를 통해 베어링 요소가 궤도를 따라 원활하게 움직일 수 있습니다. 그러나 이로 인해 베어링 요소가 원래 위치에서 벗어날 수도 있습니다. 볼 베어링은 각도 정렬 불량을 허용합니다. 이는 특히 롤러 베어링에 해당됩니다. 볼 베어링은 최대 0.004인치까지 정렬 불량을 처리할 수 있지만 원통형 롤러 베어링은 정렬 불량이 0.001인치를 초과하면 이미 회전하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 이는 롤러 베어링을 더 정밀하게 설계해야 하므로 제조가 어렵고 비용이 많이 든다는 것을 의미합니다.
크기 : 일반적으로 더 크고 기계적 공간이 필요합니다.
유지보수: 특히 고속 응용 분야에서는 마찰 증가로 인해 빈번한 유지 관리가 필요할 수 있습니다.
볼베어링과 롤러베어링의 차이점
볼 베어링과 롤러 베어링은 모두 방사형 및 축방향 하중을 지지하면서 회전 마찰을 줄이도록 설계되었습니다. 롤러 베어링과 볼 베어링의 기본적인 차이점은 기본 설계에 있습니다. 롤러 베어링과 볼 베어링의 주요 차이점은 롤링 요소가 롤러 또는 볼이라는 것입니다. 볼 베어링과 롤러 베어링을 비교할 때 몇 가지 요소가 작용합니다.
마찰 계수가 낮기 때문에 볼 베어링은 일반적으로 고속 작동이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
롤러 베어링은 접촉 면적이 크며 레이디얼 하중이 큰 응용 분야에 이상적입니다.
접촉 면적이 작기 때문에 볼 베어링의 부하 용량은 롤러 베어링의 부하 용량보다 낮습니다.
볼 베어링은 하중을 받아도 변형이 적기 때문에 정밀한 용도에 적합합니다.
선택 기준
특정 용도에 맞는 올바른 베어링을 선택하는 것은 최적의 성능과 서비스 수명을 위해 중요합니다. 선택 기준은 주로 다음 두 가지 기준을 기반으로 합니다.
부하 유형 및 용량: 베어링은 반경방향, 축방향 또는 복합 하중 등 특정 하중을 견딜 수 있어야 합니다. 롤러 베어링은 일반적으로 무거운 레이디얼 하중에 사용되는 반면, 볼 베어링은 가벼운 하중에 사용됩니다.
속도 요구 사항: 애플리케이션의 실행 속도가 중요한 역할을 합니다. 볼 베어링은 마찰 저항이 낮기 때문에 고속 응용 분야에 가장 먼저 선택됩니다. 볼 베어링은 일반적으로 고속 회전이 필요한 응용 분야에 더 적합합니다. 시동 및 작동 중 마찰 계수가 낮아 저항이 적고 더 높은 속도에 도달할 수 있습니다.
반면에 롤러 베어링은 더 높은 부하 용량이 필요한 응용 분야에 더 적합합니다. 이는 선 접촉(볼 베어링의 점 접촉과 반대)이 베어링에 가해지는 하중을 광범위하게 분산시킬 수 있기 때문입니다. 효율성 측면에서 볼베어링은 고속에서 마찰을 최소화하는 데 약간의 이점이 있는 경향이 있습니다. 그러나 설계로 인해 롤러 베어링은 더 큰 하중을 효율적으로 처리할 수 있습니다.
결론
베어링은 수십 년 동안 사용되어 왔으며 의심할 여지 없이 산업, 상업 및 가정 환경에서 가장 중요한 엔지니어링 구성 요소 중 하나입니다. 부드럽고 일관된 회전 운동을 제공하고 마찰로 인한 마모를 방지합니다. 볼 베어링과 다양한 유형의 롤러 베어링은 모든 축을 따라 회전해야 하는 구성 요소 사이에 제거 가능한 연결을 제공하는 데 필요한 모든 것입니다.