나를에 따라 
베어링 하중에 대한 지침
베어링 하중은 베어링의 수명 및 작동 성능과 밀접한 관련이 있습니다. 새로운 애플리케이션을 설계하고 기존 애플리케이션을 조정할 때, 특히 베어링 고장 및 고장의 원인을 분석할 때 베어링 하중을 이해하는 것이 중요합니다. 부하 용량이 부족한 베어링을 선택하면 조기 마모, 과열 및 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.
간단히 말해서 베어링 하중은 베어링에 가해지는 힘 또는 압력의 양입니다. 베어링 하중은 롤링 요소의 일부 또는 전체를 통해 하나의 베어링 링에서 다른 베어링 링으로 전달되는 힘으로 정의됩니다. 적용된 하중은 일반적으로 샤프트, 베어링의 내부 링, 마지막으로 베어링의 외부 링으로 전달됩니다. 베어링 하중의 크기와 방향은 기계 중량, 작동 속도, 가속, 감속, 충격, 진동, 온도 및 기타 요인을 포함한 다양한 요인에 따라 달라집니다. 매끄럽게하기. 부적절한 정렬, 설치 또는 유지 관리도 베어링 하중에 영향을 미칠 수 있습니다. 베어링 하중은 다양한 조합을 지원하지만 대부분의 적용 하중 유형은 다음 네 가지 주요 유형으로 요약될 수 있습니다.
레이디얼 하중
축 하중
예압
원심하중
이 기사에서는 이러한 네 가지 유형의 적용 하중, 이것이 베어링 수명에 어떤 영향을 미치는지, 적절한 적용 하중을 가장 잘 지탱할 수 있는 베어링 선택에 대해 설명합니다.
베어링 레이디얼 하중
베어링 레이디얼 하중은 샤프트 축에 수직인 베어링 외부 링에 작용하는 힘입니다. 베어링에 가해지는 방사형 하중의 일반적인 예로는 수평 샤프트 어셈블리, 기어, 풀리 또는 절삭 공구의 무게가 있습니다. 작업 시 샤프트 어셈블리는 베어링의 내부 링을 방사형으로 밀고 롤링 요소를 통해 베어링의 외부 링에 하중을 전달합니다. 방사형 하중은 일반적으로 동일하고 균일한 방식으로 전동체에 힘을 전달하지 않습니다. 그렇기 때문에 하중을 볼 때 종형 곡선 모양의 힘 분포를 볼 수 있습니다. 적용된 하중을 직접 받는 롤링 요소는 가장 큰 힘을 견디는 요소입니다. 각각의 연속적인 롤링 요소는 한 방향에서 다른 방향으로 점점 더 작은 하중을 전달합니다. 베어링의 반경방향 하중 용량을 계산하려면 지지되는 중량과 그에 작용하는 힘을 결정해야 합니다. 베어링 사이에 하중을 분산시키려면 계산된 하중이 제조업체의 사양에 따라 선택한 베어링의 최대 부하 용량 내에 있는지 확인하십시오. 응용 분야가 베어링에 방사형 하중을 가하는 경우 방사형 볼 베어링 또는 앵귤러 콘택트 베어링이 좋은 선택이 될 것입니다.
베어링 축방향 하중
베어링 축 하중은 베어링의 내부 또는 외부 링에 작용하는 샤프트 축과 평행한 힘으로, 스러스트 하중이라고도 합니다. 일반적으로 드릴 비트처럼 샤프트와 직접 정렬된 축 하중을 찾을 수 있습니다. 축 하중은 추력이나 장력에 의해 발생하며 단방향 또는 양방향일 수 있습니다. 다른 경우 축 하중은 베벨 기어의 경우처럼 샤프트 축에서 오프셋된 반작용 하중일 수 있습니다. 축방향 하중은 동일하고 균일한 방식으로 전동체에 힘을 전달하여 균형 잡힌 하중 분포를 가져옵니다. 일반적으로 각 공에 가해지는 힘이 고르게 분산되는 것을 볼 수 있습니다. 볼이 비스듬히 궤도와 접촉하기 때문에 결과적인 힘은 베어링 축과 일치하여 바깥쪽으로 방출됩니다. 응용 분야가 베어링에 축 방향 하중을 가하는 경우 접촉각이 더 높은(약 25°) 앵귤러 콘택트 베어링이 좋은 선택이 될 것입니다. 그러나 상쇄된 축방향 하중이 있는 경우 모멘트 힘이 내부 링에 가해져 베어링의 롤링 요소에 고르지 않은 하중 분포가 발생합니다. 축방향 하중 용량을 계산하려면 베어링 크기, 재질, 형상은 물론 하중 방향과 크기도 고려하세요. 제조업체는 표준화된 공식과 테스트를 기반으로 베어링을 평가합니다. 축방향 하중이 높은 응용 분야에는 펌프, 자동차 변속기 및 압축기가 포함됩니다.
베어링 예압
베어링 예압은 특수한 유형의 베어링 축 하중(또는 스러스트 하중)입니다. 베어링 예압은 베어링에 가해지는 미리 결정된 하중이며 가해지는 하중과 분리되어야 합니다. 베어링 예압을 추가하면 롤링 요소와 베어링 레이스 간에 최적의 시너지 효과가 생성됩니다. 베어링 예압력의 역할:
과도한 미끄러짐 방지
강성을 높이고 진동과 미끄럼 마찰을 줄입니다.
높은 작동 정확도 - 부하 조건이 변화하는 경우에도 가능
부하 용량 증가
일반적으로 고속 애플리케이션을 설계하는 경우 앵귤러 콘택트 베어링에 가벼운 예압을 사용하는 것을 고려하십시오. Aubearing은 SM 앵귤러 콘택트 베어링 또는 KH 앵귤러 콘택트 베어링을 권장합니다. 반면, 엄격한 강성과 정확성이 요구되는 응용 분야를 설계하는 경우 앵귤러 콘택트 베어링에 중간 또는 무거운 예압을 적용하는 것을 고려할 수 있습니다. 봉헌 당사의 S 앵귤러 콘택트 베어링 시리즈를 권장합니다.
베어링 원심 하중
베어링 원심 하중은 응용 분야, 특히 터빈 및 원심 분리기와 같은 고속 응용 분야의 회전 속도(RPM)에서 발생합니다. 고속 애플리케이션은 강력한 원심 하중을 생성하는데, 이는 애플리케이션이 최대 속도에 도달하는 능력에 영향을 미치는 요소 중 하나입니다. 내부 링 롤링 요소가 회전할 때 직선 경로를 따라 접선 방향으로 움직이기를 원하지만 외부 링은 베어링의 호를 따르도록 강제해야 합니다. 이 상호 작용은 원심 방사형 하중을 생성합니다. 원심력은 곡선 경로를 따라 움직이는 물체가 회전 중심에서 바깥쪽으로 느껴지는 힘입니다. 베어링 회전 중에 롤링 요소와 외부 링 사이의 상호 작용으로 인해 다음과 같은 원심 반경 방향 하중이 생성됩니다.
내부 링은 롤링 요소를 회전시킵니다.
운동을 따르는 롤링 요소는 회전 호에 접하는 경로를 따라 직선으로 계속 움직이기를 원합니다.
외부 링은 롤링 요소가 베어링의 호를 따라 계속 움직이도록 강제해야 합니다.
원심 하중은 베어링 수명에 영향을 미치므로 적절한 베어링을 선택하는 데 매우 중요합니다. 응용 분야에 고속이 필요한 경우 Aubearing의 KH 시리즈와 같이 더 작은 볼이 있는 앵귤러 콘택트 베어링을 사용하는 것을 고려하십시오. 또 다른 옵션은 베어링 강철 볼에서 세라믹 볼로 전환하는 것입니다. 볼이 작거나 가벼우면 회전 질량이 줄어들고 그에 따라 적용되는 원심 하중도 줄어듭니다.
추가: 헤르츠 접촉 압력
위에서 설명한 대로, 우리가 논의한 모든 하중은 롤링 요소를 통해 한 베어링 링에서 다른 베어링 링으로 전달되는 접촉력에서 발생합니다. 그러나 우리가 언급하지 않은 것은 이 접촉력이 롤링 요소가 전동면을 밀어내는 압력을 생성한다는 것입니다. 이를 헤르츠 접촉 압력 또는 헤르츠 응력이라고 합니다. 헤르츠 접촉 압력은 베어링이 견딜 수 있는 하중의 양과 유형을 결정하는 중요한 기준 요소입니다. 하중을 견디는 베어링의 능력은 헤르츠 접촉 압력이 베어링 응력 한계에 얼마나 가까운지에 따라 달라집니다. 베어링이 응력 한계에 가까울수록 베어링이 소성 변형되는 데 필요한 시간이 짧아집니다.
예를 들어 강철 AISI 52100의 경우 볼 베어링, 일반적으로 허용되는 응력 한계는 4,200MPa입니다. Aubearing은 강철 볼의 헤르츠 접촉 압력이 1,500MPa보다 높고 세라믹 볼의 헤르츠 접촉 압력이 1,800MPa보다 높으며 이는 응력 한계에 접근하기에 충분하므로 애플리케이션의 전체 수명에 중요한 영향을 미친다고 믿습니다. 애플리케이션의 헤르츠 스트레스가 높은 경우 스트레스를 줄이기 위해 애플리케이션을 변경해야 할 수도 있습니다. 일부 솔루션은 베어링 크기를 변경하거나, 세라믹 볼을 사용하거나, 시스템에 베어링을 추가하여 부하 분산을 돕는 것일 수 있습니다.
베어링 하중 계산
베어링 부하 용량은 베어링 제조업체의 공식을 포함한 다양한 공식과 소프트웨어 프로그램을 사용하여 계산할 수 있습니다. 목차, 온라인 계산기 및 유한 요소 분석(FEA) 시뮬레이션. 가장 일반적으로 사용되는 방사형 및 축방향 하중 공식은 다음과 같습니다.
레이디얼 하중 용량 = (C/P)^(1/3) x Fr
축방향 하중 용량 = (C0/P)^(1/2) x Fa
식에서 C는 기본동정격하중, P는 베어링의 동등가하중, C0는 기본정정격하중, Fr은 레이디얼 하중, Fa는 축방향 하중이다. 베어링 부하 용량을 계산할 때 정확한 결과를 얻으려면 전문가의 조언을 구하거나 베어링 제조업체에서 제공하는 소프트웨어 프로그램을 사용하십시오.
고속 응용 분야에서는 조기 고장을 방지하기 위해 충분한 원심 부하 용량을 갖춘 베어링을 선택하는 것이 중요합니다. 원심 하중은 베어링 변형, 진동 및 피로를 유발할 수 있습니다. 원심 부하 용량을 계산하려면 제조업체에서 제공하는 것과 같은 공식과 소프트웨어 프로그램을 사용하십시오. 목차, 온라인 계산기 및 FEA 시뮬레이션. 가장 일반적인 공식은 원심 부하 용량 = (C0/P) x V^2 x 10^-9입니다. 여기서 C0는 기본 정정격 하중, P는 등가 동적 베어링 하중, V는 베어링 속도(rpm)입니다.
정격 베어링 하중
우리는 항상 베어링의 정격 하중을 Kgf(킬로그램 힘)로 표현합니다. 이것은 지구 표면에 질량 1kg이 가하는 힘입니다. 다른 곳에서는 뉴턴으로 표현된 힘을 볼 수 있습니다. 뉴턴은 9.80665kg의 질량을 초당 1m(또는 9.80665m/s²)로 가속시키는 힘으로 정의됩니다. 지구 표면의 중력은 1m/s²이므로 10Kgf = XNUMX뉴턴이지만 단순화를 위해 XNUMXKgf = XNUMX뉴턴이라고 가정하겠습니다.
정격 동적 레이디얼 하중
동적 레이디얼 정격 하중의 공식 정의는 다음과 같습니다. "동일한 크롬강 베어링 세트(내부 링만 회전)의 90%가 피로 징후가 나타나기 전에 백만 회전을 견딜 수 있는 일정한 정적 레이디얼 하중"입니다. 10,000만 rpm은 큰 숫자처럼 들리지만 다시 확인해 보겠습니다. 최대 동적 부하가 적용된 상태에서 약 100rpm(분당 회전수)으로 작동하는 경우 베어링은 6시간 12분(약 440분)만 지속됩니다. 이 수치는 정격 수명을 계산하는 데 사용되지만, 베어링이 매우 오래 지속될 것으로 예상되지 않는 한 일반 응용 분야에서 이러한 하중 근처에 베어링을 가해서는 안됩니다. 긴 수명이 필요한 경우 실제 하중을 베어링 동적 정격 하중의 440%~XNUMX%로 제한하는 것이 가장 좋습니다. 더 무거운 하중을 견딜 수 있지만 수명이 단축됩니다. AISIXNUMXC/KSXNUMX 스테인레스 스틸 베어링 크롬강 베어링 하중의 약 80% – 85%를 지원합니다. 스러스트 베어링의 정격 하중은 백만 회전 동안 일정한 축 하중을 기준으로 합니다. Aubearing의 전문가 팀은 다양한 베어링에 대한 수명 등급 데이터를 제공하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
정격 정적 레이디얼 하중
정적 레이디얼 정격 하중은 볼이나 궤도의 완전한 영구 변형을 일으키는 순수 레이디얼 하중(또는 스러스트 베어링의 경우 축 하중)입니다. 이 수치에 가까운 정적 하중은 일부 응용 분야에서는 견딜 수 있지만 부드러움이나 정확성이 필요한 경우에는 견딜 수 없습니다. 스테인레스강 베어링의 정정격 하중은 크롬강 베어링 정격 하중의 약 75%~80%입니다. 베어링의 부하 용량은 윤활유에 의해 제한될 수 있습니다. 일부 윤활제는 경부하에만 적합한 반면 다른 윤활제는 고하중 용도로 설계되었습니다. 풀 컴플리멘트 베어링은 정격 하중이 더 높습니다. 레이디얼 볼 베어링의 축방향 하중 용량은 느슨한 레이디얼 클리어런스를 지정하여 증가시킬 수 있습니다.
정격 축방향 하중
6200 또는 6300 시리즈와 같은 고강도 베어링 유형은 정격 정적 레이디얼 하중의 최대 50%까지 축 하중을 처리할 수 있습니다. 얕은 궤도로 인해 얇은 단면의 깊은 홈 볼 베어링은 베어링 정격 정적 레이디얼 하중의 10%~30% 사이의 축 하중만 견딜 수 있습니다. 이 수치는 순전히 축방향 하중을 기준으로 한 것입니다. 추가적인 반경방향 하중 또는 모멘트(오정렬 하중)는 축방향 하중 용량에 영향을 미칩니다. 결합 하중에 대한 총 권장 제한을 초과하면 베어링 수명에 부정적인 영향을 미칩니다. 풀 컴플리멘트 볼 베어링에는 내부 링과 외부 링에 충전 홈이 가공되어 있습니다. 이 홈은 축 하중 하에서 볼의 회전을 방해하므로 축 하중 하에서 풀 컴플리멘트 베어링을 사용하는 것은 권장되지 않습니다.
베어링 하중이 수명에 미치는 영향
적절한 부하 용량을 갖춘 올바른 베어링을 선택하는 것은 기계의 효율적인 작동과 내구성에 매우 중요합니다. 용량이 너무 적으면 조기 고장, 가동 중지 시간, 수리 및 안전 위험이 발생할 수 있으며, 부하가 너무 많으면 과열, 마모 및 파손, 에너지 소비 증가가 발생할 수 있습니다. 잘못된 부하 용량은 치명적인 고장, 안전 위험 및 비용이 많이 드는 가동 중지 시간으로 이어질 수 있습니다. 귀하의 응용 분야에 적합한 용량을 확인하려면 전문가나 베어링 제조업체에 문의하십시오.
L10으로 알려진 기본 피로 수명은 특정 그룹에 있는 모든 베어링의 90%가 계산된 고장 시간(고장 확률: 10%)에 도달하거나 초과하는 회전수로 계산됩니다. 카탈로그에서 베어링의 동적 용량을 찾아 레이디얼 하중과 회전 속도를 추정하고 직접 계산할 수 있습니다. L10 베어링 수명. L10 수명 계산은 작동 조건에서의 베어링 수명을 90% 정확도로 나타냅니다.
따라서 하중은 일반적으로 이론적 값에 시간 경과에 따른 다양한 요인을 곱하여 얻습니다. 많은 수학이 관련되어 있지만 Aubearing 웹사이트에서 정보를 찾을 수 있습니다.
올바른 베어링을 선택하세요
베어링을 선택할 때는 적용 요구 사항, 하중 유형, 속도, 환경 및 온도를 고려하십시오. 볼 베어링은 낮거나 중간 정도의 하중에 적합하고, 롤러 베어링은 더 높은 하중에 적합합니다. 슬라이딩 베어링은 저속, 고부하 기계에 적합합니다. 최적의 성능과 서비스 수명을 보장하려면 정기적인 검사, 청소 및 윤활을 통해 베어링을 유지관리하십시오. 베어링의 길고 성공적인 서비스 수명을 보장하기 위해 제조업체가 할 수 있는 일이 많이 있습니다. 첫 번째 단계는 경방향 하중을 베어링의 동적 정격 하중의 6%~12%로 제한하는 것입니다. 베어링은 더 높은 하중을 견딜 수 있지만 수명은 단축됩니다.
다음 단계는 올바른 재료를 선택하는 것입니다. 얇은 단면, 내부식성, 소형 베어링 및 세라믹 베어링 전문업체인 Aubearing의 경험 올바른 베어링 유형을 선택하는 것도 차이를 만들 수 있습니다. 모든 레이디얼 볼 베어링은 어느 정도의 스러스트 하중 용량을 갖고 있지만 더 큰 스러스트 하중이 있는 경우 일반적으로 깊은 궤도가 있는 견고한 베어링을 사용하는 것이 더 좋습니다. 이러한 베어링은 정적 레이디얼 하중의 최대 50%까지 축 하중을 견딜 수 있기 때문입니다. 부하 등급.
벽이 얇은 베어링(베어링의 내경과 외경의 차이가 작은 경우)은 소형화 및 경량화에 탁월합니다. 궤도는 얕기 때문에 베어링 정격 정적 반경방향 하중의 10%~30% 사이의 축방향 하중만 지탱할 수 있습니다. 추가적인 반경방향 하중이나 모멘트 하중은 스러스트 하중 능력을 더욱 감소시킵니다. 벽이 얇은 베어링에 과도한 추력 하중이 가해지면 볼이 궤도 상단에 위험할 정도로 가까이 올 수 있습니다. 올바른 베어링 유형을 선택하고 방사형 및 스러스트 하중을 제어하는 핵심 요소를 고려함으로써 엔지니어는 최고 수준의 정확성, 부드러움 및 베어링 수명을 제공하면서 지속적인 혁신을 보장할 수 있습니다.
결론
용도에 맞는 올바른 베어링을 선택하려면 베어링 하중을 이해하는 것이 중요합니다. 반경방향, 축방향 및 원심력 하중에 따라 적절한 하중 용량이 결정됩니다. Aubearing은 다양한 조건과 응용 분야에 적합한 광범위한 베어링뿐만 아니라 고품질 제품과 전문가의 조언을 제공합니다. Aubearing은 주로 미국 및 전 세계의 다양한 산업에 사용되는 볼 베어링과 롤러 베어링을 제조합니다.
당사의 산업용 베어링은 구름 피로 표준에 따라 긴 서비스 수명을 제공해야 할 뿐만 아니라 충격, 과부하 및 간헐적인 고속 이탈로부터 보호하기 위해 구조적으로 함께 고정되어야 합니다. 이를 위해 대구경 베어링을 포함한 모든 베어링의 설계가 최적화되었습니다.