나를에 따라 
베어링 제작에 대한 궁극적인 가이드
볼베어링은 가장 널리 사용되는 베어링으로 다양한 기계적 움직임에서 중요한 역할을 합니다. 볼 베어링은 신뢰성과 효율성이 중요한 고부하, 고속 응용 분야에서 회전을 지원하고, 마찰을 줄이고, 반경방향 및 축방향 하중을 지원하는 데 사용됩니다. 볼 베어링이 없으면 많은 기계와 장비가 효율적이거나 안전하게 작동하지 않습니다. . 따라서 볼 베어링이 어떻게 만들어지는지에 대해 매우 관심이 있으실 것입니다. Aubearing에서는 다양한 모양, 재료, 크기 및 기타 요구 사항에 맞는 볼 베어링 제조를 전문으로 합니다. Aubearing은 다년간의 볼 베어링 제조 경험을 바탕으로 베어링 제조 프로세스 가이드를 요약했습니다.
볼 베어링은 내부 링, 외부 링, 볼, 케이지 및 씰로 구성됩니다. 내부 링과 외부 링은 각각 샤프트와 외부 쉘과 접촉합니다. 볼은 내부 링과 외부 링을 분리하고 롤링 요소의 마찰을 줄입니다. 케이지는 볼을 분리하고 일정한 간격을 유지하여 볼이 서로 마찰되는 것을 방지하고, 씰은 먼지, 부스러기 및 기타 오염 물질이 베어링에 들어가는 것을 방지하여 베어링 시스템의 수명을 연장시킵니다. 볼은 베어링 레이스를 분리된 상태로 유지하는 롤링 요소입니다. 볼은 궤도를 따라 굴러가므로 기계나 장비가 원활하게 회전할 수 있습니다. 볼 베어링은 펌프, 사무 자동화 제품, 의료 장비, 전동 공구, 엔코더, AC/DC 모터, 유량계 및 측정 장비와 같은 장비에 사용됩니다.
볼베어링의 종류는 다양합니다. 하나는 깊은 홈 볼 베어링으로, 가장 일반적인 유형의 볼 베어링으로 고속과 낮은 마찰이 요구되는 광범위한 응용 분야에 사용됩니다. 두 번째는 각도 접촉 볼 베어링는 반경방향 및 축방향 하중을 모두 처리하도록 설계되었으며 공작 기계, 펌프 및 터빈과 같은 고속, 고정밀 응용 분야에 이상적입니다. 세 번째는 스러스트 볼 베어링는 한 방향의 축 하중을 처리하도록 설계되었으며 높은 축 하중 성능이 필요한 자동차 변속기 및 중장비와 같은 응용 분야에 자주 사용됩니다. 네 번째는 자동 조심 볼 베어링, 샤프트와 하우징 사이의 정렬 불량을 보상하도록 설계되었습니다. 샤프트 편향, 정렬 불량 또는 설치 오류가 발생할 수 있는 응용 분야에 이상적입니다. 다섯 번째는 소형 베어링, 소형 모터 및 의료 장비와 같은 소형 응용 분야에 사용됩니다. 여섯째, 플랜지 볼 베어링은 제자리에 고정해야 하는 샤프트나 지지 구조와 같이 베어링을 특정 위치에 배치해야 하는 응용 분야에 사용됩니다.
볼 베어링 만드는 방법
볼 베어링은 초소형 의료 치과 장비 및 마이크로 모터에 사용되는 직경 1.0mm의 초소형 베어링부터 중장비 장비에 사용되는 직경 17피트 이상의 대형 베어링까지 수백 가지 크기로 제공됩니다. 볼베어링은 어떻게 만들어지나요? 공을 이렇게 둥글게 만드는 방법은 무엇입니까? 그 대답은 가공, 열처리, 연삭, 호닝, 조립, 품질 관리 등을 포함한 다단계 제조 공정입니다. 차이가 있을 수 있지만 다음 공정은 오늘날 대부분의 표준 볼 베어링을 제조하는 데 적합합니다.
베어링 제조업체는 고객 요구 사항에 따라 적합한 재료를 선택합니다. 용도에 따라 강철, 세라믹, 스테인리스강 등의 재료를 사용할 수 있습니다. 고려해야 할 요소에는 부하 용량, 회전 속도, 작동 온도, 내식성 및 비용이 포함됩니다. 각 베어링 재료에는 의도된 용도에서 볼 베어링의 성능과 수명에 영향을 미치는 데 결정적인 역할을 하는 고유한 장점과 단점이 있습니다. 케이지 재료에는 스탬프 강철, 스탬프 황동, 기계 가공 강철, 기계 가공 청동, 성형 나일론 또는 폴리옥시메틸렌(POM) 및 페놀 수지가 포함됩니다.
강철: 볼베어링에 가장 널리 사용되는 재질은 강철이다. 강철은 강도, 경도, 내마모성이 뛰어나고 엄청난 압력에도 견딜 수 있습니다. 일반적으로 고탄소 크롬강(일반적으로 베어링강으로 알려짐)이 사용됩니다. 사용되는 특정 강철 등급에는 AISI 52100, AISI 440C 또는 기타 유사한 합금이 포함될 수 있습니다. 이 강철은 필요한 경도와 인성을 얻기 위해 열처리 공정을 거칩니다. AISI 52100은 열처리 공정에 따라 화씨 1도 이상에서도 치수 안정성이 있는 크롬강(1.5% 탄소, 250% 크롬 합금)입니다. AISI 52100은 또한 우수한 탄성, 가공성 및 균일성을 제공합니다. 또 다른 인기 있는 소재는 부식 방지 특성을 위해 사용되는 AISI 440C 스테인리스 스틸입니다. AISI 440C는 52100보다 가공 비용이 높으며 많은 부하를 처리할 수 없습니다. 화씨 70도에서 440C는 85의 부하 용량의 52100%를 갖습니다. 베어링 소음을 줄이거나 피로 수명을 늘리기 위해 다른 마르텐사이트 스테인리스강도 사용됩니다. AISI M50 강철은 항공우주 산업과 같은 중요한 시스템 응용 분야에 사용됩니다. 다른 합금에는 M50이 포함됩니다. M50은 52100보다 두 배 더 안정적이며 강도를 높이기 위해 4% 몰리브덴을 함유하고 있습니다. M50은 52100보다 약 XNUMX배 비싸기 때문에 주요 절충점은 비용입니다.
세라믹: 세라믹 볼 베어링은 스틸 베어링에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다. 일반적으로 질화 규소(Si3N4) 또는 산화 지르코늄(ZrO2), 탄화 규소와 같은 재료로 만들어집니다. 세라믹 볼 베어링은 내식성이 뛰어나고, 가볍고, 마찰 계수가 낮으며, 전기 절연성이 있고, 더 높은 온도에서 작동할 수 있습니다. 일반적으로 고속, 극한의 온도 또는 열악한 환경에 대한 저항이 필요한 응용 분야에 사용됩니다. 세라믹 볼 베어링의 가격은 일반적으로 AISI 52100 및 AISI 440C보다 훨씬 비쌉니다. 가장 일반적인 세라믹 베어링은 하이브리드 세라믹 베어링으로, 내륜과 외륜은 스테인리스 스틸로 제작되고 볼은 세라믹으로 제작됩니다.
스테인레스 스틸: 스테인레스 볼베어링의 가장 큰 장점은 내식성입니다. AISI 304 또는 AISI 316과 같은 가장 일반적인 스테인레스강 합금 베어링에는 고농도의 크롬과 니켈이 포함되어 있습니다. 스테인레스 스틸 베어링은 식품 가공, 의료 장비 및 해양 응용 분야와 같은 산업에서 일반적으로 사용됩니다.
플라스틱: 이상하게 들리네요. 네, 볼 베어링의 재질이 플라스틱일 수도 있습니다. 플라스틱 볼 베어링은 주로 어린이 장난감과 같은 저부하, 경량 및 비정밀 응용 분야에 사용됩니다. 플라스틱 베어링의 제조 공정은 금속 베어링의 제조 공정과 다르기 때문에 이 블로그에서는 플라스틱 베어링의 제조 공정에 대해 논의하지 않습니다.
베어링 내륜 및 외륜 제작
베어링의 내륜과 외륜의 제조 공정은 모두 금속 링이므로 동일하지만 크기가 다릅니다. 링은 CNC 선반과 유사한 자동화된 기계를 활용하는 튜브로 시작됩니다. 이 기계의 절단 도구는 금속 튜브를 기본 모양으로 자르고 열처리의 다음 단계에서 뒤틀림을 고려하여 소량의 추가 재료를 남깁니다. 일반적으로 베어링 번호와 제조업체 정보는 외부 링에 인쇄되어 있습니다.
다음으로, 금속 링은 열처리로에서 경화되어 링의 크기에 따라 화씨 약 1,550도(섭씨 840도)까지 20분에서 몇 시간 동안 가열됩니다. 그런 다음 인성을 더욱 강화하기 위해 기름으로 냉각하고 화씨 약 300도(섭씨 148도)의 두 번째 용광로에서 단련 및 공냉식을 거칩니다. 이 과정을 통해 궤도는 강하고 내구성이 높아집니다.
내부 및 외부 링은 정확한 치수와 매끄러운 표면을 위해 연마되었습니다. 궤도에는 연삭 휠 마무리가 필요합니다. 궤도가 너무 단단해졌기 때문에 절삭 공구로는 이 작업을 수행할 수 없습니다. 링의 각 섹션은 적절한 베어링 폭, 반경, 궤도 위치 및 형상을 보장하기 위해 연마되어야 합니다. 앵귤러 콘택트 베어링과 같은 일부 베어링은 링 치수에 대한 정밀한 공차를 보장하기 위해 후속 공정에서 추가 연삭이 필요합니다.
베어링 볼 만들기
볼은 베어링에 매우 중요합니다. 둥글고 부드러운 볼은 베어링 내부의 마찰을 최소화할 수 있습니다. 공의 초기 상태는 매우 특별하고 철저한 제조 공정을 통해 "냉간 가공"된 강철 와이어 또는 막대 모양의 블록입니다. 콜드 헤딩(Cold Heading)은 와이어를 자르고 양쪽 끝을 쳐서 거친 공을 형성하는 것을 의미합니다. 공 주위에는 링(버라고도 함)이 있습니다. 다음으로 거친 공을 뒤집어 "버 가장자리"를 제거합니다. 볼은 두 개의 주철 디스크 사이의 홈에 반복적으로 공급되며, 그 중 하나는 회전하고 다른 하나는 고정되어 있습니다. 거친 홈은 버를 효과적으로 떼어내어 볼을 상당히 둥글게 만들고 다음 연삭 단계를 위한 실제 적용 크기보다 약간 더 크게 만듭니다. 물론 볼은 내구성, 인성 및 경도를 높이기 위해 전동면과 유사한 열처리(가열 및 템퍼링)를 거칩니다. 마지막으로 볼은 적절한 크기와 원형을 얻기 위해 분쇄기로 이동됩니다. 볼은 그라인더로 연마되거나 연마 페이스트를 사용하여 표면을 완벽하게 매끄럽게 만들 수 있습니다. 공은 완벽하게 부드러운 공을 만들기 위해 8~10시간 동안 그라인더에 남아 있습니다.
볼 베어링 케이지는 일반적으로 강철로 만들어지며 얇은 판금으로 만들어집니다. 케이지의 최종 형상은 금형에서 형성됩니다. 금형은 서로 꼭 맞는 두 개의 강철 조각으로 구성되며, 케이지를 금형에 넣고 금형을 닫으면 올바른 모양으로 구부러집니다. 때로는 베어링의 케이지 재료가 플라스틱일 수도 있습니다. 왜냐하면 제조 비용이 저렴하기 때문입니다. 일부 사람들은 플라스틱 케이지가 강철 케이지보다 마찰 계수가 낮다고 생각합니다. 플라스틱 케이지를 만들려면 금형에 용융된 플라스틱을 채운 다음 단단해질 때까지 굳히는 사출 성형 공정이 사용됩니다. 그런 다음 완성된 플라스틱 케이지를 제거하고 베어링의 다른 부품과 조립합니다.
베어링 조립
이제 베어링의 네 가지 구성 요소가 생산되었으므로 베어링이 최종적으로 조립됩니다. 내부 링은 외부 링 내부에 위치하며 볼이 들어갈 수 있는 공간을 확보하기 위해 가능한 한쪽으로 밀어 넣습니다. 크기에 따라 올바른 수의 공을 케이지에 조심스럽게 넣으십시오. 케이지는 볼을 서로 분리한 다음 케이지와 내부 및 외부 링을 함께 누르는 역할을 합니다. 강철 케이지인 경우 함께 설치하고 리벳으로 고정해야 합니다. 베어링이 더 높은 하중을 처리할 수 있도록 하려면 케이지와 링을 특정 온도로 가열하고 전체 어셈블리가 냉각될 때까지 제자리에 고정해야 합니다. 플라스틱 케이지는 일반적으로 쉽게 "맞춰집니다". 대부분의 경우 베어링 주위에 방청제를 도포한 후 고객의 주소로 배송됩니다.
베어링 제조 공정의 마지막 단계는 품질 관리입니다. 여기에는 정확도, 소음, 진동 및 기타 요인에 대한 볼 베어링 테스트가 포함됩니다. 볼 베어링은 신뢰성과 내구성을 보장하기 위해 엄격한 테스트와 품질 관리 절차를 거칩니다.
베어링 표면의 먼지를 청소하십시오.: 공인된 용제를 사용하여 베어링의 먼지, 부스러기, 녹을 제거하십시오.
검사: 베어링에 눈에 띄는 결함이 있는지 육안으로 검사하고 자분을 사용하여 베어링의 균열, 마모 또는 불규칙한 표면 및 기타 문제를 검사합니다.
치수 측정: 내경, 외경, 쇠구 크기, 폭 등 주요 치수를 측정하기 위해 특수 베어링 시험기나 3차원 좌표 측정기를 사용합니다.
진원도 및 진동 측정: 베어링 부품의 진원도를 평가하고 이상적인 원형 형상에서 벗어난 흔들림이나 편차를 측정합니다.
표면 거칠기 분석: 베어링 표면의 매끄러움이나 거칠기를 평가합니다.
포장: 베어링 종류에 따라 적절한 윤활제를 베어링에 도포하십시오. 마지막으로 철저한 청소를 위해 진동 드럼에 넣고 베어링 패키지에 밀봉합니다.
베어링의 정밀도로 인해 Aubearing은 완제품의 최고 품질을 보장하기 위해 공정 전반에 걸쳐 엄격한 테스트를 수행합니다. 열처리 공정 중 정기적인 테스트는 물론, 불량 여부를 확인하기 위해 전 공정에 걸쳐 테스트를 진행합니다. 크기와 모양도 중요하며 볼과 궤도의 표면은 최대한 부드러워야 합니다.
결론
이 가이드는 재료부터 품질 관리 시스템까지 전체 베어링 제조 프로세스를 개략적으로 설명하여 프로세스에 관심이 있는 엔지니어가 고품질 베어링을 만드는 데 필요한 단계를 포괄적으로 이해할 수 있도록 해줍니다. 볼 베어링의 제조는 정밀성과 세부 사항에 대한 주의가 필요한 복잡한 공정입니다. 베어링 기술의 지속적인 발전과 베어링 지식의 축적을 통해 제조업체는 고객의 요구를 충족하는 고품질 베어링을 자신있게 생산할 수 있습니다.