형식과분류
구름베어링(이하베어링이라함)은, 일반적으로궤도륜, 전동체및케이지(RETAINER)로구성되어있고주로부하되는하중의방향에의해레이디얼베어링과스러스트베어링으로구분된다.
또한전동체의종류에따라서볼베어링과로울러베어링으로나눌수가있고그형상이나특정용도에의해서도분류할수있다.
형식과특징
구름베어링은미끄럼베어링과비교하여다음과같은특징을갖고있다.
(1) 기동마찰이작고, 동마찰과의차이도더욱작다.
(2) 국제적으로표준화, 규격화가이루어져있으므로호환성이있고교환사용이가능하다.
(3) 베어링의주변구조를간략하게할수있고보수·점검이용이하다.
(4) 일반적으로경방향하중과축방향하중을동시에받을수가있다.
(5) 고온도·저온도에서의사용이비교적용이하다.
(6) 강성을 높이기 위해 負의 클리어런스(예압상태)로해서도사용할수있다.
구름베어링 종류
1. 단열 깊은 홈 보올 베어링 (Single Row Deep Groove Ball Bearing)
① 구름 베어링 중 가장 많이 사용하는 형태로써 궤도륜 내부에 비교적 깊게 홈이 가공되어 있다.
② 내륜과 외륜의 상대적인 경사는 내부 클리어런스와 하중에 따라 좌우되며 정상적인 운전상태에서 대체로 8'~16'정도까지 허용된다.
③ 축직각방향하중과 축방향하중 또는 그 합성하중의 어느 쪽에도 견딜 수 있으며 (축방향은 약간의 하중을 견딜 수 있다) 적은 마찰 토르크로 인해 고속회전과 적은 동력손실이 요구되는 곳에 적합하다.
④ 다른 형태의 베어링 보다 보올베어링은 기하학적 정밀도를 쉽게 얻을 수 있으므로 낮은 소음과 진동이 중요시되는 곳에 적합하다.
⑤ 개방형 외에 시일드 또는 고무시일을 부착하여 그리이스를 주입한 밀봉형과 스냅링 홈을 외륜에 내고 스냅링을 붙여 설치 상 하우징 구조를 간단하게 한 스냅링 붙이 베어링 및 이들을 조합한 형태의 베어링으로 분류된다.
2. 앵귤러 콘텍트 보올 베어링(Angular Contact Ball Bearing)
① 단열과 복열의 두 종류로 나뉘어진다.
② 단열 앵귤러콘택트 보올 베어링은 비분리형으로서 기본 접촉각은 40°이며 15°, 30°인 것도 있다.
③ 접촉각이 커지면 축방향 하중의 부하능력이 커지게 되므로 접촉각이 작은 쪽이 고속회전에 유리하다.
④ 합성하중(축방향하중과 축직각방향하중)을 받을 수 있으며 축방향 하중은 높은 턱쪽으로만 받을 수 있으므로
두 개를 짝지어서 사용하거나 다른 베어링에 덧붙여 사용한다.
⑤ 짝 짓는 방법은 용도에 따라 정면 조합(DF), 배면조합(DB), 병렬조합(DT)로 분류되며 DF와 DB형태는
양방향의 축직각방향하중과 축방향하중을 받을 수 있으며 적정량의 예압이 요구된다.
DT형태는 한 방향의 큰 축방향하중을 받을 때 사용하며 이때 각 베어링에 동일한 하중의 분배가 요구된다.
3. 자동조심형 보올 베어링(Self-Aligning Ball Bearing)
① 외륜 궤도면이 구면이고 그 중심이 베어링의 중심과 일치하고 있기 때문에 내륜이 기울어져도 내륜과 볼은 외륜과의 관계를 자동으로 유지한다.
② 허용경사각이 비교적 큰 경우에 사용한다. (1~3°, 최대 4°).
③ 부하 능력은 깊은 홈 보올 베어링보다 작으며 축 방향 하중도 받기는 하나 능력은 그다지 크지 않다.
④ 외륜궤도의 곡률중심은 베어링의 중심과 일치한다. 내경이 원통형인 것과 테이퍼 형인 것이 있다.
4. 원통 로울러 베어링(Cylindrical Roller Bearing)
① 원통형 롤러를 전동체로 사용하는 베어링으로서 궤도륜과 선접촉을 하므로 레이디얼 방향의 커다란 하중을 견딜 수 있다.
② N형과 NU형은 각각 외륜과 내륜에 양쪽턱이 없는 형식으로 축이 축방향으로 자유롭게 움직일 필요가 있는 곳에 설치한다.
③ NJ형은 내륜의 한쪽에만 컥이 있는 것으로 축방향 하중을 한쪽으로만 받을 수 있으며
여기에 앵글링을 붙여서 고정형 베얼이(NH형)으로 쓸수도 있다.
④ 복열원통 로울러 베어링은 NN형과 NNU형으로 분류되며 높은 경방향강성을 가지므로
주로 정밀공작기계에 사용된다.
⑤ 큰 축직각방향 하중을 받으면서 고속으로 회전하는데 적합하다.
⑥ 큰 부하능력은 전동체와 궤도면이 선접촉에 의해서 양 끝에 높은 응력이 걸리는 것을 피하는데 기인한다.
이것은 비교적 견고한 베어링으로서 허용경사각 2'~4'이다.
⑦ 내륜과 외륜은 각각 따로 설치할 수 있으며 기어, 모터, 철도 차량 등에 많이 사용한다.
5. 매그니토 보올 베어링(Magneto Ball Bearing)
① 외륜이 분리될 수 있는 분리형 베어링으로 왼륜의 한 쪽에만 턱이 있고 다른 쪽은 원통형으로 되어 있어서 온도차에 의한 축길이의 변화를 흡수할 수 있고,
② 클리어런스가 없게 조립할 수도 있다. 보통 2개를 반대방향으로 짝지어서 사용한다.
③ 내륜과 외륜은 호환성이 있어서 따로 따로 축이나 하우징에 설치할 수 있으며 따라서 모두 억지끼워맞춤 할 수 있다.
④ 보통 소형으로 제작되어 발전기, 자이로 등에 사용한다.
6. 자동조심 로울러 베어링(Spherical Roller Bearing)
① 외륜은 구면 궤도를 가지고 내륜은 중간턱으로 분리된 이중궤도를 가지는 복열 비분리형 베어링이다.
② 전동체는 배럴형 로울러이고 대칭, 비대칭의 두가지가 있으며 원통로울러 베어링과 같이 선접촉을 하게 되어축직각방향 부하능력이 크다
③ 허용경사각은 최대 2°30'이다. 원통의 구멍인 기본형 이외에 어댑터나 빼냄 슬리이브을 사용하여 축에 설치하는 테이퍼 구멍형도 있다.
④ 최대 허용속도는 원통 로울러 베어링 보다 작으며, 윤활을 적절히 해야 할 필요성도 크게 요구 된다.
⑤ 윤활은 외륜의 윤활홈이나 윤활구멍을 통해서 한다.
⑥ 주로 압연기 등 중하중 용에 사용된다.
7. 테이퍼 로울러 베어링 (Tapered Roller Bearing)
① 분리형 베어링이며, 외륜, 전동체로 구성되어 있다.
② 원추형인 테이퍼진 로울러는 내륜의 큰 턱에 의하여 안내되면서 테이퍼진 궤도를 구른다.
③ 내륜과 전동체 리테이너를 합하여 콘 어샘블리라고 하며 외륜과 콘 어셈블리는 호환성을 가지는 것이 특징이다.
④ 레이디얼 하중과 스러스트 하중을 함께 받을 수 있으며 부하능력은 상당히 커서 앨귤러 콘택트 보올 베어링의
두 배가 넘으나 최대 허용속도는 작다.
⑤ 축방향 하중은 한쪽 방향으로만 받을 수 있으므로 앵귤러 콘텍트 보올 베어링과 같은 원리로 짝지어서 사용한다.
⑥ 작용된 축직각방향 하중은 축방향 하중을 유도하나 이축방향 하중은 축이 충분한 강성을 가지는 경우 베어링의 배열에 의해 상쇄된다.
⑦ 설치 할 때는 클리어런스를 적당히 조정하는 데에 주의를 기울인다.
⑧ 온도 변화에 따른 축변형이나 클리어런스 변화의 영향을 감소시키기 위하여 조립된 베어링 사이의 거리를 가능한 가깝게 하는 것이 바람직하다.
⑨ 최대허용 경사각은 2'이며 이것을 넘으면 로울ㄹ러의 모서리나 궤도의 구석부분에 응력이 집중되어 조기 파손을 일으킨다.
8. 스러스트 보올 베어링(Thrust Ball Bearing)
① 분리형 베어링으로서 고정륜, 회전륜, 전동체 및 리테이너로 구성되어 있다.
② 스퍼스트 하중(축방향 하중)만을 받을 수 있으며, 레이디얼 하중(축직각방향 하중)은 받을 수가 없다.주로 저속, 중속에서 사용된다.
③ 경사에는 상당히 민감하지만 축방향으로는 견고하게 지지할 수 있는 특징이 있다.
④ 만일의 경우 일어날 수 있는 경사의 영향을 흡수할 수 있도록 조심자리와셔(구면 자리)를 사용하기도 한다.
⑤ 한쪽 방향만의 축방향 하중을 받는 단식 스러스트 베어링과 양쪽 방향의 축방향 하중을 모두 받을 수 있는 복식 스러스트베어링이 있다. 단식은 회전륜과 고정륜 사이에 볼을 배열하고,복식은 상하 고정륜 사이에 중간 회전륜이 있다.
9. 니이들 로울러 베어링(Needle Roller Bearing)
① 길이가 직경의 3~10배가 되는 가늘고 긴 로울러가 많이 들어 있다.
② 내경에 비하여 외경이 작기 때문에 베어링 사용부의 소형화, 경량화가 요구되는 경우에 많이 사용한다.
③ 내경에 비하여 폭이 넓어서 레이디얼 하중에 잘 견디며 강성이 좋고 정밀도도 높다.
④ 높은 정밀도가 요구되는 기계에는 이 베어링으로 대체하여 가는 추세이다.
⑤ 쉘 형과 솔리드 형이 있으며, 리테이너가 없는 형식도 있다.
⑥ 자동차의 유니버셜 조인트, 공자기계 주축 등에 사용
10. 자동 조심 스러스트 로울러 베어링(Spherical Roller Thrust Bearing)
① 전둥면이 둥근 로운러를 비스듬히 배열한 베어링이다.
② 외륜이 궤도가 구면을 이루고 있기 때문에 베어링은 조심성을 가지고 있다.
③ 스러스트 부하능력이 매우 크고 스러스트 하중이 작용하고 있을 경우 약간의 레이디얼 하중을 견딜 수 있다.