베어링의 원리

지금부터는 베어링의 원리에 대해 살펴보겠습니다.작은 슈퍼마켓 트롤리에서 거대한 발전소에 이르기까지 많은 수의 경량 및 산업 장비는 어떤 형태로든 베어링을 사용하지 않고는 작동 할 수 없습니다.베어링은 여러 유형의 기계 에서 중요한 마찰 구성 요소이며 다양한 형태와 모양으로 존재합니다. 정적 또는 동적 하중을받을 수있는 시스템에서 특정 유형의 동작 (자유도 제한) 만 지원 / 허용하는 구성 요소로 정의 할 수 있습니다.예를 들어 슬라이딩 도어가 있습니다. 문을 들어 올리거나 제자리에서 제거 할 수 없습니다. 그것은 그것을 열기 위해 슬라이딩 만 허용합니다. 가능한 움직임은 베어링에 의한 슬라이딩 움직임으로 제한됩니다.베어링의 목적은 무엇입니까?베어링의 주요 목적은 상대적으로 움직이는 두 요소 사이의 직접적인 금속 대 금속 접촉을 방지하는 것입니다. 이는 마찰, 열 발생 및 궁극적으로 부품의 마모를 방지합니다. 또한 슬라이딩 모션이 저 마찰 롤링으로 대체되어 에너지 소비를 줄입니다.또한 회전 요소의 하중을 하우징으로 전달합니다. 이 하중은 반경 방향, 축 방향 또는 둘 다의 조합 일 수 있습니다. 베어링은 또한 위에서 설명한대로 사전 정의 된 방향으로 움직이는 부품의 자유 이동을 제한합니다.롤링 요소 베어링 롤링 요소 베어링은 볼 또는 실린더 모양의 롤링 요소를 포함합니다. 우리는 구름 마찰의 크기가 미끄럼 마찰보다 낮기 때문에 바퀴를지면에서 미끄러지는 것보다 바퀴를 굴리는 것이 더 쉽다는 것을 알고 있습니다. 동일한 원칙이 여기서 작동합니다. 롤링 요소 베어링은 회전 운동에서 부품의 자유로운 움직임을 촉진하는 데 사용됩니다.응용 분야에서 직선 운동이 필요한 경우에도 회전 운동을 슬라이딩 운동으로 쉽게 변환 할 수 있습니다. 에스컬레이터 또는 컨베이어를 고려하십시오. 모션은 선형이지만 모터로 구동되는 롤러에 의해 구동됩니다.또 다른 예는 연결 장치를 사용하여 모터의 회전 에너지를 병진 운동으로 변환 할 수있는 왕복 펌프입니다. 이러한 각 응용 분야에서 볼 베어링은 어셈블리의 다른 롤러 샤프트뿐만 아니라 모터 샤프트를 지원하는 데 사용됩니다.롤링 요소는 슬라이딩 마찰이 롤링 마찰로 대체되기 때문에 많은 마찰없이 하중을 전달합니다. 롤링 요소 베어링은 볼 베어링과 롤러 베어링의 두 가지 주요 유형으로 나눌 수 있습니다.볼베어링볼 베어링은 사용되는 가장 일반적인 유형의 베어링 클래스 중 하나입니다. 그것은 롤링 요소로 볼의 행으로 구성됩니다. 두 개의 고리 모양의 금속 조각 사이에 갇혀 있습니다. 이 금속 조각을 인종이라고합니다. 내부 레이스는 자유롭게 회전하고 외부 레이스는 고정되어 있습니다.볼 베어링은 롤링 중에 매우 낮은 마찰을 제공하지만 하중 전달 능력이 제한됩니다. 이것은 볼과 레이스 사이의 작은 접촉 영역 때문입니다. 반경 방향 하중 외에 두 방향으로 축 방향 하중을 지원할 수 있습니다.볼 베어링은 진동 및 회전 운동을 제어하는데 사용됩니다. 예를 들어, 샤프트는 자유롭게 회전 할 수 있지만 모터 하우징은 그렇지 않은 전기 모터에서 볼 베어링은 샤프트를 모터 하우징에 연결하는 데 사용됩니다.응용 분야에 따라 다양한 유형의 볼 베어링을 선택할 수 있습니다.볼 베어링의 장점 우수한 내마모성많은 윤활이 필요하지 않습니다 마찰이 적어 에너지 손실이 거의 없음 긴 수명 손쉬운 교체 작은 일반 치수 비교적 저렴 추력 하중 처리 가능볼 베어링의 단점 :충격으로 인해 파손될 수 있음 상당히 시끄러울 수 있음 큰 무게를 처리 할 수 없음 깊은 홈 볼 베어링 깊은 홈 볼 베어링 가장 널리 사용되는 볼 베어링 유형입니다. 두 레이스 사이에는 하중을 전달하고 두 레이스간에 회전 운동을 허용하는 볼 링이 있습니다. 볼은 리테이너에 의해 제자리에 고정됩니다. 구름 마찰이 매우 낮으며 저소음 및 저진동에 최적화되어 있습니다. 따라서 고속 애플리케이션에 이상적입니다.비교적 설치가 쉽고 유지 보수가 최소화됩니다. 그들이 푸시해야으로 케어는 인종의 움푹을 방지하기 위해 설치하는 동안주의해야 맞는 샤프트에. 앵귤러 볼 베어링 앵귤러 컨택트 볼 베어링 이 볼 베어링 유형에서 내부 및 외부 레이스는 베어링 축을 따라 서로에 대해 변위됩니다. 이 유형은 방사형 하중 외에도 양방향으로 더 많은 양의 축 방향 하중을 처리하도록 설계되었습니다.내부 및 외부 레이스의 이동으로 인해 축 방향 하중이 베어링을 통해 하우징으로 전달 될 수 있습니다. 이 베어링은 견고한 축 방향 유도가 필요한 응용 분야에 적합합니다.각도 접촉 베어링은 농업 장비, 자동차, 기어 박스, 펌프 및 기타 고속 응용 분야에서 널리 사용됩니다.자동 정렬 볼 베어링 자동 조심 볼 베어링이러한 유형의 볼 베어링은 샤프트 처짐 또는 장착 오류로 인해 발생할 수있는 샤프트와 하우징 사이의 정렬 불량에 영향을받지 않습니다.내부 링에는 깊은 홈 볼 베어링과 유사한 깊은 홈이 있고 그 뒤에 두 줄의 볼과 외부 링이 있습니다. 외부 링은 오목한 모양을 가지고 있으며 이는 정렬 불량에 따라 내부 링을 재배치 할 수있는 자유를 부여합니다.스러스트 볼 베어링추력 볼 베어링스러스트 볼 베어링은 축 방향 하중을 위해 특별히 설계된 특수 유형의 볼 베어링입니다. 그들은 반경 방향 하중을 전혀 견딜 수 없습니다.스러스트 볼 베어링은 저소음, 부드러운 작동을 나타내며 고속 적용이 가능합니다.단일 방향 또는 양방향 베어링으로 사용할 수 있으며 선택은 부하가 단방향인지 양방향인지에 따라 달라집니다.볼 베어링은 언제 사용합니까?이제 볼 베어링이 필요할 수있는 몇 가지 작업 조건을 간략하게 설명하겠습니다.추력 하중이 있습니다. 볼 베어링의 설계는 축 방향 하중을 견딜 수 있도록합니다.무거운 짐이 없습니다. 볼 모양의 롤링 요소가 있기 때문에 베어링은 모든 힘을 몇 개의 접점에 집중합니다. 이로 인해 높은 부하로 조기 오류가 발생할 수 있습니다.고속. 볼 베어링의 작은 접촉점은 또한 마찰이 적다는 것을 의미합니다. 따라서 극복해야 할 저항이 적으므로 이러한 유형의 베어링으로 고속을 달성하는 것이 더 쉽습니다.롤러 베어링롤러 베어링은 레이스 사이의 하중 전달 요소로 볼 대신 원통형 롤링 요소를 포함합니다. 길이가 지름보다 길면 요소가 롤러로 간주됩니다 (약간이라도). 볼 베어링의 경우와 같이 점 접촉 대신 내부 및 외부 레이스와 일직선으로 접촉하기 때문에 더 큰 하중을 지탱할 수 있습니다.롤러 베어링은 다양한 유형으로도 제공됩니다. 하중의 종류와 크기, 사용 조건, 다른 요인들 간의 오정렬 가능성을 고려하여 적절한 종류를 선택할 수 있습니다.롤러 베어링의 장점 :손쉬운 유지 보수낮은 마찰 높은 반경 방향 하중을 견딜 수 있음 테이퍼 롤러 베어링은 높은 축 방향 하중을 견딜 수 있습니다. 뛰어난 정확성 축 방향 변위 조정에 사용 낮은 진동 롤러 베어링의 단점 : 시끄럽다 꽤 비싸다 원통형 롤러 베어링원통형 롤러 베어링이것은 롤러 베어링 제품군 중 가장 단순한 것입니다. 이러한 베어링은 무거운 레이디 얼 하중 및 고속 문제에 직면 할 수 있습니다. 또한 우수한 강성, 축 방향 하중 전달, 낮은 마찰 및 긴 서비스 기간을 제공합니다.로드 용량은 원통형 롤러를 고정하기 위해 일반적으로 제자리에있는 케이지 또는 리테이너를 사용하지 않음으로써 더욱 증가 할 수 있습니다. 이를 통해 더 많은 롤러를 장착하여 하중을 전달할 수 있습니다.단일 행, 이중 행 및 4 열 유형으로 제공됩니다. 또한 분할 및 밀봉 된 변형으로 제공됩니다.엔진 크랭크 샤프트와 같이 접근하기 어려운 영역에는 분할 변형이 사용됩니다. 밀폐형 버전에서는 베어링 오염이 방지되고 윤활유가 유지되어 유지 보수가 필요없는 옵션입니다.구면 롤러 베어링구형 롤러 베어링 무거운 반경 방향 및 축 방향 하중은 샤프트가 잘못 정렬되기 쉬운 경우 더 큰 문제가 될 수 있습니다.이 상황은 구면 롤러 베어링으로 매우 잘 처리 할 수 있습니다. 그들은 높은 하중 전달 능력을 가지고 있으며 샤프트와 하우징 사이의 오정렬을 관리 할 수 있습니다. 이것은 유지 보수 비용을 줄이고 서비스 수명을 향상시킵니다.구면 롤러 베어링 궤도는 베어링 축에 대해 비스듬히 기울어집니다. 직선면 대신 롤러에는 구형 궤도에 맞고 작은 정렬 불량을 수용하는 구형면이 있습니다.구면 롤러 베어링은 다양한 사용 사례를 가지고 있습니다. 고하 중, 중간에서 고속 및 가능한 오정렬이 발생하는 응용 분야에 사용됩니다. 몇 가지 예로는 오프로드 차량, 펌프, 기계식 팬, 해양 추진, 풍력 터빈 및 기어 박스가 있습니다.테이퍼 롤러 베어링 테이퍼 롤러 베어링 테이퍼 롤러 베어링은 하중을 전달하는 요소로 원뿔 부분을 포함합니다. 이 롤러는 중공 원뿔의 단면이기도 한 두 레이스 사이에 맞습니다. 레이스와 롤러의 축이 확장되면 모두 공통점에서 만나게됩니다. 테이퍼 롤러 베어링은 반경 방향 하중 외에 더 높은 축 방향 하중을 처리하도록 설계되었습니다. 이 공통 원뿔의 반각이 클수록 더 많은 축 방향 하중을 견딜 수 있습니다. 따라서 스러스트 베어링과 레이디 얼 하중 베어링으로 작동합니다.니들 롤러 베어링니들 롤러 베어링 니들 롤러 베어링은 직경이 작기 때문에 니들과 유사한 원통형 롤러가있는 특수한 유형의 롤러 베어링입니다. 일반적으로 롤러 베어링의 롤러 길이는 직경보다 약간 더 깁니다. 니들 베어링의 경우 롤러의 길이가 직경을 4 배 이상 초과합니다. 니들 베어링의 직경이 더 작기 때문에 동일한 공간에 더 많은 롤러를 장착 할 수있어 레이스와 접촉하는 표면적이 증가합니다. 따라서 높은 하중을 처리 할 수 있습니다. 작은 크기는 차축과 하우징 사이에 더 작은 간격이 필요하기 때문에 공간이 제한된 응용 분야에서도 도움이 될 수 있습니다.니들 베어링은 변속기 및 로커 암 피벗과 같은 자동차 부품에 사용됩니다. 압축기 및 펌프에도 사용됩니다.롤러 베어링은 언제 사용합니까? 롤러 베어링은 볼 베어링의 가장 일반적인 대안입니다. 따라서 이러한 유형의 베어링에 가장 적합한 작업 조건을 결정 해 보겠습니다.무거운 짐. 롤러 베어링은 상당히 넓은 접촉 영역을 제공하여 부하를보다 고르게 분산시킵니다. 따라서 고장 가능성이 적고 높은 힘을 견딜 수 있습니다.낮은 속도. 이것은 다시 접촉 영역으로 내려갑니다. 더 높은 온도 생성과 더 빠른 마모를 초래할 수있는 더 많은 마찰이 있습니다.플레인 베어링 평면 베어링 플레인 베어링은 가장 단순한 유형의 베어링입니다. 일반적으로 베어링 표면으로 만 구성됩니다. 롤링 요소가 없습니다.베어링은 기본적으로 샤프트에 장착 된 슬리브이며 보어에 맞습니다. 플레인 베어링은 저렴하고 작고 가볍습니다. 그들은 높은 적재 능력을 가지고 있습니다.플레인 베어링은 회전, 슬라이딩, 왕복 또는 진동 운동에 사용됩니다. 저널이 베어링의 내부 표면에서 미끄러지는 동안 베어링은 고정 된 상태로 유지됩니다. 원활한 이동을 위해 마찰 계수가 낮은 재료 쌍이 선택됩니다. 예를 들어 다양한 유형의 구리 합금 이 매우 일반적입니다.이 베어링은 약간의 오정렬, 다 방향 이동을 수용 할 수 있으며 정적 및 동적 하중에 적합합니다. 농업, 자동차, 해양 및 건설 산업의 응용 분야에서 광범위하게 사용됩니다.디젤 엔진의 커넥팅로드에 피스톤을 연결하는 거전 핀은 플레인 베어링을 통해 연결됩니다.방사형 구형 평면 베어링구형 베어링은 내부 링과 외부 링의 두 부분으로 구성되어 있지만 평면 베어링이기도합니다. 처음부터 볼 베어링과 롤러 베어링과 비슷해 보이지만 두 링 사이에 구름 요소가 없습니다.유체 베어링유체 베어링유체 베어링은 가압 된 가스 또는 액체에 의존하여 하중을 전달하고 마찰을 제거하는 특수 유형의 베어링입니다. 이 베어링은 높은 소음 및 진동 수준 외에도 수명이 짧은 응용 분야에서 금속 베어링을 대체하는 데 사용됩니다.또한 비용 절감에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 유체 베어링은 고속 및 부하로 작동하는 기계에 사용됩니다. 초기 비용은 더 높지만 열악한 조건에서 더 긴 수명은 장기적으로이를 보완합니다.기계가 작동 중일 때 두 요소 사이에 제로 접촉 (시작 및 정지 중 제외)이 있으므로 유체 베어링으로 거의 제로 마모를 달성 할 수 있습니다.유체 베어링은 정수압 베어링과 유체 역학 베어링의 두 가지 유형으로 분류됩니다.정수압 베어링이 유형에서는 외부에서 가압 된 유체가 상대 운동을하는 두 요소 사이에서 강제됩니다. 가압 된 유체는 움직이는 부품 사이에 쐐기를 형성하고 서로 떨어져 있습니다. 유체 층은 매우 얇을 수 있지만 직접 접촉하지 않는 한 마모가 없습니다.유체는 펌프를 통해 순환됩니다. 유체가 모든 샤프트 속도 및 부하에서 항상 압력을 받도록 출구 오리피스 직경을 조정할 수 있습니다. 따라서 정확한 간격 제어가 가능합니다.유체 역학 베어링이 유형의 베어링은 저널의 움직임을 활용하여 샤프트와 하우징 사이에 유체를 강제합니다. 저널 모션은 움직이는 부품 사이의 윤활유를 흡입하여 일정한 쐐기를 만듭니다.그러나 이는 시작-정지 중 및 낮은 하중과 속도에서 쐐기 형성이 마모를 방지하기에 충분하지 않을 수 있음을 의미합니다. 설계된 속도에서만 시스템이 필요에 따라 정확하게 작동합니다.자기 베어링자기 베어링자기 베어링은 자기 부상의 개념을 사용하여 샤프트를 공중에 고정합니다. 물리적 접촉이 없기 때문에 자기 베어링은 마모가없는 베어링입니다. 처리 할 수있는 상대 속도의 최대량에도 제한이 없습니다.마그네틱 베어링은 샤프트의 위치가 질량 중심에 따라 자동으로 조정되기 때문에 샤프트 설계의 일부 불규칙성을 수용 할 수 있습니다. 따라서 한쪽으로 오프셋 될 수 있지만 여전히 만족스럽게 작동합니다.이들은 크게 능동형 및 수동형 자기 베어링의 두 가지 유형으로 분류됩니다.활성 자기 베어링능동 자기 베어링은 샤프트 주변의 전자석을 사용하여 위치를 유지합니다. 센서가 위치 변경을 감지하면 시스템은 시스템에 공급되는 전류의 양을 조정하고 로터를 원래 위치로 되돌립니다.패시브 자기 베어링패시브 자기 베어링은 영구 자석을 사용하여 샤프트 주위에 자기장을 유지합니다. 이는 전원 입력이 필요하지 않음을 의미합니다. 그러나이 기술은 아직 초기 단계이기 때문에 한계로 인해 시스템을 설계하기가 어렵습니다.많은 경우에 영구 자석이 정적 하중을 처리하는 반면 전자석은 위치를 높은 정확도로 유지하는 데 사용되는 두 가지 유형의 자기 베어링을 함께 사용할 수 있습니다.