엔지니어는 정확하고 정확하며 신뢰할 수 있는 것이 얼마나 중요한지 알고 있습니다.
그러나 간단한 볼 베어링이 광범위한 엔지니어링 용도에서 이러한 중요한 특성에 얼마나 기여하는지 생각해 본 적이 있습니까? 볼 베어링은 자동차에서 우주선, 의료 기기, 로봇에 이르기까지 모든 분야에서 사용됩니다.
부품이 자유롭게 움직이고 움직이는 부품과 고정 부품 사이의 마찰이 줄어듭니다.
공대생이든 더 배우고 싶은 노련한 엔지니어든 이 기사에서는 볼 베어링의 세계를 소개하고 볼 베어링이 많은 엔지니어링 분야에서 왜 그렇게 중요한지 설명합니다.
그러니 안전벨트를 매고 볼베어링의 세계로의 흥미로운 여행을 시작합시다.
볼 베어링 소개
공식적인 정의:
마찰 방지 베어링은 외부 링과 내부 링 사이에 구속된 볼을 통해 움직이는 부분과 고정된 부분 사이의 자유로운 움직임을 허용합니다.
볼 베어링은 운송, 전자, 제조 및 종이를 다른 유형의 종이로 바꾸는 과정과 같은 많은 산업에서 중요한 부분입니다.
볼 베어링의 역할은 마찰을 줄이고 방사형 및 축 방향 하중을 모두 지지하는 것입니다.
공을 제자리에 고정하고 공을 통해 하중을 전달하기 위해 적어도 두 개의 레이스를 사용하여 이를 수행합니다.
대부분의 경우 한 레이스는 고정되고 다른 레이스는 움직이는 어셈블리 또는 샤프트에 부착됩니다.
내부 링이 회전하면 볼이 내부 궤도 주위를 굴러갑니다.
반면 외부 링은 가만히 있습니다.
이 구르는 동작은 마찰을 줄이고 움직임을 부드럽게 만듭니다.
볼 베어링 작동 방식
베어링의 아이디어는 간단합니다. 물건이 미끄러지는 것보다 구르는 것이 더 낫습니다.
베어링은 부드러운 금속 볼 또는 롤러와 베어링 내부와 외부의 매끄러운 금속 표면을 사용하여 마찰을 줄입니다.
이 볼 또는 롤러는 장치가 쉽게 회전할 수 있도록 무게를 "지탱"합니다.
대부분의 볼 베어링은 다음 네 부분으로 구성됩니다.
- 큰 외부 링(또는 움직이지 않는 외부 궤도).
- 회전 어셈블리 또는 샤프트에 부착된 더 작은 내부 링(또는 회전 내부 레이스웨이).
- 두 링의 레이스웨이 사이에 줄줄이 붙어 있는 볼.
- 공을 제자리에 유지하고 서로 닿지 않도록 하는 케이지 또는 칸막이.
볼 베어링의 일반적인 유형
제작 방법에 따라 두 가지 유형의 볼 베어링이 있습니다.
- 콘래드 유형: 이 베어링은 두 궤도 사이에 한 줄의 볼이 있습니다.
방사형 및 축방향 하중을 모두 처리할 수 있지만 일반적으로 허용할 수 있는 축방향 하중의 양은 제한됩니다.
최대 용량 유형: 이 베어링은 Conrad 유형보다 더 많은 볼을 가지고 있으므로 레이디얼 방향으로 더 무거운 하중을 처리할 수 있습니다.
그러나 그들은 축 방향 하중을 잘 처리하지 못합니다.
볼 베어링은 또한 얼마나 많은 무게를 지탱할 수 있는지에 따라 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
- 레이디얼 베어링: 이 베어링은 회전축에 수직인 하중을 지지합니다.
- 스러스트 베어링: 이 베어링은 회전축에 평행하고 축방향 하중이라고 하는 하중을 지지합니다.
앵귤러 컨택트 베어링은 레이디얼 하중과 축방향 하중을 동시에 지탱할 수 있습니다.
엔지니어링에서 볼 베어링의 스릴 발견
아직도 이해하기 어렵나요? 관점을 조금 바꿔보겠습니다.
엔지니어링 작업을 더 흥미롭게 만들고 싶습니까? 최신 프로젝트를 더 흥미롭게 만들고 싶습니까? 글쎄, 우리는 무엇을 해야할지 알고 있습니다. 복잡한 알고리즘, 새로운 재료 및 최첨단 기술은 잊어버리십시오.
아뇨, 좋은 구식 볼 베어링만 있으면 상황을 진정으로 바꿀 수 있습니다.
예, 움직이는 부분과 움직이지 않는 부분 사이의 자유로운 움직임을 허용하는 작은 구체입니다.
지루하게 들리지 않습니까? 글쎄, 당신은 틀렸다.
곧 알게 되겠지만 볼 베어링은 엔지니어링 세계에서 가장 아이러니하게도 흥미로운 부분일 수 있기 때문입니다.
좋아, 그건 그냥 TV 광고처럼 보이도록 만든 농담일 뿐이야.
이제 설명으로 돌아가 봅시다.
볼베어링의 구성요소 및 종류
볼베어링의 종류
볼 베어링은 롤링 부품과 대부분의 경우 내부 및 외부 레이스로 구성된 기계적 어셈블리입니다.
직선으로 회전하거나 움직이는 샤프트에 사용할 수 있습니다.
다양한 종류의 볼 베어링이 있으며 각각 고유한 기능과 용도가 있습니다.
- 깊은 홈 볼 베어링.
볼 베어링의 가장 일반적인 유형은 깊은 홈이 있는 것입니다.
레이스웨이를 위한 깊은 홈이 있고 내부 및 외부 링에는 볼보다 약간 큰 원호가 있습니다.
이 설계를 통해 베어링은 방사형 및 축방향 하중을 모두 처리하고 제한된 축방향 하중, 스러스트 하중 또는 둘 모두를 전달하면서 고속으로 작동할 수 있습니다.
깊은 홈 볼 베어링은 팬, 모터, 산업 기계, 자동차 바퀴 및 가정용 도구와 같은 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.
각도 접촉이 있는 볼 베어링.
각진 접촉 볼 베어링은 반경 방향 힘과 축 방향 힘을 모두 전달해야 하는 복합 하중에 적합합니다.
방사형 및 스러스트 하중을 모두 처리하도록 제작되어 두 가지 유형의 하중이 일반적인 상황에 적합합니다.
이러한 베어링은 한 방향으로 많은 힘을 받을 수 있으며 일부 단일 행 베어링은 최대한 활용하기 위해 쌍으로 장착되도록 만들어집니다.
그들은 펌프, 압축기, 전기 모터, 농업, 화학 산업, 일반 산업, 유틸리티 및 기타 여러 산업 응용 분야에서 자주 사용됩니다.
- 스스로 정렬하는 볼 베어링.
방사형 힘을 흡수하는 가장 좋은 방법은 자동 정렬 볼 베어링을 사용하는 것입니다.
두 줄의 볼과 외부 링의 모든 볼을 위한 궤도를 갖도록 만들어졌습니다.
이 고유한 설계를 통해 베어링이 자동 정렬되고 샤프트와 하우징 사이의 오정렬을 보완할 수 있습니다.
이렇게 하면 오정렬로 인해 손상이 발생할 가능성이 줄어듭니다.
자동 정렬 볼 베어링은 종종 인쇄기, 섬유 기계 및 농기구와 같은 곳에 사용됩니다.
- 토크 볼 베어링.
스러스트 볼 베어링은 베어링 축과 같은 방향으로 미는 하중으로 작동하도록 만들어졌습니다.
볼 또는 실린더인 롤링 부분이 있기 때문에 축 방향 하중을 처리할 수 있습니다.
대부분의 경우 이러한 베어링은 자동차 변속기, 항공 우주 시스템 및 공작 기계와 같은 분야에 사용됩니다.
- 세라믹으로 만든 볼 베어링.
세라믹 볼 베어링은 스틸 볼 베어링과 같은 방식으로 만들어지지만 스틸 볼 대신 세라믹 질화규소(Si2N4)로 만든 볼을 사용합니다.
세라믹 볼 베어링은 표면이 더 매끄럽고 크기가 더 균일하기 때문에 구르기가 더 쉽다는 점을 포함하여 여러 가지 면에서 강철 볼 베어링보다 우수합니다.
또한 강철보다 단단하기 때문에 내구성이 뛰어나고 마찰이 적어 에너지 손실이 적기 때문에 장비를 더 효율적이고 오래 사용할 수 있습니다.
세라믹 볼 베어링은 항공 우주, 경주용 자동차 및 고급 산업 기계와 같은 고성능 응용 분야에 자주 사용됩니다.
볼베어링의 구성요소
볼 베어링은 내부 링, 외부 링 및 구르는 것의 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다.
움직이는 부분은 볼 또는 롤러이며 외륜과 내륜에 만들어진 궤도 또는 경로를 따라 움직입니다.
볼 리테이너 또는 분리기는 볼이 서로 마찰되지 않도록 하여 볼이 자유롭게 움직일 수 있도록 합니다.
볼 베어링은 볼을 제자리에 고정하기 위해 최소 2개의 레이스를 사용하여 볼을 제자리에 고정하고 하중을 전달합니다.
하나의 레이스는 회전하는 부품(샤프트 또는 허브와 같은)에 연결되고 다른 하나는 하우징과 같이 고정됩니다.
볼 베어링은 미끄럼 마찰 대신 구름 마찰을 사용하기 때문에 마찰이 매우 적습니다.
링과 볼베어링은 공차가 높고 진원도가 높으며 회전이 원활하도록 많이 연마되어 있습니다.
이것은 마찰로 인한 토크 또는 회전 저항을 줄입니다.
베어링이 사용되는 용도도 베어링의 너비에 영향을 미칩니다.
예를 들어, 얇은 섹션 베어링은 공간이 많지 않을 때 사용됩니다.
외부 레이스와 내부 레이스 사이의 직경과 너비의 차이는 최소로 유지됩니다.
이것은 작은 디자인을 만드는 것을 가능하게 합니다.
볼베어링 제조 및 유지보수
볼 베어링 제조
볼 베어링은 자동차 바퀴, 공작 기계 스핀들 및 펌프와 같이 회전하는 많은 산업용 기계 및 도구의 중요한 부품입니다.
대부분의 볼베어링은 고탄소 크롬강으로 만들어지며, 이는 저렴하고 수명이 오래 가기 때문에 크롬강이라고도 합니다.
그러나 베어링은 스테인리스 스틸, 세라믹, 플라스틱 또는 유리와 같은 것으로도 만들 수 있습니다.
볼 베어링은 성형, 절단, 세척, 탈자, 열처리, 연삭, 호닝, 래핑 및 조립과 같은 단계를 포함하는 프로세스에서 만들어집니다.
첫 번째 단계는 작은 조각인 민달팽이로 철사나 막대를 자르는 것입니다.
슬러그에 필요한 재료의 양은 완성된 볼 베어링에 필요한 것보다 약간 더 많습니다.
그런 다음 슬러그는 일련의 연삭 및 연마 단계를 통해 볼로 바뀝니다.
그 후 공을 더 강하게 만들기 위해 열로 처리합니다.
마지막 단계는 그라인딩과 랩핑으로 최종 크기와 마무리를 제공합니다.
일반적으로 볼의 케이지는 얇은 강철로 만들어지지만 현재 일부 베어링은 저렴하고 마찰이 적기 때문에 성형 플라스틱으로 만든 케이지를 사용합니다.
그러나 플라스틱 케이지는 저부하 및 저속 애플리케이션에 더 자주 사용되는 반면 스틸 케이지는 여전히 많은 산업 애플리케이션에서 널리 사용됩니다.
AISI 440C 스테인리스 강뿐만 아니라 다른 유형의 스테인리스 강, 세라믹 및 유리도 베어링 볼을 만드는 데 사용됩니다.
세라믹 볼은 부식성이 매우 높거나 온도가 매우 높은 환경에서 사용하기에 좋습니다.
다양한 유형의 플라스틱은 부식 저항성이 우수하거나 우수하지만 저부하 및 저속에만 적합합니다.
볼베어링의 유지보수 및 교체
베어링의 문제 및 고장은 자주 발생하지만 몇 가지 조치를 취하면 중지하거나 해결할 수 있습니다.
볼 베어링은 일반적으로 윤활, 고온, 오염, 부적절한 취급 및 설치, 과부하, 오정렬, 잘못된 피팅 및 부식 문제가 있습니다.
이러한 일반적인 문제가 발생하지 않도록 하려면 제조업체에서 지시한 대로 기계에 윤활유를 발라야 합니다.
씰이 깨지거나 작동하지 않는지 자주 확인해야 합니다.
축과 베어링 하우징이 제대로 정렬되어 정렬이 어긋나지 않도록 하십시오.
베어링이 올바른 크기의 샤프트에 잘 맞는지 확인하십시오.
문제가 악화되기 전에 문제를 찾기 위해 정기적으로 유지보수 점검을 수행해야 합니다.
볼 베어링이 파손되었는지 알아내는 데 도움이 되는 몇 가지 소리와 신호가 있습니다.
가장 흔한 징후는 자동차의 속도에 따라 달라지는 휠 베어링에서 나는 거칠고 갈리는 소리입니다.
다른 소리로는 차량이 속도를 높이거나 회전할 때 더 커지는 윙윙거리는 소리, 우르릉거리는 소리 또는 으르렁거리는 소리가 있습니다.
불량한 휠 베어링은 주기적으로 삐걱거리거나 삐걱거리거나 으르렁거리는 소리를 낼 수도 있습니다.
소리 외에 나쁜 볼 베어링의 다른 징후가 있습니다.
이들 중 일부는 바퀴가 좌우로 흔들리고, 차가 너무 느슨해지고, 스티어링 휠이 당겨지고, 차가 너무 뜨거워질 때 너무 많은 놀이입니다.
베어링이 심하게 마모되어 고장날 경우 자동차가 제대로 작동하지 않거나 타이어가 여러 곳에서 마모되는 것을 알아차릴 수도 있습니다.
볼 베어링 교체 비용은 자동차 제조사와 모델, 위치, 정비사가 청구하는 비용에 따라 다릅니다.
베어링 자체는 유형과 품질(작성 당시)에 따라 보통 $50에서 $200 사이입니다.
작업이 얼마나 힘든지, 정비공이 시간당 얼마를 청구하는지에 따라 인건비가 총 비용에 $100에서 $200를 추가할 수 있습니다.
또한 교체로 인해 차량 정렬 방식이 변경되면 $60에서 $100 사이의 추가 정렬 서비스가 필요할 수 있습니다.
자동차 수리 경험이 많지 않다면 볼 베어링을 직접 교체하려고 시도해서는 안 됩니다.
볼 베어링의 이점 및 응용
볼 베어링은 부드럽고 정확한 움직임이 필요할 때 엔지니어링에서 많이 사용됩니다.
마찰 감소 및 효율성 증가
볼 베어링의 가장 큰 이점은 마찰을 줄이고 보다 효율적으로 작동한다는 것입니다.
볼 베어링은 미끄럼 베어링보다 마찰 계수가 낮으므로 작동하는 데 필요한 에너지가 적습니다.
따라서 기계, 자동차 및 우주 여행과 같은 산업에서 고속으로 사용하기에 적합합니다.
마찰이 적기 때문에 표면 사이의 접촉으로 인한 열이 적습니다.
이것은 베어링이 덜 마모되고 더 오래 지속된다는 것을 의미합니다.
향상된 성능 및 내구성
볼 베어링을 사용하면 장비를 더 잘 작동하고 더 오래 사용할 수 있습니다.
시간이 지남에 따라 장비를 손상시킬 수 있는 마찰과 진동을 줄여 장비가 마모되지 않도록 합니다.
볼 베어링은 마모를 줄이기 때문에 장비 유지 보수 및 교체의 필요성도 줄여 시간과 비용을 절약합니다.
볼 베어링은 설계가 롤링 요소 전체에 하중을 고르게 분산시키기 때문에 파손될 가능성도 적습니다.
볼베어링의 응용
볼 베어링은 다음을 포함하되 이에 국한되지 않는 광범위한 엔지니어링 작업에 사용됩니다.
볼 베어링은 엔진, 변속기 및 바퀴와 같은 자동차의 여러 부분에 사용됩니다.
볼 베어링은 항공우주 산업에서 항공기의 엔진, 랜딩 기어 및 제어 시스템에 사용됩니다.
볼 베어링은 기계 산업의 공작 기계, 펌프 및 전기 모터에 사용됩니다.
로봇 산업에서 조인트와 액추에이터는 볼 베어링으로 만들어집니다.
- 의료 장비: 볼 베어링은 치과 드릴 및 MRI 장비와 같은 다양한 의료 장비에 사용됩니다.
볼 베어링 경첩
볼 베어링은 특히 볼 베어링 경첩의 형태로 건설에 사용됩니다.
이 경첩의 너클 사이에 숨겨진 베어링을 사용하면 마찰이 적은 도어를 쉽게 열고 닫을 수 있습니다.
이것은 입구에 있는 문이나 자동으로 닫히는 문과 같이 무거운 문에 특히 유용합니다.
볼 베어링 경첩은 일반 경첩보다 오래 지속되는 견고한 경첩입니다.
따라서 내구성이 중요한 상업용 용도에 가장 적합합니다.
베어링이란 무엇입니까? 베어링의 종류와 작동 원리
팁: 필요한 경우 캡션 버튼을 켭니다. 구어에 익숙하지 않은 경우 설정 버튼에서 "자동 번역"을 선택하십시오. 좋아하는 언어를 번역할 수 있게 되기 전에 먼저 동영상의 언어를 클릭해야 할 수도 있습니다.
결론
볼 베어링에 대한 학습을 마치면 이 작은 부품이 엔지니어링 세계를 얼마나 변화시켰는지 잠시 생각해 볼 가치가 있습니다.
그것들은 작고 평범한 부품처럼 보일 수 있지만 우리가 매일 사용하는 많은 기계와 장치는 그것들 없이는 작동하지 않을 것입니다.
볼 베어링은 현대 공학의 숨은 영웅입니다.
그들은 자동차 엔진에서 수술 로봇의 움직임에 이르기까지 모든 것에 사용됩니다.
따라서 다음에 볼 베어링을 보게 되면 잠시 멈추고 그것이 우리 세상을 기술적 경이로움으로 만드는 데 얼마나 도움이 되었는지 생각해 보십시오.
그리고 자신의 엔지니어링 작업에서 가능한 것의 한계를 계속해서 밀어붙이면서 단순한 볼 베어링이 가장 작고 중요하지 않은 부품이 얼마나 강력할 수 있는지 상기시켜 줍니다.
공유…
