볼베어링과 롤러 베어링: 하중과 회전속도가 결정하는 경우, 규격이 결정하는 경우

먼저 하중과 회전속도가 계열을 정한다

카탈로그가 아니라 사용 조건에서 출발하십시오. 볼베어링은 점 접촉으로, 롤러 베어링은 선 접촉으로 동작하며, 바로 이 한 가지 기하학적 차이가 여러분이 사들이는 절충을 정합니다¹¹.

같은 내경과 외경이라면 롤러 베어링은 일반적으로 더 큰 동정격 하중 C를 지지합니다. 선 접촉이 응력을 더 넓은 면에 분산시키기 때문입니다¹¹.

같은 기하에는 회전속도 대가가 따릅니다. 선 접촉은 회전당 마찰과 열을 더 많이 만들기 때문에, 롤러 베어링은 일반적으로 동급 볼베어링보다 낮은 한계 회전속도와 낮은 dN 값을 가집니다¹¹.

그래서 선정 지침은 하중의 크기와 방향을 먼저 두고 회전속도 확인을 두 번째에 둡니다¹⁰. 가벼운 하중에서 중간 하중까지는 볼베어링이, 큰 하중은 롤러가 해당하며 높은 회전속도는 볼에, 낮은 회전속도는 롤러에 유리합니다¹⁰²⁰.

부정렬, 강성, 가격은 후보가 두 관문을 모두 통과한 뒤에야 고려할 대상이 되며, 실제 적용의 다수는 하중과 회전속도만으로 답을 정합니다¹⁰. 여러분 자신의 선정에서 계열은 판결과 같은 것이 아니라 후보 목록으로 다루십시오.

하중이 가벼운 수준에서 중간이고 회전속도가 높다면, 동일한 정밀도에서 회전속도, 마찰, 비용 측면으로 볼베어링이 타당한 기본 선택입니다¹¹. 고정된 외형 치수 안에서 라디얼 하중이 크다면, 롤러의 선 접촉이 목록에 남겨 둘 이유입니다¹¹.

선 접촉에 비용을 지불하기 전에 L10 이득을 확인한다

롤러의 하중상 이점은 고정된 비율이 아니라 누적됩니다. 기본 정격 수명은 두 계열 모두 같은 공식을 쓰지만, 하중 비는 볼베어링에서 3제곱, 롤러에서는 10/3제곱으로 올라갑니다¹⁷.

그래서 등가 동하중 P가 같을 때 더 큰 C는 비례적 수명 증가 이상의 것을 얻어 주며, 그 차이는 하중이 오를수록 벌어집니다¹¹¹⁷. 타입 명칭이 아니라 실제 후보로 계산하십시오.

각 베어링의 카탈로그 동정격 하중과 여러분의 등가 동하중을 취하고, 해당 계열의 지수를 적용한 뒤, 여러분의 회전속도에서 나온 L10을 비교하십시오¹⁰¹⁷. 사용 조건 지점에서 롤러의 더 큰 C가 필요한 수명을 만들어 내지 못한다면, 회전속도와 열의 손해를 받아들일 근거가 약해집니다.

이 계산에는 두 가지 주의가 따릅니다. 정지 상태나 충격 하중 운전에서는 정격 정하중 C0가 C만큼 중요합니다.

무거운 압입이나 인덱싱 운전은 동정격 하중에 접근하기도 전에 C0를 크게 초과할 수 있기 때문입니다¹¹. 그리고 여기에서 인용한 자료는 같은 외형 치수에서 볼과 롤러의 C와 C0에 대응하는 쌍을 제시하지 않습니다.

따라서 이 페이지에서 계열이 바뀌는 하중을 읽어낼 수는 없고, 실제로 견적을 요청하는 두 카탈로그에서 계산해야 합니다¹¹.

회전속도 상한은 타입이 아니라 주문하는 규격에서 읽는다

계열 수준의 속도 진술은 카탈로그 값이 아닙니다. 허용 회전속도는 주문하는 구성에 따라 달라집니다.

같은 내경 6304가 개방형에서 17000 rpm, ZZ 또는 2RS 밀폐형에서 14000 rpm, DU 또는 DDU에서 10000 rpm으로 표기됩니다². 이 세 줄에서 내경, 정격 하중, 외형 치수는 같고, 바뀐 것은 밀폐 사양뿐입니다.

그래서 볼 후보와 롤러 후보를 비교할 때에는 실제로 구입할 정확한 품번을, 함께 쓸 실, 케이지, 윤활 방식을 명시해 비교하십시오²¹¹. 개방형에 존재하는 회전속도 여유가 밀폐형에서는 사라질 수 있습니다.

상한은 베어링만의 한계가 아니라 윤활제의 한계이기도 합니다. 회전속도 계수 n·dm은 회전속도를 피치 직경과 연결하며, 이것이 그리스 데이터 시트의 최대값을 넘으면 그리스가 충분히 윤활할 수 없어 조기 고장이 발생합니다²⁰.

카탈로그 회전속도를 사용 가능한 값으로 받아들이기 전에 사용할 그리스에 대해 n·dm을 확인하십시오²⁰.

여러분의 회전속도에서 마찰, 열, 그리스 사양을 따져 본다

롤러의 회전속도 손해 일부는 열과 윤활에 관한 것이며, 여러분이 구입해야 할 물건의 차이로 나타납니다. 그리스 윤활 롤러 베어링은 볼의 스핀과 더 좁은 볼 접촉이 롤러 접촉보다 유막을 더 쉽게 보충하므로, 볼베어링보다 블리딩이 많은 그리스를 필요로 합니다²¹.

열의 배출도 베어링만으로 정해지지 않습니다. 하중이 커지면 발열과 온도가 올라가고, 하우징 설계와 공기 흐름이 그중 얼마가 밖으로 빠져나가는지 정하므로, 쓸 수 있는 회전속도 한계는 부품만큼이나 설치 상태에 달려 있습니다¹³.

공개된 회전속도 한계 계수는 계산된 정격 수명이 최소 100,000시간 이상일 때 적용된다고 밝혀져 있습니다. 더 무겁게 하중되는 베어링은 공급업체로부터 조정된 한계가 필요합니다¹³.

여러분의 사용 조건이 롤러의 회전속도 범위 상단에 가깝다면, 실무적 질문은 그리스와 하우징이 추가 열을 견딜 수 있는가입니다. 견딜 수 없다면 오일 미스트가 그리스보다 낮은 발열로 더 높은 회전속도를 허용하지만, 외부 혼합과 계량, 여과 공기가 필요하므로 비용이 더 큽니다²⁰.

축방향 하중과 부정렬이 규격을 정한다

계열을 좁힌 뒤에는 축방향 하중 능력과 부정렬 허용치가 볼인지 롤러인지가 아니라 규격에 의해 정해집니다. 깊은 홈 볼베어링은 라디얼 하중에 양방향 축방향 하중을 더해 지지합니다².

앵귤러 콘택트 볼베어링은 한 방향으로 큰 축방향 하중을 지지하며, 접촉각이 가파를수록 더 큰 축력을 받습니다³. 롤러 쪽에서는 테이퍼 롤러 베어링이 비슷한 크기의 앵귤러 콘택트 볼베어링보다 훨씬 큰 방사향 및 한 방향 축방향 하중 조합을 지지하며, 최대 회전속도는 그보다 낮습니다¹².

구면 롤러 베어링은 자기 조심을 하면서도 무거운 방사향과 축방향의 조합 하중을 지지하므로 감속기, 컨베이어 롤러, 산업용 팬에 사용됩니다¹². 부정렬은 볼 계열 안에서도 다룰 수 있습니다.

자기 조심 볼베어링은 부정렬을 허용하고 구면 롤러 베어링보다 저렴하므로, 이 기준에서는 자기 조심 볼베어링이 자기 조심이 없는 롤러를 이길 수 있습니다¹⁸⁴. 배치가 열팽창이나 축방향 공차 누적을 흡수해야 한다면, 한 베어링은 위치를 잡고 다른 하나는 유동합니다.

그리고 실린더 롤러 베어링처럼 한쪽 레이스가 직선인 것은 롤러가 그 경로를 따라 미끄러지므로 선호되는 유동 베어링입니다²⁷.

견적 요청 전에 마무리할 확인 사항

계열을 정한 뒤에 답을 바꾸는 항목들입니다. 각각은 타입 수준의 규칙이 아니라 카탈로그 또는 공급업체에서 얻어야 합니다.

• ✓정확한 품번의 한계 회전속도를 여러분의 실, 케이지, 윤활 조건으로 확인하고 개방형 수치를 쓰지 않습니다.
• ✓카탈로그 회전속도를 받아들이기 전에 선택한 그리스 데이터 시트 최대값과 n·dm을 대조합니다.
• ✓계산된 정격 수명이 100,000시간 미만이면 공급업체에 조정된 회전속도 한계를 요청합니다.
• ✓올바른 지수와 여러분의 등가 동하중으로 두 후보의 L10을 계산합니다.
• ✓C0은 동정격 하중뿐 아니라 정지 하중, 압입 하중, 충격 하중에 대해 확인합니다.
• ✓하중 조건에 따라 하우징 내경의 공차 등급을 정합니다. 고정된 하우징 레이스에는 H7, 위치가 불명확하거나 회전하는 경우 K7 또는 M7을 씁니다.
• ✓비용 비교에는 단가만이 아니라 윤활, 보수 주기, 교체 인건비를 포함합니다.

자료가 비교를 열어 둔 부분

아래의 쟁점은 타입 수준의 답이 추측에 지나지 않는 자리입니다. 각 행은 결정하기 전에 어느 쪽을 어떻게 확인할지 알려 줍니다.

견적을 요청하기 전에

• 공급업체에게 해당 모델에 특정한 근거를 요청하고 구매 결정을 바꿀 조건을 기록합니다.
• 공급업체에게 해당 모델에 특정한 근거를 요청하고 구매 결정을 바꿀 조건을 기록합니다.
• 공급업체에게 해당 모델에 특정한 근거를 요청하고 구매 결정을 바꿀 조건을 기록합니다.
• 공급업체에게 해당 모델에 특정한 근거를 요청하고 구매 결정을 바꿀 조건을 기록합니다.
• 가격 기준, 최소 주문 수량, 금형, 지불 조건, 생산 리드타임을 명시한 서면 견적을 요청합니다.
• 목적지의 명시된 서비스 범위, 기대 반응 시간, 보증 조건을 확인합니다.
• 공급업체에게 해당 모델에 특정한 근거를 요청하고 구매 결정을 바꿀 조건을 기록합니다.