원심 펌프와 용적형 압축기용 베어링 선정: 형식, 끼워맞춤, 윤활, 실, 수명 기준

먼저 하중 분담과 속도에서 형식을 고릅니다

유격, 끼워맞춤, 윤활을 건드리기 전에 베어링 형식을 확정하십시오. 형식 결정은 하중이 반경방향과 축방향으로 어떻게 나뉘는지, 축이 얼마나 빠르게 회전하는지에서 나옵니다.

무거운 하중은 롤러 베어링을, 가벼운 하중은 볼 베어링을 가리킵니다. 고속은 볼 베어링에 유리하고 저속은 롤러 베어링에 유리합니다^1,11.

반경방향 하중만 받는 위치에는 축방향 하중을 전혀 받지 않는 N 또는 NU 실린더 롤러 베어링을 쓸 수 있습니다¹. 반경방향과 축방향 하중이 함께 오면 앵귤러 콘택트 볼 베어링이 지시되는 형식입니다.

비슷한 크기의 깊은 홈 볼 베어링보다 큰 축방향 하중을 지지합니다^1,16. 접촉각은 다음에 맞추는 손잡이입니다.

큰 각도는 축방향 용량을 사고 작은 각도는 고속에 유리하므로, 두 요구는 서로 거래됩니다¹⁶. 여기에는 각도-하중 대응표가 없으므로 실제 축방향 대 반경방향 비율에 대해 각도를 확인하도록 베어링 제조사에 요청하십시오.

고정측 하나와 자유측 하나를 배치합니다

두 곳에서 지지되는 축은 일반적으로 축을 확실히 위치 결정하는 베어링과 축방향으로 자유롭게 움직일 수 있는 베어링을 필요로 합니다⁹. 이유는 열입니다.

축과 하우징의 팽창량이 다르거나 두 자리 사이에서 축방향 공차가 누적됩니다. 축방향으로 고정된 한 쌍의 베어링은 그 움직임에 맞서 스스로 기생 스러스트를 받습니다⁹.

가장 깔끔한 자유측은 한쪽 궤도륜이 곧은 실린더 롤러 베어링입니다. 윤활 상태에서 롤러가 직선 경로를 그대로 미끄러지기 때문입니다⁹.

대신 깊은 홈 볼, 복렬 앵귤러 콘택트, 테이퍼 롤러, 구면 롤러 베어링을 쓰는 경우 외륜이 하우징 안에서 미끄러지게 두는 것이 통례입니다⁹. 하우징 도면을 내보내기 전에 어느 자리가 고정이고 어느 쪽이 자유인지 정하십시오.

그 선택이 양단 외륜의 끼워맞춤을 결정합니다.

유격과 끼워맞춤을 하나의 결정으로 다룹니다

억지 끼워맞춤은 공짜가 아닙니다. 축 쪽의 조인 끼워맞춤은 내륜을 팽창시키고 하우징 쪽의 조인 끼워맞춤은 외륜을 압축합니다.

둘 다 내부 유격을 잡아먹습니다⁴. 충분히 밀면 운전 유격이 음수가 되고, 이는 과도한 마찰과 조기 고장으로 나타납니다⁴.

목표는 거의 0인 운전 유격이며, 남은 유격은 베어링을 예압하는 와셔나 스프링으로 없앨 수 있습니다⁴. 예압은 상한이 있는 도구입니다.

최적점을 넘으면 강성은 미미하게만 오르고 마찰과 열은 올라가며 수명은 크게 떨어집니다²⁴. 더 조인 끼워맞춤이 필요하고 더 큰 유격에서 시작하는 실린더 롤러 베어링에서는, 장착 후 하중권이 줄지 않도록 보통 유격(CN)이 C3보다 선호됩니다¹².

하우징 보어 등급은 하중 유형과 링이 이동할 수 있어야 하는지로 고릅니다. JS7과 K7은 전동기, 펌프, 크랭크축 메인 베어링에 언급됩니다²¹.

이를 출발 등급으로 다루고 실제 끼워맞춤과 온도에 대해 조합을 확인하도록 베어링 제조사에 요청하십시오.

속도는 카탈로그 회전수가 아니라 n·dm으로 윤활제에 대해 확인합니다

카탈로그 한계 회전수는 조건부 수치입니다. 표준 설계 베어링이 정상 하중, 대략 C/P ≥ 16 및 Fa/Fr ≤ 0.25일 때 적용됩니다.

베어링 형식, 치수, 정밀도, 윤활제 종류와 양, 케이지 형상과 재료, 하중에 따라 달라집니다^3,18. 카탈로그 값의 80%를 넘으면 그 수치를 합격 기준으로 쓰지 말고 제조사에 문의해야 합니다³.

윤활제 자체에 대해서는 n·dm(회전속도 곱하기 볼 세트의 피치 원 지름)을 계산해 그리스 데이터시트의 최고 속도와 비교하십시오¹¹. n·dm이 그 한계를 넘으면 그리스는 충분히 윤활하지 못하고 오일 미스트 같은 오일 방식이 선택지가 됩니다.

오일 미스트는 고속에서 더 차갑게 작동하지만 외부 혼합·계량 시스템과 여과 공기가 필요합니다¹¹. 오일 배스는 저속에 맞고, 어떤 오일 경로든 그리스에는 없는 실과 누유 부담을 가져옵니다^11,20.

실을 매체와 IP 등급에 맞춥니다

실은 공정 매체 노출이 베어링 사양으로 들어오는 지점입니다. 밀봉 베어링은 분진, 오염, 물 튀김에 대해 단단한 장벽을 주고 최소한의 정비로 그리스를 수명 내내 유지합니다.

대가는 약간 높은 마찰과 기동 토크입니다¹³. 개방형 베어링은 마찰이 가장 낮지만 보호가 없고 외부 윤활에 의존합니다.

깨끗하고 오일 윤활되는 내부에는 맞지만 젖거나 더러운 곳에는 맞지 않습니다¹³. 전기 기계에서는 요구되는 밀봉 성능이 IEC 60034-5에 따른 함체 IP 등급을 따릅니다.

베어링 일체형 실, 외부 축 실이나 래비린스 실, 또는 둘 다로 충족할 수 있습니다²². 깨끗하고 건조한 공기의 소형 기계는 틈새 실과 캡 베어링으로 충분할 수 있고, 재윤활 가능한 개방형 베어링을 쓰는 대형 기계는 래디얼·액시얼·래비린스 실을 조합해야 할 수 있습니다²².

튀는 액체가 위협이면 비접촉 래비린스 실이 첫 장벽입니다. 한 공급업체의 CF 실 라인은 알루미늄에서 축경 10~100 mm, 200 °C까지 제공됩니다⁵.

이 범위는 그 공급업체의 제품 데이터이므로, 귀하의 용도를 포괄한다고 가정하지 말고 축경과 온도에 비추어 확인하십시오.

수명 기준을 도면에 명시합니다

기본 정격 수명 L10은 동일 베어링 군의 90%가 박리 없이 도달하는 수명입니다. 수명은 구조, 치수, 재료, 가공에 달려 있으므로 통계적입니다⁶.

그래서 도면에 적는 수치는 베어링의 속성이 아니라 목표입니다. 실제 등가 동하중으로 L10 계산을 수행하고, 고장이 비싸거나 안전에 중요한 곳에서는 기본 90%보다 높은 신뢰성을 설정하십시오²³.

윤활과 오염이 실제 위험인 곳에서는 피로 하중 한계, 윤활, 오염을 반영한 수명이 기본 L10을 넘어섭니다. SKF의 L10mh가 그런 방법 중 하나입니다²⁴.

SKF의 서보모터 예시에 있는 30 h 최소값은 그 사례의 요구이며, 펌프나 압축기 도면에 옮겨 적을 수치가 아닙니다²⁴. 신뢰성 목표와 하중 기준을 사양서에 적어 견적이 같은 수명 정의로 비교되게 하십시오.

도면 배포 전 점검

형식, 끼워맞춤, 윤활 단계의 바깥에 있으면서 도면이 이미 나간 뒤에는 늦어지기 쉬운 항목입니다.

• ✓축과 하우징이 실제로 유지할 수 있는 정렬을 확인하십시오. 자기 정렬 볼 베어링은 개방형 3°, 밀봉형 1.5°까지 허용하며 구면 롤러 베어링보다 저렴합니다.
• ✓진동 감시를 설치할지 결정하십시오. 손상의 조기 경고를 주고 교체를 계획할 수 있게 합니다.
• ✓온도 변화 알람을 설정하십시오. 절대값과 무관하게 50 °F를 넘는 변동은 조사할 가치가 있습니다.
• ✓실제 끼워맞춤과 운전 온도에 대해 유격 그룹과 예압을 확인하도록 베어링 제조사에 요청하십시오.
• ✓단가, 납기, 호환성은 공급업체에 직접 확인하십시오. 이 자료들에는 모두 없습니다.

유격에서 자료가 엇갈리는 지점

유격 지침은 깔끔하게 맞아떨어지지 않으며, 이 불일치는 CN을 지정할지 예압 조립을 지정할지를 결정하므로 중요합니다.

견적을 요청하기 전에

• 모델별 근거 자료를 공급업체에 요청하고, 구매 결정이 바뀌게 될 조건을 기록해 두십시오.
• 모델별 근거 자료를 공급업체에 요청하고, 구매 결정이 바뀌게 될 조건을 기록해 두십시오.
• 모델별 근거 자료를 공급업체에 요청하고, 구매 결정이 바뀌게 될 조건을 기록해 두십시오.
• 모델별 근거 자료를 공급업체에 요청하고, 구매 결정이 바뀌게 될 조건을 기록해 두십시오.
• 모델별 근거 자료를 공급업체에 요청하고, 구매 결정이 바뀌게 될 조건을 기록해 두십시오.
• 모델별 근거 자료를 공급업체에 요청하고, 구매 결정이 바뀌게 될 조건을 기록해 두십시오.