끼워맞춤과 온도로부터 레이디얼 내부 클리어런스 등급(C2, CN, C3, C4) 선택: 증거가 확정하는 것과 ISO 5753-1에서 가져와야 할 것

지정하는 등급은 끼워맞춤과 가열 후 남는 클리어런스입니다

베어링의 레이디얼 내부 클리어런스는 장착 전 벤치에서 측정됩니다. 내륜을 억지 끼워맞춤 샤프트에 압입하면 링이 팽창하여 벤치 클리어런스가 감소합니다¹¹.

베어링을 작동시키고 내륜이 외륜보다 뜨거워지면 차등 팽창으로 더 많은 클리어런스가 사라집니다². 따라서 상자에 인쇄된 등급은 출발점일 뿐 작동 조건이 아닙니다.

이것이 샤프트 및 하우징 끼워맞춤과 예상 링 온도를 명시하지 않고 C3를 지정한 도면이나 견적이 아직 사양이 아닌 이유입니다. 등급만으로는 베어링이 클리어런스를 가지고 작동할지 없이 작동할지 알 수 없습니다.

클리어런스 명칭과 함께 끼워맞춤 등급과 온도 기준을 요청하고, 작동 온도에서 잔류 클리어런스가 양수인지 확인하십시오¹¹. 한 공급업체의 계산 예는 손실 규모를 보여줍니다: 30 mm 샤프트의 k6 끼워맞춤은 약 12 µm를 제거하고, 50 °C 링 차이는 5–10 µm를 추가로 제거합니다²⁵.

이는 해당 사례에 대한 해당 출처의 추정치로 취급하고, 귀하의 보어 크기에 대한 규칙으로 삼지 마십시오.

클리어런스가 0 또는 음수로 작동할 수 있는 등급은 배제하십시오

끼워맞춤과 열이 함께 베어링 제작 시의 클리어런스보다 많이 소모하면 전동체에 예압이 걸립니다. 마찰이 증가하고 베어링이 더 뜨거워지며 링이 더 팽창하여 클리어런스가 더욱 음수가 됩니다.

한 베어링 공급업체는 이를 베어링이 윤활제가 감당할 수 있는 한계를 초과하면 빠른 고장으로 이어지는 열 폭주 루프라고 설명합니다¹¹. 다른 출처는 같은 결과를 더 간단히 말합니다: 클리어런스가 너무 작으면 과도한 마찰, 급격한 가열 및 고착이 발생합니다¹⁸.

이는 등급을 선택할 때 배제하는 고장 모드입니다. 나중에 검사할 수 있는 마모 메커니즘이 아니라 설계로 피해야 하는 작동 조건입니다.

끼워맞춤과 온도 추정에서 서류상 잔류 클리어런스가 거의 또는 전혀 남지 않으면 카탈로그에 무엇이 적혀 있든 해당 등급은 해당 용도에 너무 타이트합니다. 출처가 제공하지 않는 것은 설계 목표 잔류 클리어런스 임계값이나 끼워맞춤 및 온도 입력을 클리어런스 손실 수치로 변환하는 공식입니다.

이는 베어링 공급업체나 적용 표준에서 가져와야 합니다.

등급을 건드리기 전에 하중 유형이 끼워맞춤을 결정하게 하십시오

끼워맞춤이 클리어런스를 소모하므로 끼워맞춤 결정이 먼저입니다. 회전 하중을 받는 링은 억지 끼워맞춤이어야 하며, 억지 정도는 베어링 유형, 크기 및 작동 조건에 따라 다릅니다¹.

하중 방향이 불확실한 경우, 특히 중하중에서는 한 베어링 제조업체가 양쪽 링에 억지 끼워맞춤을 권장합니다¹. 두 개의 억지 끼워맞춤은 베어링 양쪽에서 클리어런스를 제거하므로 등급은 그 결정 후에 선택해야 하며 그 전이 아닙니다.

하우징 공차 등급도 같은 논리를 따릅니다. 정지 외륜 하중의 경우 H6, G6, J6 또는 J7이 일반적인 선택이며, 불확실하거나 회전하는 외륜 하중의 경우 K7 또는 M7입니다^10,15.

샤프트 측에서는 경하중에서 보통 회전 내륜 하중은 js6, k6 또는 m6을 사용하고, 중하중 또는 충격 하중은 n6, p6 또는 r6으로 이동합니다¹⁵. 중하중 또는 충격 하중은 또한 표준보다 큰 내부 클리어런스를 요구합니다¹⁹.

먼저 하중 케이스를 검토하십시오: 어느 링이 하중에 대해 회전하는지, 하중이 얼마나 큰지. 그 답이 얼마나 많은 억지를 적용할지, 따라서 온도를 고려하기 전에 끼워맞춤이 얼마나 많은 벤치 클리어런스를 소모할지 알려줍니다.

올바른 방향으로 링 온도 차이를 보정하십시오

더 뜨거운 내륜은 팽창하여 클리어런스를 감소시키고, 더 뜨거운 외륜은 하우징 시트를 팽창시켜 클리어런스를 증가시킵니다². 방향이 크기보다 중요합니다.

왜냐하면 등급을 한 단계 올릴지 그대로 유지할지 결정하기 때문입니다. 내륜과 외륜 사이에 온도 차이가 있는 경우, 한 베어링 제조업체의 모터 예는 Normal보다 큰 클리어런스인 C3를 지정합니다⁴.

외륜이 더 뜨거운 경우 열 효과는 유리하게 작용하며 열 허용량이 필요하지 않습니다. 대형 베어링에는 동일한 물리학에 기반한 별도의 하우징 규칙이 있습니다.

외경 250 mm 초과에서 외륜이 하우징보다 10 °C 이상 뜨거우면 H7 대신 G7, G7 대신 F7을 사용합니다¹⁰. 이는 클리어런스 등급 변경이 아니라 하우징 공차 보정이며, 출처가 명시한 대형 베어링 사례에 적용됩니다.

한 베어링 제조업체는 베어링-하우징 온도 차이가 끼워맞춤 면에 나타나는 비율에 대한 관계를 제공합니다: 대략 그 차이의 0.10~0.15배입니다¹⁷. 이는 억지 손실을 추정하기 위한 시작 입력값이지 클리어런스 보정 계수가 아닙니다.

이 세트의 어떤 출처도 µm/°C 클리어런스 변화 수치를 제공하지 않으므로 열 허용량 자체는 공급업체와 확인해야 합니다.

시작 등급을 선택한 다음 예외를 확인하십시오

Normal(CN)은 온도가 안정적이고 끼워맞춤이 가벼우며 정밀한 샤프트 안내가 필요할 때 합리적인 출발점입니다⁹. C2는 더 타이트하며 온도가 제어되고 끼워맞춤이 가벼운 최소 런아웃 작업, 예를 들어 계측기 및 측정 장비에 적합합니다.

억지 끼워맞춤이나 예상치 못한 온도 상승에 대한 여유가 거의 없습니다²⁵. C3는 지속적으로 높은 작동 온도, 무거운 억지 끼워맞춤 또는 표준 범위를 초과하는 속도에 대한 한 단계 상향입니다⁹.

C4는 다시 다음 단계로, 극한 온도, 큰 샤프트-하우징 열 차이, 얇은 벽 하우징 또는 심한 정렬 불량에 사용됩니다⁹. 구매자를 놀라게 하는 예외는 베어링 유형입니다.

원통 롤러 베어링의 경우 Normal 클리어런스가 일반적으로 C3보다 선호됩니다. 왜냐하면 해당 베어링은 이미 더 타이트한 끼워맞춤과 더 높은 초기 클리어런스로 작동하기 때문입니다¹².

따라서 모터 사양에서 원통 롤러 베어링으로 그대로 가져온 C3 기본값은 해당 베어링 유형에 잘못된 출발점입니다. 한 공급업체는 C3를 전동 모터의 업계 표준으로, C4를 제강 밀 작업 롤, 킬른 롤러 및 제지 건조 롤에 사용한다고 명시합니다²⁵.

다른 출처는 C3를 많은 일반 산업용 모터 및 기어박스의 기본값이라고 합니다⁹. 이는 일반 관행에 대한 공급업체 입장이지 표준 요구 사항이 아닙니다.

채택하기 전에 베어링 유형과 실제 끼워맞춤 및 온도 케이스를 확인하십시오.

한 등급 위 또는 아래가 실제로 비용을 초래하는 것

페널티 방향은 크기가 정량화되지 않았더라도 출처 전반에 일관됩니다. 한 등급 너무 타이트하면 앞서 설명한 가열 및 고착 경로의 위험이 있습니다¹⁸.

한 등급 너무 느슨하면 베어링이 샤프트 안내를 잃습니다: 진동이 증가하고 전동체에 걸친 하중 분포가 불균일해집니다¹⁸. 클리어런스는 또한 소음, 처짐, 열 응력 및 피로 수명에 영향을 미치므로 선택은 고착 문제에만 국한되지 않습니다².

소음 및 진동 답은 단일 규칙을 따르기보다 베어링 유형에 따라 다릅니다. 한 공급업체는 C3 클리어런스가 진동을 줄이고 약간의 정렬 불량을 보상하는 데 도움이 된다고 주장합니다¹⁶.

반면 원통 롤러 베어링의 경우 Normal 클리어런스와 일반 끼워맞춤이 하중 영역을 적절하게 유지하고 소음 및 스미어링 위험을 줄이며, 소음을 더 줄이기 위해 상위 C2 범위가 제공됩니다¹². 저소음이 동력이라면 도움이 되는 등급은 지정하는 베어링에 따라 다릅니다.

이 세트의 어떤 출처도 한 등급 단계에서 피로 수명 또는 하중 용량 변화를 정량화하지 않습니다. 결정이 그 수치에 달려 있다면 경험 법칙이 아니라 베어링 공급업체의 계산에서 가져와야 합니다.

로트를 수락하기 전에 납품된 클리어런스를 검증하십시오

벤치에서의 클리어런스 검사는 측정 하중 자체가 클리어런스를 열기 때문에 카탈로그 값과 동일하게 읽히지 않습니다. 한 베어링 제조업체의 표는 측정값을 등급 범위와 비교하기 전에 측정 하중에 대해 표로 작성된 양을 더하여 보정해야 한다고 요구합니다²¹.

그 보정 없이는 판독값이 실제 클리어런스보다 크므로 주문한 등급보다 타이트한 베어링이 검사를 통과할 수 있습니다.

• ✓도면 또는 구매 주문서에 클리어런스 등급과 끼워맞춤 등급이 함께 명시되어 있는지 확인하고 등급만 명시되지 않도록 하십시오.
• ✓합격 한도를 작성하기 전에 ISO 5753-1 또는 공급업체 카탈로그에서 보어별 등급 수치 범위를 확보하십시오.
• ✓보어 크기와 등급에 적용되는 측정 하중 보정 값을 공급업체에 요청하십시오.
• ✓클리어런스를 장착 전 또는 후에 검사할지 명시하고, 장착 후 검사하는 경우 끼워맞춤에 대해 보정하십시오.
• ✓원통 롤러 베어링의 경우 이월된 C3 기본값이 아니라 Normal 클리어런스가 의도된 출발점인지 확인하십시오.

출처가 불일치하는 부분

모터 유형 용도의 기본 등급이 주요 미해결 질문이며, 이 세트의 유일한 공개 클리어런스 수치는 단일 공급업체 페이지에서 나옵니다. 사양에 등급을 고정하기 전에 양쪽을 읽으십시오.

견적 요청 전에 확인할 사항

• 근거 자료로는 확인되지 않는 사항입니다 — 공급업체에 문의하십시오: 이 근거 집합에는 구속력 있는 규격이나 권위 있는 기술 출처에 따른 클래스·보어 지름별(C2, CN, C3, C4, C5) 전체 수치 클리어런스 표가 없습니다; ISO 5753-1 또는 베어링 공급업체에서 확보하십시오.
• 근거 자료로는 확인되지 않는 사항입니다 — 공급업체에 문의하십시오: 압입 끼워맞춤과 온도차에 의한 클리어런스 감소를 계산할 읽을 수 있는 공식이 없으며, 출처의 공식은 이미지입니다. 공급업체에게 귀사의 보어·끼워맞춤·온도에 대한 손실을 계산해 줄 것을 요청하십시오.
• 근거 자료로는 확인되지 않는 사항입니다 — 공급업체에 문의하십시오: 클리어런스 변화에 대한 신뢰할 만한 µm/°C 또는 회전수 구간 규칙이 제시되지 않습니다; 이 문서의 계수를 적용하지 마십시오.
• 근거 자료로는 확인되지 않는 사항입니다 — 공급업체에 문의하십시오: 이 근거 집합에는 특정 축·하우징 끼워맞춤(k5, m5, j5, H7, J7, K7)에서 권장 클리어런스 클래스로의 직접 매핑 표가 존재하지 않으며, 끼워맞춤 규칙은 서술로만 논증됩니다.
• 근거 자료로는 확인되지 않는 사항입니다 — 공급업체에 문의하십시오: 클래스를 한 단계 변경할 때의 피로 수명·하중 용량·발열 페널티가 정량적으로 제시되지 않습니다; 판단이 이에 좌우된다면 공급업체에 요청하십시오.
• 근거 자료로는 확인되지 않는 사항입니다 — 공급업체에 문의하십시오: 측정 하중 보정값이나 클래스별 인수 기준이 제시되지 않습니다; 인수 조항을 작성하기 전에 공급업체 또는 규격에서 확보하십시오.
• 가격 산정 근거, 최소 주문 수량, 금형, 지급 조건, 생산 납기가 명시된 서면 견적을 요청하십시오.
• 근거 자료로는 확인되지 않는 사항입니다 — 공급업체에 문의하십시오: C5 클래스는 이 집합의 어떤 출처에서도 다루지 않습니다.
• 단위, 시험 조건, 구성 가정이 포함된 전체 사양서를 요청하십시오.