플레인 베어링의 기본

마이크 산토라 | 2017년 9월 5일

일반 베어링은 경하중에서 중간 정도의 반경방향 하중을 견디는 원통형 슬리브입니다. 이러한 하중의 회전 운동이나 선형 운동(때로는 둘 다)을 허용하기 위해 샤프트 위에서 방사상 또는 축 방향으로 미끄러집니다. 모든 유형의 플레인 베어링은 콤팩트하고 가벼우며 중량 대비 강도 비율이 높습니다. 일반 베어링에는 전동체 베어링처럼 움직이는 부품이 없으므로 고장 지점을 최소화합니다. 또한 상당히 견고한 애플리케이션에도 비용 효율적입니다. 일반적인 변형으로는 부싱, 스러스트 베어링 및 일체형 슬라이드 응용 분야를 위한 다양한 형상의 금속 슬리브 베어링(유체 역학 또는 전체 윤활막에 대한 하중을 견디는 경우가 많음)과 자체 윤활 플라스틱 베어링이 있습니다.

일반 베어링과 결합하기 위한 샤프트 표면은 너무 매끄럽거나 거칠어서는 안 됩니다.

평면 베어링 등급은 부분적으로 테스트 결과와 재료의 탄성 계수, 굽힘 강도, 쇼어 D 경도, 최대 표면 압력 및 주행 속도, 회전 및 최대 부하 용량을 기반으로 하며 후자는 평면 베어링의 재료 압축 강도와 관련이 있습니다. 한계. (여기서 압축한계는 0.2%의 영구변형이 일어나는 지점임을 기억하시기 바랍니다.)

또한 압력-속도(PV) 값은 평베어링 부하 용량을 나타내며 일반적으로 샤프트 rpm의 psi 배로 표시됩니다. 그러나 PV 값은 일반 베어링의 전체 부하 용량을 결정하는 데 도움이 되는 값 중 하나일 뿐이라는 점에 유의하십시오. 특히 PV 표현으로 인해 엔지니어는 속도가 매우 낮을 경우 일반 베어링이 지나치게 높은 부하를 견딜 수 있다고 오해할 수 있습니다. 즉, PV 값을 사용하려면 실제 속도와 부하 제한을 동시에 고려해야 합니다.

앞서 언급했듯이 플레인 베어링은 흑연, 청동, PTFE, 나일론, 폴리아세탈을 포함한 플라스틱으로 만들어집니다. 재료 개선으로 인해 까다로운 모션 응용 분야에서도 플라스틱 플레인 베어링이 점점 더 보편화되었습니다.

샤프트 재질 및 평 베어링 마모

플레인 베어링이 장착되는 샤프트는 플레인 베어링 성능과 수명에 상당한 영향을 미칩니다. 일반적인 옵션 중 하나는 냉간 압연 탄소강입니다. 이 샤프트 재료는 폴리머로 만들어진 플레인 베어링에 적합한 결합 표면을 만듭니다. 세라믹 샤프트 표면은 더 많은 마모를 유발하지만 때로는 열악한 환경 조건을 견딜 수 있는 능력을 위해 선택되기도 합니다. 알루미늄 샤프트는 가볍고 기계 가공이 쉽지만 평 베어링 마모도 가속화됩니다. 양극 산화 처리된 알루미늄 샤프트는 조립 성능을 약간 향상시킵니다.

통제되지 않은 정전기 방전은 전자 부품에 부정적인 영향을 미치고, 생산 공정을 방해하거나, 심지어 화재 위험을 초래할 수도 있습니다. 이제 igus의 자가 윤활 글라이드 F2 EDS 베어링은 이러한 응용 분야에 정전기 방전(ESD) 특성을 제공합니다. 낮은 표면 저항(구성 요소 기하학적 구조에서 103Ω 및 109Ω)은 충전 전압 수준을 낮추고 충전에 도움이 됩니다.

실제로 일반 베어링과 결합하기 위한 샤프트 표면은 너무 매끄럽거나 거칠어서는 안 됩니다. 표면이 지나치게 매끄러우면 스틱슬립 접착 변화가 발생하고 결과적으로 베어링 움직임에 대한 마찰 저항이 높아집니다. 동적 마찰과 정지 마찰 사이의 차이가 클수록 베어링 마모가 빨라지고 움직임이 더 커집니다. 대조적으로, 지나치게 거친 샤프트 표면은 플레인 베어링을 빠르게 마모시킵니다. 실제로 샤프트 베어링 인터페이스로 인한 마모율은 100배나 다양할 수 있습니다. 일부 제조업체는 낮은 마찰이 필요한 정밀 응용 분야의 경우 샤프트 표면 마감을 64 제곱 평균(rms)으로 권장합니다. 20rms 정도의 거칠기를 갖는 더 부드러운 샤프트는 긴 평 베어링 수명이 설계 목표인 경우에 더 적합합니다.

표면 거칠기의 rms 표현은 표면의 미세한 봉우리와 계곡의 측정에서 파생된다는 점을 기억하십시오. Ra는 업계에서 거칠기를 정량화하기 위해 사용하는 대체 측정값입니다. 이 경우 표면의 최고점과 최저점의 평균 거칠기로 사용됩니다. 따라서 두 측정값은 형식만 다를 뿐 동일한 품질을 나타냅니다. 샤프트 표면의 크고 외곽의 피크나 결함은 동등한 Ra 값보다 RMS 값에 더 많은 영향을 미칩니다.