다양한 베어링 유형 설명: 전체 가이드

개요: 주요 베어링 유형 및 선택 방법

베어링은 반경방향 및/또는 축방향 하중을 지지하면서 움직이는 부품 사이의 마찰을 줄이는 기계 구성요소입니다. 있다 12가지가 넘는 다양한 베어링 유형 일반적인 산업 용도에서 각각은 특정 하중 방향, 속도, 오정렬 허용 오차 및 환경 조건에 맞게 설계되었습니다. 잘못된 유형을 선택하면 조기 고장, 과도한 발열 또는 불필요한 비용이 발생합니다.

모든 산업 분야에서 가장 널리 사용되는 베어링 유형은 다음과 같습니다. 깊은 홈 볼 베어링 — 다용도성, 고속 성능 및 낮은 마찰로 인해 가치가 높습니다. 그러나 무거운 반경방향 하중, 높은 축방향 하중, 결합 하중 또는 샤프트 정렬 불량과 관련된 응용 분야에는 각각 다른 베어링 유형이 필요합니다. 이 가이드는 정보에 입각한 선택을 하는 데 필요한 데이터와 함께 모든 주요 카테고리를 다룹니다.

깊은 홈 볼 베어링: 가장 다양한 베어링 유형

깊은 홈 볼 베어링 (DGBB)는 다른 베어링 유형을 자주 비교하는 벤치마크입니다. 내부 링, 외부 링, 볼 세트, 깊은 궤도 홈이 있는 케이지로 구성되어 어느 방향에서든 반경 방향 하중과 적당한 축 하중을 모두 처리할 수 있습니다.

구성 및 주요 사양

가장 큰 특징은 내부 링과 외부 링 모두에 가공된 깊고 연속적인 홈입니다. 이 홈 형상을 통해 볼은 크기에 비해 큰 접촉 면적을 유지할 수 있어 다음이 가능합니다.

• 방사형 하중 용량: 1차 설계하중 베어링 크기에 따라 중간에서 높음
• 축방향 하중 용량: 최대 반경방향 하중 정격의 ~50% 어느 방향으로든 — 대부분의 다른 볼 베어링 유형보다 훨씬 높습니다.
• 속도 성능: 모든 베어링 유형 중 가장 높은 유형 중 하나입니다. 일반적인 크기는 일상적으로 작동합니다. 10,000~30,000RPM 이상
• 오정렬 공차: 매우 낮음 — 일반적으로 ±0.05° ~ ±0.10° ; 샤프트와 하우징이 정확하게 정렬되어야 합니다.
• 마찰: 매우 낮은 작동 마찰 - 에너지 효율적인 고속 응용 분야에 이상적

일반적인 변형

• 열림(씰 없음): 최저 마찰; 외부 윤활 유지 관리가 필요함
• 차폐형(ZZ): 한쪽 또는 양쪽의 금속 실드; 거친 오염으로부터 보호하고 일부 윤활유가 빠져나가도록 허용합니다.
• 봉인됨(2RS): 양쪽에 고무 접촉 씰이 있습니다. 오염된 환경에 적합한 완전 밀폐형 그리스 윤활
• 스테인레스 스틸: 부식성 또는 식품 등급 환경용
• 얇은 부분(Kaydon 유형): 경량 또는 공간 제약적인 설계를 위한 매우 작은 단면적

일반적인 응용 분야

깊은 홈 볼 베어링은 전기 모터(거의 모든 분수 및 적분 마력 모터에 사용됨), 펌프, 기어박스, 가전제품, 자동차 교류 발전기 및 공작 기계 스핀들의 표준 선택입니다. SKF 6205-2RS(밀폐형 25mm 보어 DGBB)는 세계에서 가장 널리 생산되는 베어링 중 하나이며 세탁기부터 컨베이어 롤러에 이르기까지 모든 제품에서 사용됩니다.

앵귤러 콘택트 볼 베어링

앵귤러 콘택트 볼 베어링(ACBB)은 축 구성요소가 중요한 방사형 및 축방향 하중을 결합하도록 설계되었습니다. 공은 특정 위치에서 궤도와 접촉합니다. 접촉각 — 일반적으로 15°, 25° 또는 40° - 축방향 대 반경방향 부하 용량의 비율을 결정합니다.

• 15° 접촉각: 적당한 축 하중(예: 공작 기계 스핀들)이 있는 고속 응용 분야에 가장 적합합니다.
• 25° 접촉각: 균형 잡힌 반경/축 성능; 범용 복합 로딩
• 40° 접촉각: 높은 축방향 하중 용량; 추력이 지배적인 곳에 사용됨

레이디얼 하중 하에서 축 방향 반력을 생성하기 때문에 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 거의 항상 다음 분야에 사용됩니다. 쌍을 맞대어 장착(DB) 또는 대면(DF) 양방향 추력을 처리합니다. 이는 공작 기계 스핀들, 볼 스크류 및 자동차 휠 허브(프론트 액슬)에 대한 표준 선택입니다.

원통형 롤러 베어링

원통형 롤러 베어링은 볼 베어링의 점 접촉이 아닌 궤도와 선 접촉하는 원통형 롤링 요소를 사용합니다. 이 라인 접점은 훨씬 더 넓은 영역에 부하를 분산시켜 레이디얼 하중 용량 1.5~3배 더 높음 동일한 경계 치수의 동등한 깊은 홈 볼 베어링보다.

• NU / N 유형: 하나의 링에는 축 위치가 없습니다. 축 방향으로 자유롭게 부유함 - 열팽창 수용에 이상적
• 뉴저지 / NF 유형: 단방향 축 위치; 한 방향으로 제한된 추력을 처리합니다.
• NUP / NP 유형: 양방향 축 위치; 적당한 추력을 양방향으로 처리합니다.

원통형 롤러 베어링도 제공합니다. 고속 능력 , 롤러와 궤도가 매우 엄격한 공차로 정밀하게 연마될 수 있기 때문에 볼 베어링 다음으로 두 번째입니다. 이는 전기 모터, 터빈, 기어박스 및 압연기에 널리 사용됩니다. 주요 제한 사항은 거의 0에 가까운 오정렬 공차 — 일반적으로 under ±0.04°.

테이퍼 롤러 베어링

테이퍼 롤러 베어링은 다음을 처리하도록 설계되었습니다. 동시에 무거운 방사형 및 축방향 하중 결합 . 롤러와 궤도는 모두 테이퍼형입니다. 모든 테이퍼 표면은 순수한 구름 접촉을 위한 기하학적 요구 사항인 베어링 축의 공통 지점에 수렴됩니다.

접촉각(일반적으로 10° ~ 30° ) 축 대 방사형 용량의 비율을 결정합니다. 각도가 가파를수록 축방향 하중이 더 커지지만 안정성을 유지하려면 축방향 예압이 더 높아야 합니다. 앵귤러 콘택트 볼 베어링과 마찬가지로 테이퍼 롤러 베어링도 반대 쌍에 사용됨 한 방향의 축방향 하중만 지지하기 때문입니다.

• 방사형 하중 용량: 매우 높음 - 롤링 요소 베어링 유형 중 가장 높은 수준
• 축방향 하중 용량: 베어링당 한 방향으로 높음; 페어링하면 매우 높음
• 속도 등급: 보통 - 롤러의 큰 끝 리브의 미끄럼 마찰로 인해 원통형 롤러 또는 볼 베어링보다 낮습니다.
• 예압 요구 사항: 설치 중에 올바르게 사전 로드되어야 합니다. 잘못된 예압은 조기 고장의 주요 원인입니다.

자동차 휠 베어링, 차량 차동 장치, 액슬 샤프트 및 중공업 기어박스가 주요 응용 분야입니다. 는 팀켄 30206 시리즈는 자동차 및 산업 분야에서 가장 인정받는 테이퍼 롤러 베어링 제품군 중 하나입니다.

구면 롤러 베어링

구형 롤러 베어링에는 공통 구형 외부 링 궤도에서 작동하는 두 줄의 배럴 모양 롤러가 포함되어 있습니다. 이 구형 외부 궤도는 베어링이 최대 ±2°~±3°의 각도 오정렬을 통해 자체 정렬 — 샤프트 편향, 하우징 왜곡 또는 설치 오류가 불가피할 때 선호되는 선택입니다.

• 방사형 하중 용량: 매우 높음 - 모든 롤링 베어링 유형 중에서 가장 높은 것 중 하나입니다.
• 축방향 하중 용량: 동시에 양방향으로 보통
• 오정렬 공차: ±1° ~ ±2.5° — 모든 롤러 베어링 유형 중 최고
• 속도 성능: 보통; 볼 베어링보다 낮지만 대부분의 중공업 드라이브에 적합

무거운 컨베이어 시스템, 제지 공장, 광산 장비, 파쇄기, 팬 및 해양 프로펠러 샤프트는 전형적인 구형 롤러 베어링 응용 분야입니다. 지지대 사이의 긴 스팬으로 인해 샤프트 편향이 중요하거나 정확한 정렬을 달성하거나 유지하기 어려운 경우에 선택됩니다.

니들 롤러 베어링

니들 롤러 베어링은 롤러를 사용합니다. 길이 대 직경 비율 3:1 ~ 10:1 - 기존의 원통형 롤러보다 훨씬 높습니다. 이 슬림한 프로필은 다음을 제공합니다. 매우 컴팩트한 단면에서 매우 높은 반경방향 하중 용량 , 공간이 제한된 설계에 없어서는 안될 요소입니다.

• 드로운 컵(쉘형): 강철로 스탬프 처리된 얇은 외부 쉘; 전송 유성 세트, 로커 암 피벗에 사용됩니다.
• 케이지 어셈블리: 케이지에 유지되는 롤러; 더 많은 공간을 절약하기 위해 경화 샤프트를 내부 궤도로 사용
• 결합된 바늘/추력: 콤팩트한 복합 하중 처리를 위해 스러스트 와셔 어셈블리와 결합된 니들 롤러 방사형 요소

자동차 변속기, 2행정 엔진(커넥팅 로드 소형 엔드), 유압 펌프 및 유니버셜 조인트(U-조인트)는 주요 니들 베어링 응용 분야입니다. 절충안은 제로 오정렬 공차 및 충격 하중에 대한 민감도 .

스러스트 베어링: 볼 스러스트 및 롤러 스러스트

스러스트 베어링은 운반을 위해 특별히 설계되었습니다. 순수 또는 주로 축방향(추력) 하중 샤프트 축과 평행하게 작용합니다. 이는 레이디얼 하중 용량을 거의 또는 전혀 제공하지 않으며 두 가지 하중 유형이 모두 존재할 때 레이디얼 베어링과 함께 사용해야 합니다.

볼 스러스트 베어링

케이지 안의 와셔(전동관) 2개와 볼 세트로 구성됩니다. 간단하고 경제적이며 상대적으로 낮은 속도에서 중간 속도까지 적당한 축 하중을 견딜 수 있습니다. 자동차 스티어링 칼럼, 바 스툴, 게으른 수잔형 턴테이블에서 흔히 사용됩니다. 고속 애플리케이션에는 적합하지 않음 — 원심력으로 인해 공이 높은 RPM에서 미끄러집니다.

원통형 및 테이퍼형 롤러 스러스트 베어링

볼 대신 롤러를 사용하여 훨씬 더 높은 축방향 하중 용량 라인 연락을 통해. 테이퍼 롤러 스러스트 베어링은 매우 무거운 축 하중을 처리할 수 있으며 크레인 후크, 드릴링 장비 및 해양 스러스트 블록에 사용됩니다. 원통형 롤러 스러스트 베어링은 공작 기계 테이블 및 프레스에 사용됩니다.

구형 롤러 스러스트 베어링

매우 높은 축방향 하중 용량을 다음과 결합합니다. 최대 ±2°의 자동 정렬 기능 . 또한 적당한 방사형 하중을 지탱할 수도 있습니다. 축 방향 하중이 크고 정렬 불량이 공존하는 선박 프로펠러 스러스트 베어링, 수직 펌프 및 압출기 기계에 사용됩니다.

자동 정렬 볼 베어링

자동 조심형 볼 베어링은 공통 구형 외부 링 궤도에서 작동하는 두 줄의 볼을 가지고 있습니다. 이는 구형 롤러 베어링과 원칙적으로 동일하지만 롤러 대신 볼을 사용합니다. 그들은 수용한다 각도 정렬 불량 ±1.5° ~ ±3° , 깊은 홈 볼 베어링보다 크지만 구형 롤러 베어링보다 레이디얼 부하 용량이 낮습니다.

구형 롤러 베어링에 비해 주요 장점은 다음과 같습니다. 더 낮은 마찰과 더 높은 속도 성능 , 정렬 불확실성이 있는 경부하 샤프트에 적합합니다. 농업 기계, 섬유 기계 및 컨베이어 테이크업 풀리가 전형적인 예입니다.

모든 주요 베어링 유형 비교

아래 표는 선택 결정을 지원하기 위해 주요 베어링 유형 전반에 걸쳐 가장 중요한 성능 매개변수를 직접 비교한 것입니다.

올바른 베어링 유형을 선택하는 방법: 실용적인 프레임워크

올바른 베어링 유형을 선택하려면 작동 조건을 체계적으로 평가해야 합니다. 올바른 선택의 범위를 좁히려면 다음 단계를 따르세요.

1. 하중 방향을 결정합니다. 방사형 전용 → 원통형 롤러 또는 DGBB. 축방향만 → 스러스트 베어링. 결합 → 각도 접촉, 테이퍼 롤러 또는 구형 롤러.
2. 부하 규모 평가: 가벼운 하중에서 중간 하중 → 볼 베어링(더 낮은 마찰, 더 높은 속도). 무거운 하중 → 롤러 베어링(라인 접촉, 크기당 더 높은 용량).
3. 작동 속도 평가: 고속(일반적으로 3,000~5,000RPM 이상)에서는 롤러 유형보다 볼 베어링이 선호됩니다. 매우 빠른 속도의 경우 깊은 홈 또는 앵귤러 콘택트 볼 베어링이 선호됩니다.
4. 정렬 조건을 확인하십시오. 샤프트 편향 또는 하우징 정렬 불량이 ±0.1°를 초과하는 경우 자동 정렬 볼 베어링(경하중) 또는 구형 롤러 베어링(중하중)을 사용하십시오.
5. 공간 제약을 고려하십시오. 좁은 반경 방향 공간 → 니들 롤러 베어링. 얇은 축 단면 → 얇은 단면 볼 베어링 또는 스러스트 와셔.
6. 환경 요인: 오염 또는 세척 → 밀봉된 깊은 홈 볼 베어링 또는 밀봉된 구형 롤러 베어링. 부식성 환경 → 스테인리스 스틸 또는 세라믹 하이브리드 베어링.
7. 베어링 수명 계산(L10): 선택한 베어링의 동적 정격 하중(C)과 등가 동적 하중(P)을 사용하여 ISO 281 기본 정격 수명 공식을 사용하십시오. 대상 L10 ≥ 20,000시간 대부분의 산업 응용 분야에 사용됩니다.

산업 및 용도별 베어링 유형 선택

특정 산업 및 응용 분야에서는 수십 년간의 운영 경험을 바탕으로 모범 사례 베어링 유형 선택을 확립했습니다.

유형별 베어링 윤활 및 유지 관리 고려 사항

윤활 요구 사항은 베어링 유형에 따라 크게 다르며 정격 서비스 수명을 달성하는 데 중요합니다. 조기 베어링 고장의 50% 이상 윤활 문제(너무 적거나 너무 많거나 잘못된 유형 또는 오염된 윤활유)로 인해 발생합니다.

• 깊은 홈 볼 베어링 (sealed): 공장에서 수명이 다할 때까지 그리스가 채워져 있습니다. 정상 조건에서는 재윤활이 필요하지 않습니다. 20,000시간 .
• 구형 및 원통형 롤러 베어링(대형): 일반적으로 기어박스에 오일 윤활을 하거나 정기적으로 그리스 윤활을 합니다. 2,000~5,000시간 산업 환경에서는 일반적입니다.
• 테이퍼 롤러 베어링: 윤활유 유형과 예압 모두에 세심한 주의가 필요합니다. 오일 점도 선택이 중요합니다. ISO VG 150-320 오일은 산업용 테이퍼 롤러 베어링 응용 분야에 일반적입니다.
• 니들 롤러 베어링: 종종 오일 스플래시 또는 오일 미스트 윤활; 엔진 응용 분야에서는 엔진 오일 회로에 의존합니다. 적절한 오일 공급은 협상할 수 없습니다.
• 스러스트 베어링: 높은 축방향 부하에서 오일막을 유지해야 합니다. 부하가 큰 추력 응용 분야에서는 일반적으로 그리스보다 오일 윤활이 선호됩니다.