산업용 베어링 이해하기 / 베어링 구조 / 볼 베어링과 롤러 베어링 / 베어링 기능

안녕하세요 !

SPM Instrument KOREA 입니다 😁

 

오늘은 산업 현장에서 굉장히 중요하게 여겨지는 베어링에 대하여 이야기를 하려고 합니다 !

많은 산업 분야에서 없어서는 안 되는 베어링을 더 이해하고 이를 바탕으로 베어링을 관리하는데 유리한 배경지식이 되기를 바랍니다 🤗

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베어링 이해

베어링은 '기계 산업의 쌀'이라고도 불리고 있습니다.

왜 그런지 아시나요 ?

바로 베어링이 기계를 사용하는 대부분의 산업에서 중요한 역할을 하고 있기 때문입니다 :D

 

산업용 베어링은 회전하는 기계의 축을 고정시키고, 기계의 무거운 하중을 지지하는 부품으로 쓰이고 있습니다.

건설, 철도, 풍력 발전 등 다양한 산업에서 사용되고 있습니다 !

 

베어링은 회전할 때 마찰을 가능한 작게 하기 위한 부품이기 때문에 회전체에 꼭 필요한 부품입니다.

 

베어링의 역할은 주로 '기계의 마찰을 감소'해 주는 것입니다.

베어링의 마찰을 감소함으로 인하여 ①기계의 작동 효율이 향상되고, ②움직이는 기계 부품의 위치를 고정하며, ③마찰열로 인한 변형을 방지하여 기계 고장을 줄여줍니다.

 

베어링 구조

그렇다면 베어링의 기본적인 구조에 대해 알아보겠습니다 !

 

구름 형식의 베어링의 구조는 기본적으로 아래 설명과 같습니다 :)

• 외륜 (Outer ring) :

외부의 큰 고리를 말합니다.

일반적으로 움직이지 않는 외부 구조 내부에 단단히 고정됩니다.

• 내륜 (Inner ring) :

내부의 작은 고리를 말합니다.

이 고리는 샤프트에 단단히 고정되어 함께 회전합니다.

• 전동체 (Rolling elements) :

외륜과 내륜의 고리 사이에서 움직이는 구슬 혹은 롤러를 말합니다.

내륜과 외륜 사이의 틈을 채우고, 내륜과 외륜 사이의 상대 운동을 촉진하기 위하여 점접촉을 제공합니다.

• 케이지 (Cage) :

동체의 위치를 고정시켜 주는 장치를 말합니다.

모든 볼을 상대 위치에 고정하고 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 금속 또는 세라믹의 구조물입니다.

 

볼베어링 & 롤러베어링

볼베어링은 일반적으로 구형 볼과 내부 링 사이에 끼워져 있는 롤링 요소가 특징입니다.

고속 회전, 낮은 마찰로 부드러운 회전 운동을 이끕니다.

 

볼 베어링이 회전하는 부품 사이의 마찰을 줄여 효육적인 동작을 통해 에너지 절약을 가능하게 합니다.

높은 회전 속도를 하여 빠른 동작이 필요한 분야에 적합합니다.

또한 조용하고 부드럽게 작동하여 소음과 진동이 보다 적습니다.

 

이러한 볼 베어링은 일반적으로 정밀한 모션 제어가 필수적인 로봇 공학, CNC 기계 및 서보 시스템에 사용됩니다.

그리고 부드럽고 지속적인 움직임이 필요한 컨베이어 시스템 등에도 적합합니다.

 

롤러베어링은 볼 대신 원통형 테이퍼 또는 구형 롤러를 사용합니다.

볼 베어링에 비해 높은 하중 전달 능력과 충격 저항을 가지고 있습니다.

 

롤러 베어링은 더 무거운 하중을 견딜 수 있기 때문에 축 방향 또는 방사형 하중이 상당한 분야에 적용하기에 적합합니다.

롤러와 궤도 사이의 접촉 면적이 넓을수록 충격 흡수가 향상됩니다.

또한 무거운 하중에서 더 큰 강성과 안정성을 나타내므로 정확한 위치 지정 및 모션 제어가 보장됩니다.

 

이러한 롤러 베어링은 일반적으로 산업용 로봇, 공작 기계 및 무거운 하중을 처리하는 중장비 등에 사용됩니다.

또한 롤러 베어링의 견고함과 하중 전달 능력으로 인하여 차량 변속기, 휠 허브 및 서스펜션 시스템에 적용됩니다.

 

 

베어링 역할

이러한 베어링의 대표적인 역할에 대해 알아보도록 하겠습니다 :)

 

• 회전 지원 

베어링은 회전하는 축을 지원하고 유지합니다.

이를 통하여 회전 운동이 원활해집니다.

• 하중 분산

베어링은 산업 기계에서 발생하는 무거운 하중을 견디고 지지할 수 있도록 설계되어 있습니다.

베어링은 기계 무게와 하중을 분산하여 구조물 혹은 기계 부품이 일정한 균형을 이룰 수 있도록 합니다.

그렇기 때문에 베어링의 유형 및 구성에 따라 접촉면에 하중을 고르게 분산하여 발생할 수 있는 과도한 응력을 방지할 수 있습니다.

• 마찰 감소

베어링은 구륜의 움직임을 허용하면서 마찰을 최소화하여 에너지의 손실을 줄입니다.

마찰열에 의한 변형을 막아 기계의 고장을 막을 수 있습니다.

• 진동 및 소음 감소

베어링은 부드러운 운동을 유지하여 부품 사이의 진동과 소음을 줄이는데 도움을 줍니다.

이러한 부품들과 함께 베어링은 기계적인 부분의 마찰을 줄이고, 기계의 성능을 최대한 발휘하도록 함으로 에너지 절약에 기여하고 있습니다.

 

베어링 기능 정리

위에서 이야기한 것처럼, 베어링은 자동화 산업에서 여러 기능을 수행할 수 있습니다 !

 

베어링은 기계 구성 요소의 정확한 움직임과 위치 지정을 가능하도록 합니다.

베어링은 제조 공정에서 정확성과 반복성을 보장합니다.

베어링은 움직이는 부품 사이의 마찰을 최소화합니다.

베어링은 에너지 효율에 기여합니다.

베어링은 기계의 수명을 연장합니다.

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오늘 이렇게 산업 현장에서 중요하게 여겨지는 부품 중 하나인 베어링에 대해서 알아보았습니다 😎

 

산업 현장뿐만 아니라 우리 일상 속에서 쓰이는 베어링에 대해 더 깊이 알고 적절한 사용을 하는 것이 중요합니다 !

 

다음에는 자동화 산업 현장에 있어서의 베어링에 대해 소개해 드리도록 하겠습니다 :)

 

감사합니다 ❤

 

 

 

 

 

 

 

 

 

참고자료 :

산업 자동화에서 베어링의 필수적인 역할 탐색 - NBC (nbcbearings.com)

베어링 기초지식 | 기술서비스 | 한국NSK

베어링 유형별 용도와 설계에 대해 알아보자. (prism21.co.kr)

베어링의 종류와 특징 (misumi-ec.com)