베어링 시스템 신뢰성은 전기 모터 제품에서 항상 뜨거운 주제입니다. 베어링 소리 문제, 샤프트 전류 문제, 베어링 가열 문제 등과 같은 이전 기사에서 많은 이야기를 나눴습니다. 이 기사의 초점은 모터 베어링의 클리어런스, 즉 어떤 클리어런스 상태에서 베어링이 더 합리적으로 작동하는지입니다.
베어링이 제대로 작동하려면 레이디얼 클리어런스가 매우 중요합니다. 제어 및 숙달의 일반 원칙: 볼 베어링의 작동 간격은 0이거나 약간의 예압을 가져야 합니다. 그러나 원통형 롤러, 구형 롤러 등의 베어링의 경우, 작은 틈새라도 작동 시 일정량의 잔여 틈새를 남겨 두어야 합니다.
적용 분야에 따라 베어링 배열에는 양수 또는 음수 작동 여유 공간이 필요합니다. 대부분의 경우 작업 간격은 양수 값이어야 합니다. 즉, 베어링이 작동 중일 때 특정 잔여 간격이 있습니다. 반면에 음의 작동 여유 공간, 즉 예압이 필요한 응용 분야가 많이 있습니다.
예압은 일반적으로 주변 온도에서 설치하는 동안 조정됩니다(즉, 모터의 설계 및 제조 단계에서 완료됨). 작동 중 샤프트의 온도 상승이 베어링 시트의 온도 상승보다 크면 예압이 증가합니다.
샤프트를 가열하고 팽창시키면 샤프트의 직경이 커지고 늘어납니다. 반경 방향 확장의 영향으로 베어링의 반경 방향 클리어런스가 감소합니다. 즉, 예압이 증가합니다. 축 확장의 영향으로 예압은 더욱 증가하지만 백투백 베어링 배열의 예압은 감소합니다. 연속 베어링 배열에서 베어링과 베어링 사이에 일정한 거리가 있고 관련 부품의 열팽창 계수가 동일한 경우 예압에 대한 반경방향 팽창과 축방향 팽창의 효과는 서로 상쇄됩니다. 예압이 발생하지 않습니다.
베어링 예압의 가장 중요한 기능에는 강성 향상, 소음 감소, 샤프트 안내 정확도 향상, 작동 중 마모 보상, 작업 수명 연장 및 강성 향상이 포함됩니다. 베어링의 강성은 베어링에 작용하는 힘과 탄성 변형의 비율입니다. 예압을 받은 베어링의 특정 범위 내에서 하중으로 인한 탄성 변형은 예압이 없는 베어링의 탄성 변형보다 작습니다.
베어링의 작업 간극이 작을수록 무부하 영역에서 롤링 요소의 안내가 더 잘되고 작동 중 베어링의 소음이 낮아집니다. 예압의 영향으로 힘으로 인한 샤프트의 편향이 발생합니다. 감소시켜 샤프트 안내의 정확도를 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 피니언 기어 베어링과 차동 기어 베어링을 예압하여 샤프트 가이드의 강성과 정밀도를 향상시켜 기어 맞물림을 더욱 정확하고 안정적으로 만들고 추가적인 동적 힘을 최소화할 수 있습니다. 따라서 작동 중 소음이 줄어들고 기어의 작동 수명이 길어질 수 있습니다. 베어링은 작동 중 마모로 인해 간격이 증가하며 이는 예압으로 보상될 수 있습니다. 일부 응용 분야에서는 베어링 배열의 예압으로 인해 작동 신뢰성이 향상되고 서비스 수명이 연장될 수 있습니다. 적절한 예압은 베어링의 하중 분포를 더욱 균일하게 만들어 작동 수명을 연장할 수 있습니다.
베어링 배열의 예압을 결정할 때 예압이 특정 설정된 최적 값을 초과하면 강성은 제한된 범위까지만 증가할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 마찰과 그에 따른 열이 증가하기 때문에 추가 하중이 가해져 장시간 작용하면 베어링의 수명이 크게 단축됩니다.
또한, 베어링 배치의 예압 조정 시에는 계산이나 경험에 의해 예압의 양이 결정되더라도 그 편차는 일정 범위 내에서 제어되어야 합니다. 예를 들어, 테이퍼 롤러 베어링의 조정 과정에서 롤러가 비뚤어지지 않도록 베어링을 여러 번 회전해야 하며 롤러의 끝면이 내부 링의 리브와 잘 접촉해야 합니다. 그렇지 않으면 검사 또는 측정에서 얻은 결과가 사실이 아니므로 실제 예압이 필요한 것보다 훨씬 작을 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 5월 10일