베어링에 대한 모든것

[서산보더]

베어링에 관한 구체적인 글이있어 퍼왔습니다.
많은 도움이 됬으면 좋겠습니다.

(741) 제목 : [정보] 인라인 스케이트에 사용되는 베어링에 관한 고찰 / 3D3Dtalmowar@hanmail.net">3Dtalmowar@hanmail.net">3Dtalmowar@hanmail.net">talmowar@hanmail.net">김찬성 - 2002-07-30 00:42:54

먼저 베어링이라함은 우리말로 번역하자면 축받침(축받이) 정도로 번역이 되겠군요. 인라인 스케이트에서 주로 사용되는 베어링은 608, 698, 688입니다. 608 베어링은 대표적으로 k2의 MOD 시리즈 인라인 스케이트에 들어가는 베어링입니다. 그리고 698은 제가 타고 있는 K2 카탈리스트에 달려있고, 688은 살로몬 비테시, 나이키 엔돌핀 등 고급 기종에 적용되고 있습니다.

또한 베어링에 표시되는 숫자들은 국제공업규격을 따르고 있으며 구름베어링의 호칭번호는 형식기호, 치수 기호, 안지름 번호를 순서대로 조합하여 4자리(또는 3자리) 또는 5자리 숫자로 표시하도록 되어있습니다.

예를 들어 인라인스케이트의 688(608, 698)베어링의 표시번호는 첫번째 숫자 '6'이 깊은 홈 볼 베어링을 의미하고, 마지막 숫자인 '8'은 내륜의 직경이 8mm라는 뜻인데 일반적으로 두 자리를 쓰지만(08, 10과 같이) 10mm 이하일 경우 한 자리를 쓸 수도 있습니다. 가운데 숫자는 베어링의 부여된 등급수치로 688, 698, 608은 8, 9 ,0은 68계열과 69계열 60(상용)계열입니다.

일반적으로 베어링은 접촉하는 상태에 의하여 구름베어링과 미끄럼베어링으로 분류되고 하중방향에 따라 레이디얼 베어링과 드러스트 베어링이 있습니다. 인라인 스케이트에 적용되고 있는 베어링은 레이디얼 구름베어링에 속합니다.

구름베어링은 전동체에 의해 볼베어링 롤러베어링으로 구분이 되며 볼베어링은 다시 단열과 복열, 그리고 깊은 홈형 마그네틱형 앵귤러형 등이 있습니다.

단순히 인라인스케이트에서 가장 적합하다고 생각되는 것은 물론 단열 깊은 홈볼베어링이라고 생각이 듭니다. 단열홈베어링은 하중을 적게 받는 곳에서 사용할 수 있으며 마찰토오크가 작게 발생하고 고속성이 우수하며 그리스나 윤활장치의 점도의 영향을 매우 적게 받습니다.

따라서 인라인 스케이트는 허용하중(사람의 체중)이 기계에 비해 상대적으로 낮기 때문에 깊은 홈볼베어링으로 적합하게 설계를 할 수가 있을 것입니다

인라인 스케이트의 베어링 적용 설계를 해보면 기본적으로 볼베어링에 걸리는 정적부하용량(사람이 서있을 때)을 계산하고 또 회전 중에 있는 구름 베어링이 견딜 수 있는 하중의 크기(인라인을 탔을 시)를 구하여 동적부하용량을 계산합니다.

동적부하용량이란 여러 개의 같은 베어링을 개별적으로 운전할 때 정격수명이 100만 회전이 되는 방향과 크기가 변동하지 않는 하중을 말합니다. 일반적으로 동적부하하중은 주로 수백Kg에서 수천kg까지 됩니다. 따라서 지극히 작은 하중인 사람몸무게의 경우는 수명계산 시 거의 무한대로 나옵니다. 물론 이론상으로 그렇다는 것이지 실제는 마찰열이라던지 기타의 외부적인 저해조건들이 있으므로 그렇지는 못합니다.

그럼, 여기서 인라인 스케이트에 적용되어진 608, 698, 688베어링에 대해 말씀을 드리자면...

688은 앞서 말씀드렸듯이 인라인스케이트에 적용되는 베어링중 현재로서는 가장 작은베어링입니다.

따라서 볼이 외륜과 내륜에 닿는 면적이 작고 닿는 면적이 작다는 것은 마찰저항이 작기때문데 마찰저항에는 유리하나 내충격성이나 하중에 대한 내구성 등은 당연히 떨어질 것 같습니다.

실제 688 베어링의 정적부하하중: 99kg이고 동적부하하중 :60kg입니다. 하지만 16개 내지는 20개의 베어링으로 분산을 하기 때문에 성인 남성 80kg은 전혀 무리가 없는 베어링입니다.(어그레시브와 같이 몇몇 휠이 지면에 먼저 닿으면서 충격을 계속 가한다면 금방 베어링이 상해 버리겠죠.)

그리고 베어링 회전속도에 대해서...

예를 들어 다운힐 시에 휠의 같은 회전수(내려오는 속도가 같은 상황)에서 608과 688 중 원주속도는 608이 훨씬 빠르게 되어 있습니다.(같은 사이즈의 휠에서 그만큼 베어링의 원주가 크므로...)

그렇다면 원주속도가 빠른 608이 볼의 마모나 열발생 등으로 인하여 생기는 그리이스의 점도저하 마찰저항가중이 되며 이러한 사항은 베어링의 내구성을 떨어뜨리며 속도저하가 생기는 경우가 되겠지요.

따라서 고속으로 주행하거나 고속용에서 내부에너지의 변화가 적게 하기 위해서는 주로 작은 단열 깊은 홈볼베어링을 채택하게 되는 것이라고 생각합니다. 또한 이러한 이유로 688베어링이 더욱 유리하지 않을까요?

그렇다면 608이라는 큰 베어링의 장점은 없겠는가? 의문이 생길 수도 있습니다. 베어링이 크게 되면 앞서 언급했듯이 접지면(마찰면)이 크다는 것이고 이러한 것은 높은 집중하중 또는 충격하중에 견디기가 쉽습니다.
예를 들어서 높은 곳에서 뛰어내린다면 볼에 충격이 올 것이며 볼의 크기가 크다면 그만큼 하중을 분산시키기 때문에 유리한 면이 있을 것입니다. 또한 하중에 의한 내구성이 뛰어나서 실제 높은 하중에서는 688의 내구성은 급격하게 떨어질 것으로 사료가 됩니다.

따라서 스피드를 요하고 진동과 충격에는 크게 신경을 쓰지 않는 다면 688이 유리하지 않는가하는 저의 생각입니다.

또한 생산적인 측면을 각 베어링의 규격에 대해 생각해 볼 필요가 있습니다. 베어링은 가공정밀도에 의해서 마찰저항이 틀려집니다.(공회전수) 실질적으로 베어링은 볼의 크기가 작으면 작을수록 생산 가공하기가 쉽도록 되어 있습니다. 따라서 당연히 정도를 높일 수가 있는 것입니다.

그리고 내구성은 재질과 열처리에서 그 수명을 찾아볼 수가 있습니다. 또한 같은 재질에서도 열처리기술에 따라 그 베어링의 수명과 강성 등이 틀리게 나오게 되며 정도에 따라 공회전 수는 당연히 틀리게 나오게 됩니다.

한국에서 나오는 볼베어링 기술은 현재 볼의 정도와 열처리기술이 아직은 선진국에 비해 조금 떨어지기 때문에 선진제품에 비해서는 조금 떨어진다는 생각이 듭니다.

따라서 688, 698, 그리고 608등은 각기 장단점이 있는 것 같습니다.

하지만 가장 중요한 것은 특별히 훈련된 선수가 아닌 다음에야 일반인들은 이러한 베어링의 차이점을 느낄 수가 없다는 것입니다.

자신이 구하기 쉬운 베어링 또는 선호하는 베어링과 휠과 맞는 베어링을 사서 장착하시면 된다는 것이지요.

여기까지 베어링에 대해서 간략하게 짚어 보았습니다.

그리고 인라인에 적용되어지는 베어링과 공업용 베어링의 차이점에 대해서 살펴보면... 일반적으로 고급 인라인에 사용되어지는 베어링은 abec 5급(미국베어링제조협회규격) 정도 되는 베어링을 사용하고 있습니다.

실질적으로 abec 5정도이면 인라인에 사용하는데 크게 무리가 없다고 말씀드릴 수는 있습니다. 하지만 외국브랜드의 베어링의 경우는 그 자체에서 oem(주문자생산방식) 형태로 베어링을 유명 베어링 메이커에서 직접 납품을 받아 내구성 및 각종 성능평가를 거쳐 시중에 나오게 되며 인라인에 적합하게 독자적으로 설계되어진 제품으로 abec 수치의 의미 이상을 가지게 됩니다.

----- 인라인 스케이트에 적합하다는 조건은... (이영수의 인라인정비코너에서 발췌)
빠른 속도, 정비성, 경제성 등을 꼽을 수 있는데 빠른속도를 내기 위해서 좋은 축받이 소재(high quality steel), 작은 초기 회전력(minimum initial torque), 높은 치수정밀도, 효율 높은 윤활제(good lubricator)를 사용하여 조건을 맞추며, 쉽게 정비하기 위해서 축받이의 분해 용이성, 이물질의 침입을 방지하는 구조로 설계되어 있습니다.
경제성에서는 아무리 품질이 우수하다손치더라도 가격이 한 개에 몇 만 원씩 호가한다면 현실적으로 적용하기에는 불가능한 것입니다.

일반공업용이나 국산인라인에 들어 있는 베어링과 k2나 살로몬 등 외국 브랜드의 차이는... 명확히 표시된 축받이 정밀도 등급, 분리 가능한 덮개의 구조(Serviceable), 얇은 금속 띠로 제작된 유지기(cage/retainer), 점도가 낮은 그리스(grease)나 오일(oil), 내륜의 이물질 침입 방지 턱 등의 차이가 있습니다. -------

이상은 저의 견해입니다. 참고하세요. 그리고 저도 나중에 휠을 바꿀 때 베어링도 688으로 구매하여서 장착할 예정입니다. 사용자들의 경험담을 들어보면 셋트로 수십만 원씩 하는 것과 공업용 688 베어링과 성능 상에는 크게 차이가 없다고 합니다. 뭐 내구성에서는 알 수가 없지만 베어링도 소모품으로 보고 좀 낡고 돌아가지 않는다 싶으면 교체하는 것이 오히려 정비하는 것보다 경제적이라는 생각이 듭니다.(수십만 원짜리 사서 정비하는 것보단...^^)

그럼... 이만..