스크랩 베어링 상식 - 정의,재질,윤활,

[김창숙]

인라인 베어링이란?

배어링은 소모품이며 크게 직선운동 베어링과 구름운동 베어링으로 나눌 수있습니다.
사용용도는 주로 기계장비 및 전자제품에 많이 쓰입니다.
여러분들의 인라인에는 구름운동베어링중 볼베어링이 들어가 있습니다.

베어링을 사용함에 있어 본 자료의 내용을 충분히 이해한 사용자들이라면, 베어링의 수명 연장은 물론 베어링 관련 사고를 예방하여, 더욱 효율적인 사용을 기할 수 있을 것입니다.
더욱 전문적인 내용을 알고자 하는 사용자는 게시판이나 e-mail로 문의 하시면 답변을 해드리겠습니다

베어링의 구조

베어링의 구조는 아래의 그림과 같습니다.
여러분의 인라인에는 바퀴하나당 총 2개의 베어링이 들어갑니다.

인라인 베어링 특징

1.소형, 미니어쳐 볼 베어링의 특징
기본적으로는 깊은홈 베어링타입과 앵귤러 베어링타입으로 나눈다.
깊은 홈과 앵귤러(angular)라 함은 베어링 내 외륜의 궤도면을 회전 주행하는 전동체와, 내 외륜과의 접촉 각도가 수직인가의 여부를 이르는 것이다.
접촉이 수직이면 일반 깊은 홈 베어링, 일정한 각도를 가진 것이 앵귤러 타입이다.
그리고, 씨일, 시일드판의 유무에 의해 개방형, 씨일형, 시일드형으로 나눈다.
소형 볼 베어링과 미니어쳐 볼 베어링의 치수 범위는 아래의 표와 같다.

표1-1 소형, 미니어쳐 볼 베어링의 치수 범위

구분	소형 볼 베어링	미니어쳐 볼 베어링
Meter 계열	베어링 외경 9mm 이상	베어링 외경 9mm 이하
	베어링 내경 10mm 이하	베어링 내경 ㅡ
Inch 계열	베어링 외경 9.525mm 이상	베어링 외경 9.525mm 이하
	베어링 내경 10mm 이하	베어링 내경 ㅡ

인라인 베어링 사이즈

단위 : mm

베어링 넘버	내륜	외륜	폭
608	8	22	7
688	8	16	5
698	8	19	6

BEARING INTERNAL CLEARANCE

Unit ㎛

Clearance Mark	MC1	MC2	MC3	MC4	MC5	MC6
Clearance	max   min	max   min	max   min	max   min	max   min	max   min
	0   5	3   8	5   10	8   13	13   20	20   28

※ MC3 은 가장 많이 사용되는 평균치 입니다.

축받이의 정밀도는 ABEC 등급으로 표시하며 이 기준은 AFBMA(Anti-Friction Bearing Manufacturers Association)의 Annular Bearing Engineer Committee에서 외형치수 정밀도(dimensional accuracy)와 회전 정밀도(running accuracy)의 허용 오차로 규정한 것을 일반적으로 사용한다. 이 기준에는 축받이의 효율과 관계된 사항은 규정되어 있지 않으며, ABEC 등급별 정밀도는 허용오차(tolerance)로 표시하고, 608 규격 축받이의 ABEC 등급별 허용 오차는 다음과 같다. (허용 오차는 외륜 직경의 크기에 따라 다른 기준이 적용된다)

베어링 넘버	사이즈	material(재질)	shield(옆덮개)	ball(볼)
608	8*22*7	suj2/stainless	steel/rubber/stainless	suj2/ceramic/stainless
688	8*16*5	suj2	steel/rubber/stainless	suj2/ceramic/stainless

명칭

innering(내륜), outring(외륜),ball(볼), shield/rubber(옆덮개). retainer(.......)

Cage	기호	Material
	J	STEEL
	W	STEEL
	T12	PLASTIC
	T	페놀수지

재질

suj2(크롬강), steel(금속), rubber(고무), stainless(스텐레스)

베어링 재질의 종류

CERAMIC

인라인을 타시다가 문득 세라믹베어링을 들어보셨을겁니다.
베어링안에는 여러개의 볼이 들어가 있습니다.
세라믹베어링이란 이 볼의 재질이 세라믹(ZrO2:질리코늄)으로 되어있는베어링을 뜻합니다.
세라믹베어링의 최대 장점은 높은 스피드를 낼수있으며볼자체에 녹이 안슨다는 점입니다.또한 내마모,강산성,절연,자기윤활작용등이 있습니다.
일반 볼베어링은 회전함에 있어서 열이 발생하나 세라믹은열을 발생시키지 않으므로 수명이길며 마찰이적어 빠른 스피드를 낼수가 있습니다.

* 세라믹 베어링의 장점

1. 무게가 가볍다.
2. 속도가 빠르다.(미끄럼 마찰력(sliding friction)과 구름 마찰력(rolling friction)이 작다.)
3. 정비 주기가 길다.
4. 내마모,강산성,절연,자기윤활작용
5. 물, 열, 전기, 자성에 안정적이다.

STAINLESS

스테인레스강은 내부식,내열성이 우수하고 최고300'C까지의 고열에서도 사용할 수 있으며 친 환경적
베어링으로 각광받고 있습니다.
예를 들어 ss608 stainless 볼 베어링은 외부의 뚜껑이나 몸체, 볼 등이 모두 stainless 스테인레스 재질입니다.

* 스테인레스 베어링의 장점

1. 크롬강에 비해 녹이 잘 슬지 않는다.

SUZ2

크롬강을 말하며 주로 외륜,내륜,볼등의 주요재질로 많이 사용됩니다.

* 스테인레스 베어링의 장점

1. 기계적 강도가 다른재질에 비해 강합니다

1.베어링의 수명

베어링을 어떤 용도에 바르게 사용한다 해도, 일정한 시간이 경과하면 음향, 진동의 증가, 마모에 의한 정밀도 저하, 윤활 그리스의 열화, 구름 표면의 피로에 의한 박리현상 등에 의해 더 이상 사용할 수 없는 수명에 이르게 된다.

이런 사용이 불가능한 상태로 될 때 여러가지의 기간(시간)을 넓은 의미의 베어링의 수명이라 하며, 각각 음향 수명, 그리스 수명, 구름 피로 수명 등으로 부른다.

베어링의 피로수명은 본질적으로 재료 자체에 산포가 있으므로, 이 수명의 산포를 통계적으로 취급하여 아래와 같이 정의 된, 정격 피로 수명이라는 개념을 쓴다.

정격 피로 수명이라 함은 일군의 같은 종류의 베어링을, 동일 운전 조건 하에서 회전시킬 때, 그 중의 90%가 구름 피로에 의한 플레이킹(Flaking: 표면 박리 현상)이 일어남이 없이 회전이 가능한 총 회전수를 말한다.

일정한 회전속도로 운전하는 경우에는, 정격 피로 수명을 총 회전 시간으로 나타내는 경우도 많다.
일반적인 베어링의 수명 계산식은 다음과 같다.

베어링 정격 피로 수명( L )
     = { 기본 동 정격 하중( C )/베어링 하중 ( P ) } x 3승

2.베어링의 윤활

베어링의 윤활은 베어링의 수명과 관련하여 아주 중요한 것으로, 이는 베어링 내부의 마찰과 마모를 감소시키고, 소착(燒着)을 방지하기 위함이다.
이 윤활의 효과는 다음과 같다.

1. 내외의 궤도륜 및 리테이너와 전동체(볼)의 마찰 및 마모의 감소
2. 윤활유는 금속의 표면에 얇은 막을 형성하여 금속상호간의 Metal 접촉을 피해 주는데, 충분한 윤활유 막의 형성과 적당한 점도(粘度)는 베어링의 피로수명을 연장시킨다.
3. 윤활유는 회전시에 생기는 마찰열을 냉각 방출시킨다.
4. 윤활유의 존재는 외부로 부터의 이물, 먼지 등을 차단하는 역할을 하며, 녹이나 부식을 방지한다.

베어링의 윤활 방법은 크게 그리스 윤활과 오일 윤활로 대별한다.

베어링의 기능을 충분히 발휘 시키기 위하여는, 베어링의 하중, 회전속도,마찰 토르크, 베어링 주변의 구조, 환경온도, 요구수명 등을 고려하여 선정하여야 한다.

윤활만을 생각한다면 오일윤활이 가장 뛰어나나, 그리스 윤활은 씨일 혹은 시일드를 부착시켜 미리 그리스를 봉입하여 사용하므로 베어링 주변을 간단하게 할 수 있어 많이 채용된다.

베어링의 사용 시에 주의사항과 손상에 대한 대책은 아래와 같다.

*주의사항

1. 베어링의 정확한 설치(장착): 베어링을 삽입하는 축과 내륜의 치수 공차 등을 정확하게 관리하여 설치하며 직각도등을 확인 할 것
2. 정기적인 윤활유의 주입
3. 충격하중이나 모멘트 하중의 방지 대책
4. 사용환경에 온도의 상승, 이물의 유입, 먼지, 진동 등을 방지 할 것 등이다.
5. 예열 후 윤활유가 고르게 안착된 후 사용해야 옳다.

* 베어링 손상 모습

*손상에 대한 대책

1. 플레이킹(Flaking)의 발생: 이는 베어링이 수명에 이르렀음을 의미하며, 규정시간 보다 빨리 발생했을 때는 윤활부족, 과다 하중, 이물의 침입으로 인한 녹이나 부식이 없나를 점검한다.
2. 볼의 궤도륜 이탈: 이는 베어링에 모멘트 하중이 걸리는 경우에 많이 발생하는데, 궤도 홈의 마모 정도에 따라 판단한다.
   설치가 잘 못 되었을 때에 많이 발생한다.
3. 베어링의 소착: 윤활유가 없거나 부족할 경우 단시간내에 베어링은 소착으로 진행된다.
   윤활유는 평소에 점검이 필요하다.
4. 기타, 이물이 침입하여 일으키는 볼의 깨짐, 녹, 케이지의 파손, 변형 등이 있으나 사용환경을 잘 조사하면 그 원인을 알 수 있는 경우가 많으므로 사용자는 항상 점검하는 마음가짐이 필요하다.

자신의 인라인Bearing의 size를 모르시는 분들을 위하여 아래와 같이 자료를 준비해 보았습니다.

1. 현재 대부분의 인라인의 Bearing은 608size 와 688size가 대부분입니다.
   자신의 인라인의 바퀴옆에 위의 size가 안나와 있을 경우 (80,76,82mm는 바퀴size입니다.)
   정비도구(육각렌치 같은)로 바퀴를 인라인 본채에서 분리합니다.
   
   
2. 바퀴하나당 2개의 베어링이 들어가 있는 것을 보실 수 있으실 겁니다.
   608size는 약 10원동전비슷한 크기이며 688은 좀 작습니다.
   
   
3. 608과,688을 구별하셨으면 이제 그 사이즈별로 어떤 베어링을 선택하실것인지 선택을 하셔야 합니다. (메뉴의 "베어링의 정의" 부분의 사이즈참조)
   
   
4. 원칙적으로 Bearing은 초정밀 부품이기 때문에 4~6개월 사이에 교체해야 합니다.
   (Bearing은 크게 인라인 Bearing(serviceable bearings:정비가능한 베어링),밀폐형 Bearing등으로도 나뉠 수 있으며 이둘의 중요한 차이는 인라인 베어링은 C-ring과 쉴드로 조합 되어 있어 분해가 가능하여 정비가 용이합니다.
   
   반면에 기계용(가칭 공업용) Bearing은 쉴드가 밀폐되어있어 정비가 용이하지 않다는 차이가 있습니다.)
   
   Shild가 고무로 되어있어 C-ring이 없이도 쉽게 분해 가능한 Bearing이 있습니다.

직접 분해하여 정비를 한다면 정비하기 위한 여러 장비와기술을 아셔야합니다.(정비사이트 참조:이영수의 인라인 정비교실 참조(http://my.dreamwiz.com/yslee/ )

인라인Bearing은 소모품이기 때문에 Bearing의 상태를 점검하여 완전히 교환해야 옳은 것 입니다.

출처:한국베어링연합회 회원사(http://www.inlinebearing.co.kr)