학습목표    1

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베어링

회전하는 축을 받쳐서 축에 작용하는 하중을 받는 구실을 하는 기계요를 베어링이라 한다. 중에 베어링과 접촉하는 부분을 저어널이라 한다.

베어링의 종류

접촉 상태에 따른 분류

      미끄럼 베어링(sliding bearing, plain bearing) : 베어링과 저널이 서로 미끄럼 접촉을 하는

      구름 베어링(rolling bearing) : 베어링과 저널 사이에 볼이나 롤러에 의해 구름 접촉을 하는 .

하중의 방향에 따른 분류

      레디얼 베어링(rdial bearing) : 하중이 축에 직각으로 작용할 사용, 저널베어링 이라고도 한다.

      스러스트 베어링(thrust bearing) : 하중이 축방향으로 작용할 사용

 

 

 

 

 

레이디얼 베어링

트러스트 베어링

트러스트 베어링

테이퍼 베어링

 

(a) 미끄럼 베어링

 

 

 

레이디얼 베어링

구름 베어링

테이퍼 베어링

 

 

(b) 구름 베어링

 

미끄럼 베어링

마찰의 종류

      건식 마찰(dry friction) : 접촉면에 윤활이 없는 경우로 고체 마찰이라고도 한다.

      유체 마찰(fluid friction) : 접촉면에 유활유의 유막을 형성하여 마찰하는

      경계 마찰(boundary friction) : 경우의 중간 단계로 유막이 아주 얇은 상태

윤활의 종류

      완전 윤활(perfect lubrication) : 유체 마찰로 이루어 지는 상태

      불완전 윤활(imperfect lubrication) : 유체 마찰에서 유막이 약해지며 마찰이 급격히 증가하는 경계 윤활 상태

윤활유의 점도

유막의 두께와 관계가 있으며, 온도 상승에 따라 급격히 감소한다.

 

F:윤활유에 가해진 (dyn)   h:유막의 두께(cm)  A:접촉면적()  U:유활유의 속도

페트로프의 베어링식

r:축의 반지름  c:축과 베어링 사이의 틈새  l:베어링 길이  :절대 점도  N:회전수  p:베어링 압력

 

베어링의 마찰 특성 곡선

 

미끄럼 베어링의 재료

      주철 : 저속 회전에 쓰인다.

      동합금 : 내마멸성과 열전도성이 좋아 고속, 고하중에 적합하다.

      화이트 메탈 : 주석, 아연, 등의 연한 금속을 주성분으로 하는 들이다.

      오일리스 베어링 : 금속 분말을 형에 넣어 가압, 가열하여 성형한 윤활유 속에 담그어 윤활유가 입자 사이에 스며들어 온도가 상승하면 윤활유가 밖으로 나오고, 온도가 낮아지면 다시 입자 사이에 스며들어 베어링은 급유를 필요가 없다.

      비금속 재료 : 흑연, 목재, 플라스틱, 고무, 보석 등이 있다.

저널 베어링의 설계

베어링 압력

P:저널에 작용하는   d:저널의 지름  l:저널의 길이  :베어링 허용 압력

저널의 강도

 

끝저널

 

 

정리하면

대입해 정리하면

중간저널

아래 그림에서 단순보로 해석하면 최대굽힘 모멘트M 저널의 중간단면에 생긴다. 오른쪽 절반을 외팔보로 해석하면

하면 하여

 

(a) 저널

(b) 중간 저널

마찰열

:단위 시간당 마찰일[]  N:저널의 회전수[rpm]  v:원주속도 [m/s]

마찰 손실 동력

이를 열량으로 계산하면   (Kcal/s)

마찰열의 발산

마찰열은 모두 베어링을 통해 발산되므로 단위 면적당 마찰일

위에서 pv 발열계수 한다.

  여기서

스러스트 저널의 설계

베어링 압력

 

피벗저널

피벗저널

 

칼라저널

 

 

 

 

z:칼라수

 

열전도에 의한 설계

피벗 저널      

칼라저널  

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