베어링의 종류: 종합 가이드

움직이는 모든 기계는 원활한 작동을 위해 베어링을 사용합니다. 스케이트보드 바퀴부터 제트 엔진의 터빈 축까지, 베어링은 마찰을 최소화하고 하중을 제어하면서 한 부품이 다른 부품에 대해 회전하거나 미끄러지도록 합니다. SKF는 깊은 홈 볼 베어링을 "가장 널리 사용되는 베어링 형식"으로 설명하지만(SKF), 이는 아래에서 다룰 11개 분류 중 하나일 뿐입니다.

대부분의 사람은 한두 가지를 넘는 베어링 형식을 꼽지 못하며, 엔지니어도 선택지를 충분히 검토하기보다 경험 법칙에 의존할 때가 있습니다. 이 가이드는 다양한 선택지를 체계적으로 정리합니다. 제조 기업과 매출 및 시장 구조가 궁금하다면 베어링 제조사 가이드를 먼저 참조하십시오. 호기심 많은 독자와 학생부터 기초를 다시 확인하려는 실무자까지, 이 글을 통해 다양한 베어링의 작동 원리, 용도와 각 형식이 필요한 이유를 명확하고 실용적으로 이해할 수 있습니다.

핵심 요약

• 베어링은 구름 접촉(볼 또는 롤러) 또는 미끄럼 접촉(윤활 유막) 중 하나를 통해 마찰을 줄입니다.
• 깊은 홈 볼 베어링은 세계에서 가장 많이 생산되는 구름 베어링입니다.
• 롤러 베어링은 점 접촉 대신 선 접촉을 사용하므로 동일 크기의 볼 베어링보다 훨씬 높은 하중을 지지합니다.
• 베어링 수명은 ISO 281:2007의 L10 공식을 따릅니다. 볼 베어링의 수명은 하중의 3승, 롤러 베어링은 하중의 10/3승에 반비례합니다.

베어링이란?

베어링은 두 부품 사이의 상대 운동을 일반적으로 회전이나 직선 이동과 같은 한 가지 원하는 방향으로 제한하면서 마찰을 줄이고 기계 하중을 지지하는 기계 요소입니다. 최초의 볼 베어링 특허는 1869년 Jules Suriray의 벨로시페드 허브 특허이며, 현대 베어링 용어는 ISO 5593(구름 베어링 — 용어)에 표준화되어 있습니다.

모든 베어링은 다음 두 가지 기본 원리 중 하나로 작동합니다.

• 구름 접촉: 볼이나 롤러가 움직이는 면 사이에 들어가 미끄럼 마찰을 훨씬 낮은 구름 마찰로 바꿉니다.
• 미끄럼 접촉: 윤활막이 움직이는 부품을 분리하여 직접 마찰하지 않고 미끄러지도록 합니다.

존재하는 모든 베어링은 이 두 가지 원리의 변형 또는 조합입니다.

베어링의 주요 종류는?

산업 핸드북은 베어링을 접촉 방식(구름 또는 미끄럼), 하중 방향(레이디얼, 축방향 또는 복합), 전동체 형상(볼, 원통, 테이퍼, 구면 또는 니들)의 세 기준으로 분류합니다. ISO 5593에 따르면 아래 11가지 기능 분류로 오늘날 산업에서 사용하는 거의 모든 베어링을 설명할 수 있습니다.

1. 볼 베어링

볼 베어링은 세계에서 가장 많이 생산되는 구름 베어링입니다. ISO 15(구름 베어링 — 레이디얼 베어링, 주요 치수)에 따른 표준 깊은 홈 형식은 내륜, 외륜, 경화강 볼과 볼 간격을 일정하게 유지하는 케이지로 구성됩니다. 하중이 가해지면 볼이 두 궤도륜 사이에서 구르며 점 접촉으로 힘을 전달합니다.

작동 원리: 구와 평면 사이의 접촉은 이론적으로 단일 점이므로 구름 저항이 극히 낮습니다. 이러한 특성 덕분에 볼 베어링은 고속 운전이 중요하고 하중이 중간 수준인 용도에 탁월합니다.

주요 하위 유형:

• 깊은 홈 볼 베어링: 가장 널리 쓰이는 베어링입니다. 궤도 홈이 볼 지름에 비해 깊어 축에 수직인 레이디얼 하중과 보통 수준의 축방향(스러스트) 하중을 동시에 지지할 수 있습니다. 전동기, 기어박스, 펌프와 가전제품 등에 사용합니다.
• 앵귤러 콘택트 볼 베어링: 내·외륜의 궤도 중심이 서로 어긋나 있어 정해진 접촉각으로 하중을 전달합니다. SKF, NSK, Schaeffler 등 주요 제조사 카탈로그의 표준 접촉각은 15°, 25°, 40°입니다. 레이디얼·축방향 복합 하중을 효율적으로 지지하며 공작기계 스핀들, 고속 펌프와 자동차 휠 허브에 사용합니다. 휠 허브에는 복렬 앵귤러 콘택트 베어링 유닛을 많이 사용합니다. 접촉각과 DB, DF, DT 짝맞춤 장착 및 예압 선정은 앵귤러 콘택트 베어링 선정 가이드를 참조하십시오.
• 자동 조심 볼 베어링: 구면 궤도면을 가진 외륜을 사용하므로 내륜이 외륜에 대해 기울어질 수 있으며, 축의 처짐이나 정렬 오차를 보상합니다. 농업 기계, 컨베이어, 섬유 기계 등에 주로 사용됩니다.
• 스러스트 볼 베어링: 축방향 하중 전용으로 설계되어 레이디얼 하중을 지지할 수 없습니다. 자동차 클러치 릴리스 기구와 수직 펌프의 스러스트 지지부에 사용합니다.
• 박형 볼 베어링: 위의 각 형식은 레이디얼 단면을 내경의 약 1/4 미만으로 줄인 박형 사양으로도 제작할 수 있습니다. 하중 용량이 낮아지는 대신 동일한 축 지름에서 외형을 크게 줄일 수 있습니다. 미터계 6800 및 6900 시리즈가 대표적이며, 로봇 관절, 짐벌, 의료 영상 장비처럼 설치 공간이나 질량이 중요한 용도에 사용합니다.

한계: 볼 베어링은 점 접촉 특성상 하중 용량이 비교적 제한적입니다. 과도한 하중 하에서는 접촉 응력으로 인해 궤도면의 조기 피로 파손이 발생할 수 있습니다.

2. 롤러 베어링

볼 베어링은 구형 전동체를 사용하지만 롤러 베어링은 원통형, 원추형 또는 배럴형 전동체를 사용합니다. 핵심 차이는 접촉 형상입니다. 롤러는 궤도면과 점이 아니라 선으로 접촉하므로 하중을 더 넓은 면적에 분산합니다. 그 결과 외형 치수가 같은 볼 베어링보다 일반적으로 1.5–3배 높은 동정격하중을 갖습니다(SKF, NSK, FAG/Schaeffler 카탈로그의 기본 동정격하중 기준).

주요 하위 유형:

• 원통 롤러 베어링: 평행한 원통형 전동체를 사용합니다. 매우 높은 레이디얼 하중을 지지하지만 플랜지가 있는 형식을 제외하면 일반적으로 축방향 하중을 지지하지 못합니다. 대형 전동기, 압연기와 철도 차축 등에 사용합니다.
• 테이퍼 롤러 베어링: 롤러와 궤도면이 모두 원추형이어서 큰 레이디얼 하중과 상당한 단방향 축방향 하중을 동시에 지지할 수 있습니다. 자동차 공학에서 가장 중요한 베어링 형식 중 하나로, 휠 허브, 디퍼렌셜 하우징과 변속기에 널리 사용합니다. 양방향 스러스트 하중을 지지하려면 두 개를 대향 배치해야 하며, 대표적으로 배면 조합(O 배열)과 정면 조합(X 배열)이 있습니다. 두 조합은 모멘트 하중과 정렬 조건에 대한 특성이 다릅니다.
• 자동 조심 롤러 베어링: 배럴형 롤러가 구면 궤도면을 가진 외륜 안에 위치합니다. 자동 조심 볼 베어링과 마찬가지로 상당한 축 정렬 오차나 처짐을 수용할 수 있지만, 훨씬 높은 하중 용량을 제공합니다. 광산 장비, 제지 공장, 대형 산업용 기어박스 등에 사용됩니다.
• 니들 롤러 베어링: 매우 가늘고 긴 롤러를 사용합니다. ISO 5593에 따르면 니들 롤러 길이는 일반적으로 지름의 3–10배이고 지름은 보통 5 mm 이하입니다. 단면이 작아 레이디얼 방향 공간이 제한된 자동차 로커 암, 2행정 엔진 커넥팅 로드와 유니버설 조인트 등에 적합합니다. 네 가지 구조 계열과 호칭 및 선정 방법은 니들 롤러 베어링 종합 가이드에서 자세히 설명합니다.
• 토로이달 롤러 베어링: 자동 조심 롤러 베어링의 정렬 오차 허용 능력과 축방향 힘을 발생시키지 않고 축방향 변위를 수용하는 기능을 결합한 현대적인 형식입니다. 제지 기계와 일부 산업용 구동 장치에 사용합니다.
• 선회 베어링(선회 링): 외경 50 mm에서 14,000 mm에 이르는 대구경 링으로, 저속 회전하면서 축방향 하중, 레이디얼 하중, 전도 모멘트를 동시에 지지합니다. 일반적으로 일체형 기어와 내·외륜의 볼트 원을 갖추며 볼형과 롤러형으로 제작됩니다. 크레인과 굴착기의 상부 회전체, 풍력 터빈 요 시스템, 회전 플랫폼에 사용합니다. 선회 베어링 가이드에서 여섯 가지 형식과 크기 선정 방법을 자세히 설명합니다.

3. 리니어 베어링

리니어 베어링은 축선 방향으로 정밀하게 왕복하는 축을 지지하고 안내합니다. 회전 베어링의 구름 또는 미끄럼 원리를 직선 운동에 적용한 것으로 자동화 장비와 정밀 기기의 핵심 요소입니다.

주요 하위 유형:

• 볼형 리니어 베어링: 순환 볼 회로를 사용해 강구가 폐쇄된 궤도 안에서 구릅니다. THK 종합 카탈로그에 따르면 마찰계수는 약 0.002–0.003으로, 비슷한 하중을 받는 구름 베어링과 유사합니다. 3D 프린터, CNC 공작기계, 반도체 패키징 장비와 자동화 슬라이드에 널리 사용합니다.
• 미끄럼형 리니어 베어링: 소결 청동이나 PTFE 복합재 같은 자가 윤활 부싱이 축과 직접 접촉합니다. 전동체가 없어 더 작고 조용하며 오염에 강합니다. 포장기계와 의료기기 가이드 등 중간 하중과 중간 정밀도의 왕복 기구에 적합합니다.

리니어 베어링과 회전 베어링의 핵심 차이는 운동 형태입니다. 리니어 베어링은 이동 방향에 수직인 레이디얼 하중을 지지하면서 축방향으로 자유롭게 미끄러지도록 합니다. 선정할 때는 스트로크 길이, 안내 정밀도와 모멘트 하중 용량을 검토해야 합니다.

4. 미끄럼 베어링(슬리브 또는 저널 베어링)

미끄럼 베어링에는 전동체가 없습니다. 일반적으로 부싱이나 슬리브 안에서 축이 회전하며 두 표면의 미끄럼 접촉으로 작동합니다. 축과 베어링은 다음 방식의 윤활막으로 분리됩니다.

• 유체동압: 회전축이 가압된 쐐기형 유막을 스스로 형성해 베어링 내경 안에서 축을 띄우고 지지합니다. 속도가 충분하면 금속끼리 접촉하지 않습니다. 대형 엔진 크랭크축 베어링과 산업용 터빈 베어링이 이 원리로 작동합니다.
• 유체정압: 외부에서 베어링 틈새에 가압 유체를 공급하므로 정지 상태에서도 완전한 유막 분리를 유지합니다. 정밀 공작기계와 대형 망원경 마운트에 사용합니다.
• 경계/혼합 유막: 윤활막이 얇거나 불완전합니다. 금속 간 접촉이 간헐적으로 발생합니다. 고점도 윤활제와 표면 경도에 의존합니다.

장점: 미끄럼 베어링은 기계적으로 단순하고, 소형이며, 정숙하고, 적절히 윤활되면 막대한 하중을 지지할 수 있습니다. 디젤 엔진의 크랭크축이 미끄럼 베어링에서 작동하는 이유는 어떤 구름 베어링도 관련 충격 하중을 견딜 수 없기 때문입니다.

한계: 윤활을 세심하게 관리해야 합니다. 윤활 부족, 오염 또는 과도한 온도로 유막이 무너지면 마모가 급격히 진행됩니다. 유체동압 미끄럼 베어링은 완전한 분리 유막을 만들기 위해 최소 축 속도가 필요합니다. 매우 낮은 속도나 잦은 기동·정지 운전에서는 경계 접촉이 발생하며 이러한 전환 구간에서 마모가 가장 큽니다. 이는 유체동압 방식에 해당하는 한계입니다. 반면 유체정압 베어링은 정지 상태에서도 완전한 유막을 유지하므로 잦은 기동·정지를 피할 수 없는 조건의 대안입니다.

일반적인 소재: 주석계 화이트 메탈(배빗), 청동, 자가 윤활 소결 청동, PTFE 복합재와 엔지니어링 폴리머.

5. 스러스트 베어링(주로 축방향 하중을 지지하는 베어링)

스러스트 베어링은 접촉 방식이 아니라 하중 방향으로 구분합니다. 축 중심선을 따라 작용하는 축방향(스러스트) 하중을 지지하도록 설계합니다. 구조적으로는 볼, 롤러 또는 미끄럼 베어링을 순수하거나 주된 축방향 하중에 맞게 변형한 형식입니다.

• 스러스트 볼 베어링: 가벼운 축방향 하중과 중간 속도에 적합합니다. 바 스툴, 회전 테이블과 자동차 스티어링 칼럼 등에 사용합니다.
• 스러스트 테이퍼 롤러 베어링: 더 높은 하중 용량을 가지며, 중부하 변속기 및 차축에 사용됩니다.
• 틸팅 패드 스러스트 베어링: 정교한 미끄럼 베어링 형식입니다. 분할 패드가 하중에 따라 기울어지면서 유체동압 유막을 만듭니다. 축방향 하중이 수백만 뉴턴에 이르는 선박 추진 시스템, 대형 압축기와 수력발전 터빈에 사용합니다. 수력발전기의 킹스버리 방식 스러스트 베어링 한 개가 일반적으로 100–500톤의 회전 질량, 즉 약 1–5 MN의 정적 스러스트를 지지합니다.

대부분의 레이디얼 베어링도 보통 수준의 스러스트 하중을 지지하지만 축방향 힘이 지배적이거나 매우 크면 전용 스러스트 베어링이 필요합니다.

6. 구면 미끄럼 베어링(관절 베어링)

구면 미끄럼 베어링은 요동 운동과 각도 정렬 오차에 대응하도록 설계된 특수한 미끄럼 베어링입니다. 핵심 구조는 구면 외면을 가진 내륜이 외륜 안에 위치하여 모든 방향으로 기울어질 수 있으며, 설치 오차, 축 처짐 또는 구조 변형을 보상합니다.

작동 원리: 내륜의 구면이 외륜 안에서 미끄러져 각도 정렬을 허용하지만 연속 고속 회전에는 적합하지 않습니다. 대부분은 PTFE 직물과 같은 자가 윤활 라이너를 사용하거나 정기적으로 그리스를 보충해야 합니다.

대표적인 용도: 유압 실린더 로드 엔드, 건설 기계의 링크 기구 관절부, 항공기 비행 조종면의 힌지 포인트, 그리고 저주파 요동과 각도 보상이 요구되는 모든 상황. 구조 부재와 운동 링크 기구 사이의 핵심 인터페이스 역할을 합니다.

7. 특수 소재 베어링

작동 조건이 표준 베어링강(GCr15 등)의 능력을 초과할 때, 첨단 세라믹 및 하이브리드 소재가 활용됩니다.

• 풀 세라믹 베어링: 내륜, 외륜과 전동체를 모두 질화규소(Si₃N₄) 또는 지르코니아(ZrO₂)로 만듭니다. 완전한 내식성과 전기 절연, 고온 성능, 자가 윤활 가능성을 제공합니다. CeramTec 재료 자료에 따르면 베어링급 Si₃N₄의 연속 사용 온도는 약 800°C입니다. 반도체 제조 장비, 초고속 스핀들과 강한 자기장 환경에 사용합니다.
• 하이브리드 세라믹 베어링: 강철 링에 질화규소 볼을 조합한 것입니다. Si₃N₄의 밀도는 약 3.2 g/cm³로, 베어링강(약 7.85 g/cm³)의 약 40% 수준입니다. 따라서 가벼운 세라믹 볼은 고속 회전 시 원심력과 전동체 스키딩을 대폭 줄이며, 동시에 고유한 전기 절연성을 제공합니다. 고성능 전동 스핀들과 전기차 구동 모터에 많이 사용됩니다.
• 스테인리스강 베어링: 일반적으로 X65Cr13 궤도륜과 경화한 440C 볼을 조합해 내식성과 구름 접촉에 필요한 경도를 함께 확보합니다. 오스테나이트계 304와 316은 내식성이 더 우수하지만 일반적인 궤도에는 대체로 너무 무릅니다.

세라믹 베어링은 실험실 단계를 넘어 많은 극한 환경 용도에서 표준 솔루션이 되었습니다.

8. 자기 베어링

자기 베어링은 제어된 전자기장이나 영구 자기장으로 회전축을 기계적 접촉 없이 부상시킵니다. 능동형 자기 베어링(AMB)은 센서와 피드백 제어기로 전자석 전류를 실시간 조절하여 축 위치를 마이크로미터 수준으로 유지합니다.

장점: 마찰과 윤활이 필요 없고 극고속 운전이 가능하며, 진공 및 청정 환경에 적합합니다.

한계: 높은 비용, 복잡한 제어 시스템, 정전 시를 대비한 백업(터치다운) 베어링이 필요합니다.

적용 분야: 고속 터보기계, 플라이휠 에너지 저장 시스템, 반도체 제조 장비, 의료용 원심분리기.

9. 유체막 베어링(가스 베어링)

미끄럼 베어링의 특수한 하위 형식으로, 표면을 분리하는 유체로 오일 대신 일반적으로 공기나 질소 같은 가스를 사용합니다. 따라서 오염 위험이 없고 매우 높은 속도로 운전할 수 있습니다. 항공기 공기 사이클 장치에 사용하는 유사한 자체 작동식 가스 베어링으로 포일 베어링이 있습니다.

오일 오염이 허용되지 않고 속도가 매우 높은 용도, 즉 정밀 공작기계 스핀들, 치과용 드릴, 고속 터보분자 펌프 등에 사용됩니다.

10. 보석 베어링

기계식 시계, 측정기와 과학 장비 같은 정밀 기기에는 합성 사파이어 또는 루비로 만든 보석 베어링을 사용합니다. 이 소재는 마찰계수가 매우 낮고 일정하며 경도와 치수 안정성이 우수합니다.

시계 밸런스 휠의 피벗은 크기가 1 mm의 몇 분의 1에 불과한 보석 베어링 안에서 움직입니다. 이 보석은 장식이 아니라 기능을 위한 정밀공학 부품입니다.

11. 장착형 베어링(베어링 유닛)

장착형 베어링은 새로운 접촉 방식이 아니라 구름 베어링을 주철, 프레스강 또는 스테인리스강 하우징에 미리 조립한 모듈식 유닛입니다. 일반적으로 깊은 홈 볼 베어링, 자동 조심 볼 베어링 또는 자동 조심 롤러 베어링을 사용합니다. 기계 프레임에 직접 볼트로 장착하므로 별도의 하우징 내경을 가공할 필요가 없습니다.

일반적인 구성: 필로우 블록(P형), 마름모형 플랜지 유닛과 사각 플랜지 유닛 등이 있습니다. 플랜지 형식과 호칭을 선택하려면 플랜지 베어링의 종류와 코드를 참조하십시오. 농업용 컨베이어, 식품 가공 장비와 일반 산업용 구동 시스템에 널리 사용합니다. 바로 장착할 수 있고 유지보수가 간단하다는 것이 가장 큰 장점입니다.

베어링 종류 한눈에 보기

11개 분류에서 외형 치수가 같을 때 동정격하중은 약 3배 범위로 달라집니다. 자동 조심 롤러 베어링은 내경과 외경이 비슷한 깊은 홈 볼 베어링보다 일반적으로 약 3배 높은 동정격하중을 가지며, 원통 롤러와 테이퍼 롤러 베어링은 그 사이에 위치합니다(SKF, NSK 및 FAG/Schaeffler 종합 카탈로그의 기본 동정격하중 기준). 아래 차트는 이 차이를 보여주고, 표에는 하중 방향과 크기, 속도 범위, 정렬 오차 허용도의 네 가지 주요 선정 기준을 정리했습니다.

올바른 베어링 형식 선정 방법

베어링 선정은 ISO 281:2007의 L10 수명 공식을 바탕으로 하는 체계적인 공학 판단입니다. 예측 수명은 볼 베어링에서 등가 하중의 3승, 롤러 베어링에서 10/3승에 반비례합니다. 다음 여덟 가지 설계 조건을 함께 검토해 적합한 형식을 결정합니다.

일반적인 선정 기준:

• 고속, 경하중~중하중 → 볼 베어링
• 고하중, 중간 속도 → 원통 롤러 베어링 또는 자동 조심 롤러 베어링
• 레이디얼·축방향 복합 하중 → 테이퍼 롤러 베어링 또는 앵귤러 콘택트 볼 베어링
• 정밀 직선 운동 → 리니어 베어링(볼형 또는 미끄럼형)
• 저주파 요동 및 각도 보상 → 구면 미끄럼 베어링
• 매우 높은 레이디얼 하중, 충분한 연속 속도 → 유체동압 미끄럼 저널 베어링(잦은 기동·정지 시 유체정압 보조 추가)
• 극도의 청정성, 매우 높은 속도 또는 진공 → 가스 베어링 또는 자기 베어링
• 고온, 부식 환경 또는 전기 절연 필요 → 세라믹 또는 하이브리드 세라믹 베어링
• 정밀 기기 → 보석 베어링
• 설치 및 유지보수 간소화 → 장착형 베어링 유닛

베어링 수명과 내부 틈새

일반적인 사양에서 빠지기 쉽지만 베어링 형식만큼 중요한 두 조건이 베어링 수명과 내부 틈새 / 예압입니다.

구름 베어링 수명은 일반적으로 L10 기본 정격수명으로 나타냅니다. 이는 동일한 베어링 집단의 90%가 피로 고장 전에 도달하거나 초과하는 수명이며 ISO 281:2007(ISO)에 정의되어 있습니다. L10은 볼 베어링에서 등가 하중의 3승, 롤러 베어링에서 10/3승에 반비례합니다.

지수가 실무에서 중요한 이유. 3과 10/3이라는 지수 차이는 고하중 조건에서 볼 베어링 대신 롤러 베어링을 사용해야 하는 근본적인 이유입니다. 하중이 두 배가 되면 볼 베어링의 L10 수명은 원래 값의 1/8로 줄어들지만(½³ = 1/8), 롤러 베어링은 약 1/10.1로 줄어듭니다(½^(10/3) ≈ 1/10.1). 하중이 세 배가 되면 볼 베어링은 정격수명의 1/27, 롤러 베어링은 약 1/39까지 감소합니다. 볼 베어링의 기본 동정격하중에 가까운 조건에서는 예상하지 못한 25%의 하중 증가만으로 수명이 절반으로 줄 수 있습니다. 실제 운전에서 설계팀이 예상하지 못하는 요소는 카탈로그 용량보다 이 지수인 경우가 많습니다.

내부 틈새와 예압은 강성, 회전 정밀도, 발열에 직접적으로 영향을 미칩니다. 공작기계 스핀들과 같은 고정밀 용도에서는 이를 올바르게 설정하는 것이 필수적입니다. 틈새가 너무 작으면 열팽창으로 베어링이 고착되고, 너무 크면 런아웃이 정밀도를 무너뜨립니다.

자주 묻는 질문

Q: 가장 일반적인 베어링 유형은 무엇입니까?

깊은 홈 볼 베어링은 세계에서 가장 많이 생산되는 베어링 형식입니다. 고속에서 레이디얼 하중과 보통 수준의 축방향 하중을 동시에 지지할 수 있고 제조 비용이 낮으며 설치 공간도 작습니다. 따라서 소형 전동기부터 노트북 냉각 팬까지 폭넓게 사용합니다. 주요 치수는 ISO 15에 표준화되어 있습니다.

Q: 볼 베어링과 롤러 베어링의 차이점은 무엇입니까?

근본적인 차이는 접촉 형상입니다. 볼 베어링은 궤도면과 점으로 접촉하므로 마찰이 매우 낮고 고속 성능이 우수하지만 하중 용량이 제한됩니다. 롤러 베어링은 선으로 접촉해 하중을 더 넓은 면적에 분산하므로 하중 지지 능력이 크게 높아지는 대신 마찰이 다소 크고 일반적으로 한계 속도가 낮습니다.

Q: 베어링이 레이디얼 하중과 축방향 하중을 동시에 지지할 수 있습니까?

그렇습니다. 여러 베어링 형식이 복합 하중을 지지하도록 설계됩니다. 앵귤러 콘택트 볼 베어링, 테이퍼 롤러 베어링과 깊은 홈 볼 베어링은 모두 레이디얼 하중과 축방향 하중을 동시에 지지하지만 두 방향의 상대적인 용량은 서로 다릅니다. 일부 원통 롤러 베어링 같은 순수 레이디얼 형식과 순수 스러스트 베어링에는 설계 방향 이외의 큰 하중을 가해서는 안 됩니다.

Q: 모든 베어링에 윤활이 필요합니까?

대부분은 필요하지만 예외도 있습니다. 소결 청동이나 PTFE 복합재로 만든 자가 윤활 미끄럼 베어링과 구면 미끄럼 베어링은 재료 자체에 윤활제를 포함합니다. 자기 베어링과 가스 베어링은 윤활제가 전혀 필요하지 않습니다. 그러나 대다수 구름 베어링이 L10 정격수명에 도달하려면 그리스나 오일로 적절히 윤활해야 합니다.

결론

위 11개 분류의 모든 베어링은 하중 용량, 속도, 마찰, 정렬 오차 허용도와 사용 환경 사이에서 서로 다른 공학적 상충 관계를 가집니다. 잘못된 조합을 선택하면 조기에 고장 납니다. L10 정격수명은 동일한 베어링 집단의 10%가 피로로 고장 나는 시점을 뜻합니다. 올바른 조합을 선택하면 기계는 주변의 다른 부품보다 조용하고 오래 작동합니다.

각 베어링 형식에는 수십 년간의 개선이 축적되어 있으며 형식 간 차이는 임의로 생긴 것이 아닙니다. 접촉 형상, 하중 방향, 운동 방식, 윤활 상태, 재료와 한계 속도의 차이를 이해하면 기계를 분석하고 사양을 결정할 수 있을 뿐 아니라 세상을 움직이는 메커니즘을 더 깊이 이해하는 데도 도움이 됩니다.

저자 소개

Jeff Li는 ANDE Bearing에서 베어링 공학과 적용 기술에 관한 글을 집필합니다. LinkedIn에서 연락할 수 있습니다.