본문으로 건너뛰기

기술 지식18 분 소요

박형 베어링: 종류, 선정 및 장착 완벽 가이드

박형 베어링은 레이디얼 단면이 내경의 1/4 미만인 베어링입니다. 같은 이름으로 판매되는 두 계열, C형·A형·X형의 차이, 그리고 수명을 좌우하는 장착 끼워맞춤을 정리했습니다.

동일한 내경의 표준 시리즈 볼 베어링 옆에 놓인 박형 볼 베어링으로, 내경 치수 화살표가 동일하게 표시되어 박형 베어링의 훨씬 얇은 링 두께가 드러납니다

50 mm 축이 있고, 더 키울 수 없는 하우징이 있고, 들어가지 않는 베어링이 있습니다. 반사적으로 내경을 한 단계 낮추고 축이 버텨주기를 기대하게 됩니다. 보통은 더 나은 선택지가 있습니다. 내경은 그대로 두고 단면을 얇게 가는 것입니다.

숫자를 보면 우회할 만한 가치가 있습니다. 6810과 6010은 모두 50 mm 축을 받지만, 6810이 차지하는 외형 체적은 약 80% 적습니다. 이것이 박형 베어링이 약속하는 바이며, 실제로 성립합니다.

다만 엔지니어에게 실제로 비용을 물리는 함정이 하나 있습니다. "박형(thin section)"이라는 같은 이름으로 서로 다른 두 계열의 베어링이 판매되고 있으며, 두 계열은 호환되지 않습니다. 이를 섞어서 비교하면 설계한 공간에 들어가지 않는 부품을 발주하게 됩니다.

핵심 요약

  • 베어링은 일반적으로 레이디얼 단면이 내경의 1/4 미만이고 볼 직경의 2배 미만일 때 박형으로 분류됩니다 (Kaydon, 2014). 폭이 아니라 비율로 판정합니다.
  • 두 계열이 같은 이름을 씁니다. ISO 미터계 61800/61900 시리즈(68xx/69xx)는 단면이 내경과 함께 여전히 커지는 얇은 치수계열입니다. 인치계 등단면 계열(Kaydon Reali-Slim, RBC, Silverthin)은 대략 3/4"부터 40" 내경까지 하나의 단면을 유지합니다.
  • 등단면 베어링은 세 가지 형상으로 제공됩니다. C형 레이디얼 콘택트, A형 앵귤러 콘택트, X형 4점 접촉입니다. X형은 고딕 아치 궤도면을 통해 레이디얼, 축방향, 모멘트 하중을 한 열에서 모두 받으므로 베어링 하나가 둘을 대체할 수 있습니다 (Kaydon).
  • Kaydon은 동일 내경의 6010 대비 공간 85%, 무게 83% 절감을 보고합니다. 이는 한 가지 치수에서의 제조사 주장으로 받아들이십시오.
  • 결과를 가르는 것은 장착입니다. 얇은 링은 안착면의 형상을 그대로 따라가므로, 축의 진원도는 링의 레이디얼 런아웃과, 시트의 평면도는 링의 축방향 런아웃과 같은 수준이어야 합니다 (Kaydon).
  • 공급업체 간 정격하중을 비교하지 마십시오. ISO 281의 정격 산정 가정은 박형 단면에서 성립하지 않으며, 동일 부품의 공표 용량이 계산 주체에 따라 150 lb에서 558 lb까지 벌어집니다.

동일한 내경의 표준 시리즈 볼 베어링 옆에 놓인 박형 볼 베어링으로, 두 베어링 모두 동일한 내경 치수 화살표가 표시되어 박형 베어링의 훨씬 얇은 링 두께와 다수의 작은 볼이 드러납니다

박형 베어링이란?

박형 베어링은 내경에 비해 레이디얼 단면이 불균형하게 작은 베어링입니다. 실무 판정 기준은 정량적입니다. 레이디얼 단면이 내경의 1/4 미만이고 전동체 직경의 2배 미만이어야 합니다 (Kaydon, 2014).

정의가 실측값이 아니라 비율이라는 점에 주목하십시오. 6 mm 단면은 내경 50 mm에서는 얇지만 내경 10 mm에서는 평범합니다. "얇다"는 표현은 베어링이 감싸야 하는 축을 기준으로 할 때만 의미를 갖습니다.

이 비율이 중요한 이유는 일반 베어링의 확장 방식에 있습니다. 표준 시리즈에서는 레이디얼 단면과 볼 직경이 모두 내경에 따라 커지므로, 축이 커질수록 질량이 급격히 상승합니다. 박형 베어링은 단면을 작게 유지하고, 더 작고 더 많은 볼을 더 큰 피치 직경에 분산 배치하여 이 관계를 끊습니다.

이것은 의도적인 교환입니다. 외형 공간과 질량을 얻고, 부하 용량과 장착 공차로 대가를 치릅니다. 이 거래의 양쪽 모두를 아래에서 다룹니다.

실제 카탈로그 부품에 비율 기준을 적용해 보면 정리가 됩니다. 흔히 쓰이는 내경 50 mm에서 ANDE 자체 경계 치수로 계산한 단면은 다음과 같습니다.

베어링내경 × 외경 × 폭레이디얼 단면단면 ÷ 내경박형 여부
681050 × 65 × 7 mm7.5 mm0.15
691050 × 72 × 12 mm11.0 mm0.22
601050 × 80 × 16 mm15.0 mm0.30아니오
621050 × 90 × 20 mm20.0 mm0.40아니오
631050 × 110 × 27 mm30.0 mm0.60아니오

68xx 및 69xx 시리즈는 기준을 통과합니다. 60xx, 62xx, 63xx 시리즈는 통과하지 못합니다. 후보 부품을 직접 확인하려면 계산은 (외경 − 내경) ÷ 2를 내경으로 나누는 것뿐입니다. 표시가 없는 베어링을 먼저 실측해야 한다면 베어링 측정 방법 가이드를 참조하십시오.

같은 이름을 쓰는 두 계열

발주 낭비를 막아주는 구분은 여기에 있습니다. 두 계열 모두 박형으로 마케팅되지만, 내경이 커져도 일정한 단면을 유지하는 쪽은 하나뿐입니다.

계열 1: ISO 미터계 치수계열 68xx 및 69xx

이들은 얇은 치수계열에 속하는 표준 미터계 베어링이며, 경계 치수는 ISO 15가 규정합니다. Timken은 카탈로그에서 61800 및 61900 시리즈를 "Thin Section Ball Bearings"라는 표제 그대로 수록하고 있습니다 (Timken). 재고가 넓게 확보되어 있고, 카탈로그 가격이 형성되어 있으며, ANDE를 포함한 대부분의 제조사에서 조달할 수 있습니다.

단면은 내경 대비 얇지만, 60xx나 63xx보다 느리게 커질 뿐 내경이 커지면 단면도 함께 커집니다. ANDE 카탈로그는 그 진행을 명확히 보여줍니다.

시리즈내경 10 mm내경 50 mm내경 100 mm
68xx 단면4.5 mm (6800)7.5 mm (6810)12.5 mm (6820)
69xx 단면6.0 mm (6900)11.0 mm (6910)20.0 mm (6920)

이 점은 잘못 설명되는 경우가 많으므로 분명히 밝혀둘 필요가 있습니다. 68xx 및 69xx 시리즈는 얇은 시리즈이지 등단면 시리즈가 아닙니다. 내경 10 mm에서 100 mm 사이에서 단면이 거의 3배가 됩니다.

계열 2: 인치계 등단면

방대한 내경 범위에 걸쳐 하나의 단면을 유지하는 계열입니다. Kaydon의 Reali-Slim과 RBC, Silverthin의 동등 제품군은 내경이 커져도 고정되는 제한된 단면 세트로 구성되며, 대략 3/4"에서 40"까지를 포괄합니다 (Kaydon).

Kaydon의 오픈 시리즈가 이 개념을 잘 보여줍니다. 단면 AA는 0.187" × 0.187", 단면 G는 1.000" × 1.000"이며, 어느 쪽이든 여러 내경에 걸쳐 주문할 수 있습니다 (Kaydon 형번 코드). Silverthin은 자사 제품군을 3/16"부터 시작하는 12가지 기본 단면으로 설명하며, 내경은 1"부터 40" 이상에 이릅니다 (Silverthin). 극단에서는 SKF의 Ultra-Slim 베어링이 대구경에서 폭 2.5 mm에 불과합니다 (SKF).

짐벌이나 스캐너 설계자의 작업을 수월하게 만드는 것이 바로 이 특성입니다. 조립체의 개구부를 키우면서도 베어링 외형은 함께 커지지 않게 할 수 있습니다.

ISO 미터계 68xx / 69xx인치계 등단면
치수 표준ISO 15 경계 치수ABMA 26.2, 인치 설계
단면 거동내경과 함께 증가내경 범위 전체에서 일정
일반 내경 범위10 mm에서 100 mm 이상3/4"에서 40"
공차 표준ISO 492 등급ABEC 1F에서 7F
적합 용도카탈로그 조달성, 비용, 중간 내경대구경, 극한 외형 제약, 모멘트 하중

실무적 귀결은 이렇습니다. 6810은 Kaydon KA020CP0의 무조건 대체품이 아니며, 두 계열 사이를 상호 대조할 때는 내경과 단면은 물론 접촉 형식까지 함께 확인해야 합니다. 낯선 호칭번호를 해독해야 한다면 베어링 번호 읽는 법에서 시작하십시오.

C형, A형, X형: 어떤 궤도면 형상인가?

등단면 계열 안에서 세 가지 궤도면 형상이 서로 다른 하중을 담당합니다. 재고에 있는 것이 아니라 실제로 가해지는 하중을 기준으로 선택하십시오.

C형, 레이디얼 콘택트. 표준 깊은 홈 베어링과 비슷한 깊은 홈 형상입니다. 레이디얼 하중에 탁월하고, 축방향 하중에 양호하며, 경하중에서 중하중 수준의 모멘트 하중까지 수용 가능합니다. 레이디얼 하중이 지배적인 용도의 기본 선택입니다.

A형, 앵귤러 콘택트. 한 방향 축방향 하중에 탁월하고 레이디얼 하중에도 양호합니다. A형 단품을 모멘트 하중이나 방향이 바뀌는 축방향 하중에 단독으로 사용하는 것은 절대 금물입니다 (RBC). 배면조합, 정면조합, 병렬조합으로 짝맞춤 쌍을 이루어 사용하며, 이는 앵귤러 콘택트 베어링 가이드에서 다룬 것과 동일한 논리입니다.

X형, 4점 접촉. 일반 비율의 베어링에는 실질적 대응물이 없는 형상입니다. 각 궤도면 홈은 반경이 동일한 두 원호가 교차하여 볼 중심 평면에서 정점을 이루는 형태로 가공됩니다. Kaydon은 이 프로파일을 고딕 아치로 설명하며, 모든 볼 주위에 네 개의 접촉점이 생깁니다 (Kaydon).

홈의 네 면 모두에서 접촉이 일어나므로, X형 볼 한 열이 레이디얼, 축방향, 모멘트 하중을 동시에 지지합니다. 그래서 X형 베어링 하나가 두 개의 베어링을 대체하는 경우가 많으며, 대체 대상이 앵귤러 콘택트 쌍이든 테이퍼 롤러든 스러스트와 레이디얼의 조합이든 마찬가지입니다. Kaydon의 킹포스트 사례는 이 대체로 모멘트 하중 강성이 약 50% 향상되었다고 보고합니다.

박형 베어링 궤도면 형상 단면 비교. 원호 하나로 형성되어 두 개의 접촉점을 만드는 C형 레이디얼 콘택트 홈과, 두 개의 원호가 정점에서 만나 네 개의 접촉점을 만드는 X형 4점 접촉 고딕 아치 홈

대가는 마찰과 레이디얼 용량입니다. X형은 같은 크기의 C형이나 A형보다 마찰이 크며, 순수 레이디얼 하중에는 부적합한 선택입니다.

형식레이디얼축방향모멘트방향 반전 축방향복합
C형 레이디얼우수양호양호양호양호
A형 앵귤러양호우수사용 금지사용 금지양호
X형 4점미흡양호우수우수미흡

박형 베어링 형식별 하중 대응력. 출처: RBC Bearings, Silverthin에 의해 확인.

문자 표기에 관한 주의사항이 하나 있습니다. C, A, X는 Kaydon, RBC, Silverthin이 공유하는 관례이며 ISO 코드가 아닙니다. Silverthin은 배면조합, 정면조합, 병렬조합에 각각 B, F, T를 추가하고, 자사 UltraDuplex 배열에 M과 W를 더해 이 체계를 확장합니다 (Silverthin). 문자는 항상 해당 제조사의 카탈로그에서 확인하십시오.

실제로 공간과 무게는 얼마나 줄어드는가?

절감 폭은 크며, 대부분은 등단면 계열의 몫입니다. 또한 얇아진 링을 기존 외형에 그대로 끼워 넣는 것이 아니라, 축과 하우징을 그 링에 맞춰 재설계할 때만 실현됩니다.

Kaydon이 공표한 사례가 이 분야에서 가장 많이 인용되는 수치입니다. 동일한 2.0" 내경에서 표준 6010 베어링 대비 박형 베어링은 공간 85%, 무게 83% 절감을 제공합니다. 이 비교의 베어링은 폭 0.25"에 직경 0.125" 볼 27개를 사용하면서도 정적 축방향 하중 1,700 lb를 지지합니다. Kaydon의 초박형 베어링은 여기서 더 나아가 무게 최대 99.9%, 체적 97% 감소에 이릅니다 (Kaydon).

이는 하나의 내경 치수에서 제조사가 직접 낸 수치이므로, 독립적인 검증을 통과하는지 물어보는 것이 온당합니다. 통과합니다. ANDE 카탈로그 치수를 사용해 각 베어링을 체적 π/4 × (외경² − 내경²) × 폭의 환형으로 취급하면, 내경 50 mm에서 다음과 같습니다.

내경 50 mm에서 6810부터 6310까지의 환형 외형 체적 동일한 내경 50 mm에서의 외형 체적 환형 체적 = pi/4 x (외경² - 내경²) x 폭 | 출처: ANDE 카탈로그 치수 6810 9,484 mm³ 6910 25,296 mm³ 6010 49,009 mm³ 6210 87,965 mm³ 6310 203,575 mm³ 6810은 동일 내경에서 6010보다 80.6%, 6310보다 95.3% 작습니다

6810은 6010보다 80.6% 작고 6310보다 95.3% 작으며, 모든 경우에 동일한 50 mm 축을 받습니다. Kaydon의 85%에 충분히 근접하므로 제조사 주장을 신뢰할 만한 것으로 볼 수 있고, 어떤 카탈로그로든 반나절 안에 재현할 수 있는 산수입니다.

두 가지 정직한 조건을 덧붙입니다. 이것은 베어링 질량이 아니라 외형 체적 계산이며, 볼 개수와 내부 형상은 이 식에 들어가지 않습니다. 그리고 절감한 외형 공간은 주변 설계가 그것을 활용할 수 있을 때만 의미가 있습니다.

부하 용량이 어떻게 그나마 유지되는 것일까요? 큰 볼 몇 개가 아니라 더 작고 더 많은 볼이 더 큰 피치 직경에 분산되어 하중을 나눠 받기 때문입니다. Kaydon은 축과 하우징을 잘 지지하면 하중이 많은 볼로 분산되며, 그러면서도 가장 큰 하중을 받는 볼에서 업계 정적 한계인 헤르츠 응력 609,000 psi를 지킬 수 있다고 지적합니다. 부차적인 이득은 링이 얇아지면 축과 하우징도 함께 줄일 수 있는 경우가 많아 절감이 배가된다는 점입니다.

왜 공급업체마다 정격하중이 다른가?

모든 구매 협의에 포함되어야 하는데 거의 등장하지 않는 부분이 여기입니다. 동일한 박형 부품에 대한 공표 동정격하중이 공급업체 간에 3배 이상 차이 날 수 있습니다.

Kaydon이 그 비교를 공개하고 있습니다. 부품 KAA10CL0의 카탈로그 값은 다음과 같습니다.

출처공표 레이디얼 동정격하중
Kaydon 카탈로그150 lb
ISO/ABMA 1990 fc 표558 lb
INA558 lb
NSK558 lb
SKF555 lb
RBC300 lb

하나의 박형 부품에 대한 출처별 공표 레이디얼 동정격하중. 출처: Kaydon, 2014.

누구도 부정직한 것이 아닙니다. 표준 수식이 애초에 이런 베어링을 위해 작성된 것이 아니기에, 공급업체들이 서로 다른 방식으로 같은 질문에 답하고 있는 것입니다.

ABMA Standard 9와 ISO 281은 모두 기본 레이디얼 동정격하중을 fc라는 계수에서 도출하며, 이 계수는 일련의 가정에 의존합니다. Kaydon은 여덟 가지를 나열하는데, 그중 몇 가지는 박형 단면에서 곧바로 무너집니다 (Kaydon).

  • 궤도면 단면 반경이 볼 직경의 약 52% 및 53%
  • 내륜과 외륜이 강성 지지되고 정확히 정렬됨, 얇고 유연한 링이 가장 명백하게 위반하는 가정
  • 장착 후 내부 틈새가 공칭값이며, 여기서 공칭이란 0을 의미함
  • 베어링이 ANSI/ABMA Standard 20에 따라 ABEC 1 이상으로 제작됨. 그러나 박형 단면은 Standard 26.2로 제작됨

Kaydon 자체 정격은 약 5년간의 피로 시험으로 검증한 접촉 응력 기반 방법에서 나오며, 그래서 공표 수치가 표에서 도출한 값보다 훨씬 낮습니다. 곡률비나 틈새를 보정하지 않고 표에서 fc를 그대로 가져오는 공급업체는 더 높은 수치에 도달합니다.

알아둘 만한 공백이 하나 더 있습니다. 4점 접촉 베어링은 Standard 9나 ISO 281의 적용 범위에 아예 포함되지 않으므로, X형 베어링에서 보게 되는 동정격하중은 모두 독자적인 방법에서 나온 값입니다.

그러면 실무에서 무엇을 해야 할까요?

  1. 공급업체 간 정격하중을 같은 물리량인 것처럼 비교하지 마십시오. 한 제조사의 방법 안에서 비교하십시오.
  2. 어떤 표준과 개정판에서 나온 수치인지 물어보십시오. 답하지 못하는 공급업체는 시험이 아니라 표를 인용하고 있는 것입니다.
  3. 실제 하중 조건의 L₁₀을 기준으로 사이징하십시오. 표제 용량이 아닙니다. 계산 방법은 동하중 정격과 정하중 정격 가이드에서 다룹니다.

이는 다른 누구와 마찬가지로 당사에도 적용됩니다. ANDE에 어떤 방법으로 산정한 정격인지 물어보시고, 명확한 답변을 기대하십시오. 배지가 누구의 것이든, 수치를 검증하는 편이 배지를 신뢰하는 편보다 낫습니다.

공차: 박형 베어링이 ABEC 1F~7F를 쓰는 이유

박형 베어링은 ANSI/ABMA Standard 26.2에 따라 1F, 3F, 5F, 7F로 표기되는 ABEC 등급으로 공차가 규정됩니다. 이는 대부분의 엔지니어가 아는 ABEC 1~9 스케일과는 다른 표준이며, 후자는 Standard 20에서 나옵니다 (NHBB).

별도의 표준이 존재하는 데는 물리적인 이유가 있습니다. 박형 단면 표준은 매우 큰 직경과 최종 고객 장착 전 내륜 및 외륜의 유연한 성질을 허용하도록 설정되어 있습니다 (Kaydon). 대구경의 얇은 링은 체결되기 전까지 완전히 둥글지 않으므로, 자유 상태에서 강성 링 공차를 적용하는 것은 무의미합니다.

Kaydon의 형번은 8번째 자리에 등급을 직접 인코딩하며, 대응 관계는 명시적입니다 (Kaydon).

Kaydon 코드정밀도 등급
0Kaydon class 1, ABEC 1F 상당
3Kaydon class 3, ABEC 3F 상당
4Kaydon class 4, ABEC 5F 상당
6Kaydon class 6, ABEC 7F 상당

ANDE의 미터계 68xx 및 69xx 베어링은 인치계 박형 단면이 아니라 ISO 치수계열 부품이므로 ISO 492 등급으로 공차가 규정됩니다. ABEC 스케일 전반을 다루어야 한다면 ABEC 베어링 등급 가이드가 Standard 20 등급과 그것이 통제하는 것 및 통제하지 않는 것을 설명합니다.

수입 검사를 담당하는 분들을 위한 실무 참고사항이 하나 있습니다. 대구경 얇은 링의 자유 상태 진원도 측정값은 불량 보고서가 아닙니다. 이 링은 장착 시 형상에 순응하도록 설계되어 있으므로, 작업대가 아니라 설치 후에 의미 있는 값을 측정하십시오.

장착: 수명을 결정하는 단계

얇은 링은 체결된 축과 하우징의 형상을 그대로 따라갑니다. 이 한 가지 사실이 이하의 모든 장착 규칙을 지배하며, 최종적으로 얻게 되는 회전 정밀도와 토크를 베어링이 아니라 시트(안착면) 형상이 결정하는 이유입니다 (Kaydon).

시트 형상 규칙

Kaydon은 공차 요구사항을 직접적인 등가 관계로 제시하며, 그래서 도면에 그대로 옮기기 쉽습니다.

  • 베어링 시트의 평면도는 접촉하는 베어링 링의 축방향 런아웃과 같아야 합니다.
  • 축과 하우징의 진원도는 접촉하는 베어링 링의 레이디얼 런아웃과 같아야 합니다.

진원도가 벗어난 하우징을 얇은 외륜에 압입하면 링도 함께 진원도를 잃습니다. 그 결과는 국부 조임, 마찰 증가, 그리고 베어링 품질로는 결코 막을 수 없는 조기 파손입니다.

박형 베어링 장착 구조의 주석 단면도. 링 축방향 런아웃에 맞춘 시트 평면도, 레이디얼 런아웃에 맞춘 축 및 하우징 진원도, 겹쳐서 래버린스 실드를 형성하는 클램프 링, 별 패턴으로 체결한 끝면 클램프, 그리고 축방향으로 자유롭게 유동하는 두 번째 베어링이 표시되어 있습니다

형식별 배열 규칙

각 형상에는 고유한 장착 논리가 있으며, 이 중 두 가지는 실수하기 쉽습니다.

  • 긴 축에 C형 베어링 두 개를 쓸 때는 한쪽이 축방향으로 유동하도록 허용하여, 축이나 하우징의 열팽창이 레이디얼 베어링에 축방향 하중을 밀어 넣지 않게 하십시오.
  • 긴 축의 반대편 끝에 X형 베어링을 짝지을 때는 두 번째 베어링을 C형으로 하고 유동하게 하십시오. 한 축에 X형 베어링 두 개는 권장되지 않습니다.
  • A형 베어링은 배면조합 또는 정면조합의 예압 쌍으로 사용하십시오. 같은 축에 배면조합 쌍을 두 세트 쓰는 것은 표준 관행이 아닙니다. 세 번째 베어링이 반대편 끝을 지지한다면, 레이디얼 단품 또는 정면조합 쌍으로 하고 자유롭게 유동하게 하십시오.

방향 표시는 그 자체가 설계 정보입니다

박형 베어링에 표시된 마킹은 장식이 아니라 지시사항입니다.

  • 스냅오버 세퍼레이터가 적용된 레이디얼 및 4점 접촉 베어링은 축이 수직에서 45° 이내일 때 솔리드 면을 위로, 포켓 개구부를 아래로 장착합니다. 이러한 베어링에는 "UP" 화살표가 표시되어 있습니다. 수평축에는 선호 방향이 없습니다.
  • A형 단품에는 "THRUST"와 함께 외륜이 받을 수 있는 축방향 하중의 방향을 나타내는 화살표가 표시됩니다. 배면조합 쌍에서는 화살표가 서로 바깥쪽을 향하고, 정면조합에서는 서로 안쪽을 향합니다.
  • 짝맞춤 듀플렉스 세트에는 외경과 내경을 가로지르는 "V" 마크가 있습니다. 두 "V" 마크를 서로 정렬하십시오. 이 마크는 레이디얼 런아웃의 최고점에 위치하므로, 축과 하우징의 최저점에 맞추면 조립 후 런아웃이 줄어듭니다.

끼워맞춤, 클램핑, 윤활

공표된 끼워맞춤은 표준 틈새, 강재 부품, 상온을 전제합니다. 이 중 하나만 바뀌어도 끼워맞춤이 함께 바뀝니다. 이종 금속은 온도에 따라 끼워맞춤이 달라지며, 그로 인해 베어링이 운전 중 반경 방향으로 조여 마찰 토크가 상승할 수 있습니다. 베어링에 직경 방향 예압이 적용되어 공급되는 경우에는 축과 하우징 양쪽에 약간의 틈새를 두십시오.

클램핑에는 압입만 의존하지 말고 끝면 클램프를 사용하십시오. 큰 체결구 몇 개보다 작은 체결구 다수가 더 균일하게 조여 주며, 별 패턴으로 체결해야 합니다. 클램프 링을 겹쳐 래버린스 실드를 형성하면 윤활제를 지키고 오염을 막는 데 도움이 됩니다.

압입이 불가피하다면 베어링 끝면 전체에 균일한 압력을 가하고, 억지끼워맞춤을 받는 링만 눌러야 합니다. 궤도면을 가로질러 압력을 가하는 일은 절대 금물입니다. 억지량이 큰 경우에는 가열이나 냉각으로 틈새를 확보하고, 어떤 토크를 걸기 전에 조립체가 상온으로 돌아오도록 기다리십시오.

간과하기 쉬운 세부사항이 하나 있습니다. 오픈형 베어링은 작동 윤활제가 아니라 방청유가 도포된 상태로 출하됩니다. 설치 전에 세척하고 하중, 속도, 온도, 환경에 맞는 윤활제를 도포하십시오. 밀봉형 베어링은 범용 그리스가 공장에서 충전되어 도착합니다. 선정은 베어링 윤활 가이드에서, 밀폐 방식 선택은 씰 베어링 vs 실드 베어링에서 다룹니다.

적용 분야, 대안, 그리고 사양 지정 방법

외형 공간이나 질량이 결정적 제약이고 하중이 중간 수준일 때 박형 베어링을 선택하십시오. 부하 용량이 지배적이면 표준 시리즈를 선택하십시오. 모멘트 하중과 직경이 얇은 링이 감당할 수 있는 범위를 넘어서면 선회 베어링(슬루잉 링)을 선택하십시오.

박형 베어링은 로봇 관절과 하모닉 드라이브 출력부, 의료 영상과 수술 로봇, 광학 및 레이더 짐벌, 반도체 핸들링, 항공우주 액추에이션, 안테나와 카메라 포지셔너에서 제 역할을 합니다. 공통점은 큰 개구부, 빡빡한 외형 제약, 그리고 중간 수준의 하중입니다.

공표된 사례 중 가장 까다로운 것은 지구 밖에 있습니다. Kaydon Reali-Slim 베어링은 NASA의 화성 탐사 로버 퍼시비어런스의 메인 로봇 팔, 시료 채취 터릿, 툴 비트 캐러셀, 시료 처리 조립체에 사용되고 있습니다 (SKF). 수개월에 걸친 항행을 견뎌내고 현재 화성 환경에서 작동 중입니다.

쓰지 말아야 할 곳은 다음과 같습니다.

  • 링을 제대로 지지할 수 없는 유연하거나 얇은 벽 하우징에서의 고 레이디얼 하중
  • 4점 접촉의 마찰이 열을 발생시키는 X형의 고속 운전
  • C형이 담당해야 할 X형의 순수 레이디얼 하중

박형 베어링인가, 선회 베어링인가?

모멘트 하중이 문제일 때 둘 다 후보로 올라오며, 경계는 뚜렷하지 않고 실무적입니다. 일체형 기어 이, 볼트 홀 장착 패턴, 또는 얇은 링이 제공하는 범위를 넘는 모멘트 용량이 필요하고 속도가 낮다면 선회 베어링을 택하십시오. 조립체가 중간 속도로 연속 회전하고, 토크를 낮게 유지해야 하며, 충분히 둥글고 평평한 시트를 가공할 수 있다면 박형 베어링을 유지하십시오.

RFQ에 반드시 넣어야 할 항목

박형 베어링은 표준 베어링보다 많은 속성으로 발주됩니다. 재견적을 피하려면 다음을 모두 명시하십시오.

  1. 내경 및 단면 시리즈
  2. 접촉 형식: C형, A형 또는 X형, 해당하는 경우 쌍 배열
  3. 오픈, 밀봉 또는 실드
  4. 세퍼레이터 재질 및 형식
  5. 정밀도 등급: 인치계 박형 단면은 F 등급, 미터계는 ISO 492 등급
  6. 내부 끼워맞춤 또는 예압
  7. 재질: 52100 크롬강 또는 440C 스테인리스강, 그리고 도금 사양
  8. 윤활제, 또는 설치 시 직접 윤활한다는 명기
  9. 공표 정격하중을 산정한 방법

ANDE의 깊은 홈 볼 베어링 제품군은 68006820 및 69006920의 미터계 박형 단면 시리즈를 오픈, 실드, 밀봉 형태로 포괄합니다. 위에서 설명한 4점 접촉 형상에 대해 한 가지 분명히 해둘 점이 있습니다. 당사의 4점 접촉 볼 베어링은 내경 30 mm에서 500 mm까지의 압연기 및 대형 기어박스용 중하중 시리즈이므로, 박형 단면 부품이 아닙니다. 단면, 형식, 또는 상호 대조에 도움이 필요하시면 엔지니어링 팀에 문의하십시오. 해외 조달이 처음이십니까? 중국산 베어링 조달 방법 가이드에서 확인할 만한 품질 관리 질문들을 다룹니다.

자주 묻는 질문

박형 베어링이란 무엇입니까?

박형 베어링은 레이디얼 단면이 내경의 약 1/4 미만이고 볼 직경의 2배 미만인 베어링입니다. 부하 용량과 장착 공차를 대가로, 동일한 축 크기에서 훨씬 작은 외형과 낮은 질량을 얻습니다.

6800 및 6900 시리즈 베어링은 박형 베어링입니까?

그렇습니다. 둘 다 ISO 미터계의 얇은 치수계열입니다. 내경 50 mm에서 6810의 단면은 내경의 0.15배, 6910은 0.22배로 모두 0.25 기준 아래이며, 6010은 0.30입니다. 다만 단면이 내경과 함께 커지므로, Kaydon Reali-Slim 같은 인치계 등단면 베어링과는 호환되지 않습니다.

박형 베어링의 C형, A형, X형은 어떻게 다릅니까?

C형은 레이디얼 콘택트로 레이디얼 하중에 가장 적합합니다. A형은 앵귤러 콘택트로 한 방향 축방향 하중에 탁월하며 짝맞춤 쌍으로 사용합니다. X형은 고딕 아치 궤도면의 4점 접촉으로 모멘트 하중과 방향이 바뀌는 축방향 하중에 탁월하지만, 순수 레이디얼 하중에는 취약합니다.

박형 베어링의 정격하중은 왜 공급업체마다 다릅니까?

ISO 281과 ABMA Standard 9의 정격 수식이 강성 지지된 궤도면과 장착 후 틈새 0을 전제하는데, 박형 단면은 이 전제를 위반하기 때문입니다. 표준 표를 사용하는 공급업체는 시험 기반 방법을 쓰는 쪽보다 훨씬 높은 수치를 공표합니다. KAA10CL0 한 부품이 Kaydon에서는 150 lb, INA와 NSK에서는 558 lb로 정격됩니다.

축과 하우징은 얼마나 정밀해야 합니까?

시트 평면도는 접촉하는 링의 축방향 런아웃과, 축과 하우징의 진원도는 그 링의 레이디얼 런아웃과 같아야 합니다. 링은 체결되는 상대의 형상에 순응하므로, 진원도가 벗어난 시트는 진원도가 벗어난 베어링을 만듭니다.

명성이 아니라 단면을 지정하십시오

박형 베어링은 그 형상을 카탈로그 조회 대상이 아니라 설계 변수로 다루는 엔지니어에게 보답합니다. 가치의 대부분은 여섯 가지에 담겨 있습니다.

  • 정의는 폭이 아니라 비율입니다. 단면이 내경의 1/4 미만입니다.
  • 두 계열이 같은 이름을 쓰며, 일정한 단면을 유지하는 쪽은 인치계뿐입니다.
  • C형, A형, X형은 하중에 대응하며, X형은 두 개의 베어링을 대체할 수 있는 모멘트 전문가입니다.
  • 공표된 용량을 신뢰하기 전에 정격 산정 방법을 검증하십시오.
  • 인치계 박형 단면은 익숙한 Standard 20 스케일이 아니라 ABMA 26.2의 F 등급 공차를 사용합니다.
  • 시트 형상이 곧 설계입니다. 얇은 링의 진원도는 그것을 체결한 상대의 진원도를 넘지 못합니다.

단면과 형식을 제대로 잡고 그에 걸맞은 시트를 가공하면, 손바닥에 들어오는 베어링이 로봇 관절을 아크초 단위로 잡아줍니다.

68xx 및 69xx 박형 단면 시리즈는 ANDE의 깊은 홈 볼 베어링 제품군에서 살펴보십시오. 또는 당사 엔지니어링 팀에 외형 제약, 하중 조건, 속도를 보내주시면 함께 선정해 드립니다.

저자 소개

Jeff LiANDE Bearing에서 베어링 공학과 글로벌 소싱에 관한 글을 집필합니다. 자동차, 중공업, 재생에너지 분야의 OEM 및 애프터마켓 바이어와 직접 협업합니다. LinkedIn에서 연결할 수 있습니다.

관련 기사

참고 문헌

  1. Kaydon Bearings — Not all thin-section bearings are created equal: dynamic radial load rating method, fc assumptions, and supplier rating comparison.
  2. Kaydon Bearings — The thin section bearing of today, by Joe Zagar, engineering specialist.
  3. Kaydon Bearings — The importance of properly mounting thin section bearings, by Rob Roos, Senior Product Engineer.
  4. Kaydon Bearings — Reali-Slim part number codes: series cross sections, bearing types, separators, precision classes.
  5. RBC Bearings — Thin Section Ball Bearings engineering data and selection guide.
  6. Silverthin Bearing Group — Thin section bearing overview and selection guide, types A, B, F, T, M, W, C and X.
  7. SKF — Thin section bearings, Reali-Slim and Ultra-Slim product families.
  8. Timken — Thin Section Ball Bearings (61800, 61900) product catalogue.
  9. New Hampshire Ball Bearings — Tolerances: ABEC 1F, 3F, 5F and 7F classes per ABMA Standard 26.2.
  10. ANSI/ABMA 26.2-1994 (R2000) — Thin Section Ball Bearings, Inch Design.

베어링 조달에 대한 전문 조언이 필요하신가요?

당사 엔지니어링 팀은 베어링 선정, 사이징 및 애플리케이션 최적화에 대한 무료 기술 상담을 제공합니다.