롤러 베어링
배럴형 롤러를 사용한 자동 조심 복열 베어링으로, 광업, 철강, 에너지 분야에서 중 반경 하중, 충격 저항 및 최대 2° 정렬 불량 보상을 제공합니다.
구형 롤러 베어링은 공통 구면 외륜 궤도면 위에서 2열의 배럴형 롤러가 회전하는 구조로, 최대 2도의 각도 정렬 불량, 축 처짐 및 하우징 변형을 수용하는 고유한 자동 조심 기능을 갖추고 있습니다. 이로 인해 완벽한 축-하우징 정렬이 어렵거나 유지하기 힘든 중부하 애플리케이션 — 광업 크러셔, 철강 공장 연속 주조기, 제지 기계, 풍력 터빈 구동계 등 — 에서 가장 많이 선택되는 베어링입니다. ANDE 구형 롤러 베어링은 고탄소 크롬강으로 제조되며, 최적화된 롤러 기하학과 표면 조도로 하중 용량을 극대화하면서 마찰과 발열을 최소화합니다. 개방형, 밀봉형, 실드형 구성으로 보어 직경 20mm에서 400mm까지 제공되어, 가혹한 조건에서의 신뢰성이 필수적인 광범위한 산업 애플리케이션을 커버합니다.
자동조심롤러베어링의 형번은 DIN 623-1을 따릅니다. 시리즈 접두사(213, 222, 223, 230, 231, 232, 240, 241 등)에 치수 코드를 붙이고, 그 뒤에 케이지, 내부 틈새, 정밀도, 밀봉 및 보어 형식을 나타내는 접미사 문자를 부가합니다. 가장 일반적인 접미사는 아래와 같습니다.
| 접미사 | 의미 |
|---|---|
| K | 테이퍼 보어, 1:12 테이퍼 |
| K30 | 테이퍼 보어, 1:30 테이퍼 |
| E / E1 | 강화/최적화된 내부 설계 |
| CC / CCK | 이중 강판 프레스 윈도우 케이지, 최적화된 내부 형상 |
| MA / MA1 / MB | 머시닝 황동 케이지 |
| CA / CAC | 포켓 형상이 최적화된 머시닝 황동 케이지 |
| W33 | 외륜 윤활 홈 + 3개의 주유 구멍 |
| 2RS / 2CS | 양측 접촉식 립 실 |
| C2 / CN / C3 / C4 / C5 | 레이디얼 내부 틈새 등급 |
| P0 / P6 / P5 / P4 | ISO 492 기준 정밀도 등급 |
| T41A / T41D | 진동 기계 전용 사양 |
| S0 / S1 / S2 | 치수 안정화 처리 |
레이디얼 내부 틈새는 롤러가 부하를 받기 전 내륜과 외륜 사이의 총 레이디얼 이동량입니다. 적절한 등급은 끼워맞춤, 운전 온도, 어댑터 슬리브 장착 여부에 따라 결정됩니다. 테이퍼 보어 슬리브 장착 시 너무 작은 등급을 선택하는 것은 현장 설치에서 조기 열손상의 가장 흔한 원인입니다.
| 등급 | 설명 |
|---|---|
| C2 | 표준보다 작음 |
| CN (표준) | 표준 틈새 |
| C3 | CN보다 큼 |
| C4 | C3보다 큼 |
| C5 | C4보다 큼 |
자동조심롤러베어링은 구면 외륜 궤도면 구조 덕분에 축과 하우징 사이의 각도 미스얼라인먼트를 보정할 수 있습니다. 정확한 허용 조정각은 베어링 시리즈와 개방형 또는 밀봉형 여부에 따라 달라집니다.
수치는 내륜이 회전하고 하중 P ≤ 0.1·Cr인 정적 미스얼라인먼트 조건에 적용됩니다. 외륜이 회전하거나 내륜이 요동 운동을 하는 경우 허용 각도는 더 작아지므로 엔지니어링 부서에 문의하시기 바랍니다.
ISO 15243은 자동조심롤러베어링의 손상을 6가지 계열로 분류합니다. 아래 5가지가 중공업 설치 현장에서 발생하는 대부분의 손상을 차지합니다.
증상
궤도면 한쪽에 열과 마모가 집중되며, 국부적 스미어링이 발생하고 한쪽 롤러 단부에서 조기 박리가 시작됩니다.
추정 원인
정적 또는 운전 미스얼라인먼트가 시리즈 허용 조정각을 초과하거나, 하우징 변형 또는 강성 부족, 기초의 휨이 원인입니다.
조치 방안
정렬을 복원하고 베어링 하우징을 보강하거나, 더 큰 허용 각도를 갖는 시리즈(223/231/232/241)로 업그레이드합니다. 밀봉형 베어링은 미스얼라인먼트를 0.5° 이내로 유지해야 합니다.
증상
기동 수 분 내 온도 상승, 운전 토크 증가, 저주파 신음, 부하 영역에서의 조기 스미어링이 나타납니다.
추정 원인
어댑터 슬리브 드라이브업 과다로 레이디얼 틈새가 과도하게 제거되었거나, 드라이브업은 정확하지만 운전 온도에 부적합한 초기 틈새 등급을 선택한 경우입니다.
조치 방안
카탈로그 권장 틈새 감소량에 맞춰 재장착하고, 냉간 및 열간 틈새를 기록합니다. 고온 또는 진동 운전 시 CN에서 C3로, C3에서 C4로 한 단계 상향 조정합니다.
증상
롤러와 궤도면 사이에 금속 전이가 일어난 회색 반점, 갑작스러운 온도 급상승, 케이지 변색이 관찰됩니다.
추정 원인
운전 온도에서 윤활제 점도 부족, 윤활 부족, 무부하 기동 시의 심한 충격이 원인입니다.
조치 방안
기유 점도를 높이거나 순환 급유 방식으로 전환하고, 유욕이 최저 위치 롤러에 닿도록 합니다. 기동 전 사전 부하를 가하고, 진동 운전에는 T41A / T41D를 지정합니다.
증상
거친 회전감, 그리스 또는 오일 필터의 이물, 무광 궤도면, 롤러 단부의 가속 마모가 나타납니다.
추정 원인
간접 또는 마모된 밀봉, 래버린스 부재, 필터링되지 않은 재급지 그리스가 원인입니다.
조치 방안
오염 환경에는 2RS / 2VS 밀봉형 변형을 지정하고, 외부 디플렉터를 추가하며, 그리스를 25 µm로 여과하고, 재급지 주기를 단축합니다.
증상
궤도면에 수직한 파형 홈, 그리스의 급격한 변색, 점차 커지는 단속적 소음이 발생합니다.
추정 원인
축 접지가 부적절한 VFD 구동 모터의 미주 전류, 절연 파괴가 원인입니다.
조치 방안
비구동 측에 축 접지 링 또는 절연 베어링을 설치하고, VFD 출력 필터 및 접지 전략을 점검합니다. 코팅만으로는 활성 방전을 해결할 수 없습니다.
기본 동정격 수명 L10은 ISO 281을 따릅니다. L10 = (Cr / P)^p (백만 회전 단위)이며, 롤러 베어링의 경우 p = 10/3입니다. 복합 하중에서는 먼저 Fr과 Fa를 등가 동하중 P로 환산합니다. 아래는 제지기 건조 실린더 위치에 사용되는 22216 E의 적용 예제입니다.
주어진 조건
22216 E · Cr = 326 kN · n = 600 r/min · Fr = 40 kN 레이디얼 · Fa ≈ 0 (순수 레이디얼) · 따라서 P = Fr = 40 kN
등가 동하중 P
P = Fr (축방향 하중 무시 가능, Fa/Fr ≤ e)
P = 40 kN
기본 정격 수명 L10 (백만 회전)
L10 = (Cr / P)^(10/3) = (326 / 40)^3.333
L10 ≈ 8.15^3.333 ≈ 1 090 백만 회전
운전 수명 L10h (시간)
L10h = L10 × 1 000 000 / (60 × n)
L10h = 1 090 × 10^6 / (60 × 600) ≈ 30 300 시간
신뢰도 90%에서 기본 정격 수명은 약 30 300시간입니다. 청결한 그리스와 양호한 윤활 조건에서 a_ISO ≈ 1.5를 적용하면 수정 정격 수명 Lnmr ≈ 45 000시간입니다.
본 예제는 설명 목적으로만 제공됩니다. 실제 선정 시에는 계산된 Fa/Fr 비에서 X, Y, e 계수를 검증하고 오염 계수 ec와 함께 a_ISO를 적용해야 합니다. ANDE 엔지니어링 팀은 요청 시 특정 응용에 대해 ISO 281 / ISO 16281 전체 해석을 수행해 드립니다.
ANDE 자동 조심 롤러 베어링은 축과 하우징 사이 최대 2도의 각도 불일치를 전체 부하 용량을 유지하면서 보상합니다. 이 자동 조심 능력은 구면 외륜 궤도면 기하학에 내재되어 있으며 추가 부품이 필요 없습니다.
가장 흔한 고장 모드: 과부하 또는 윤활 부족으로 인한 표면 피로(박리), 운송 또는 설치 시 충격 하중에 의한 브리넬링, 부적절한 밀봉으로 인한 오염 침입, 연속 주조기 등 고온 응용에서 냉각 부족에 의한 열 손상.
밀봉형(접미사 2CS5 또는 E2)은 그리스 충전 상태로 중간 오염 환경에 무보수입니다. 오일 윤활 개방형은 고온(100°C 이상), 초고속, 또는 기존 오일 미스트 시스템이 있는 경우에 적합합니다. 밀봉형은 속도 한계가 약 20% 낮습니다.
표준품은 +150°C까지 연속 운전 가능합니다. 더 높은 온도를 위해 열안정화 버전 제공: S1 접미사 +200°C까지, S2 +250°C까지. 이들은 특수 열처리로 치수 안정성을 유지하며, 열팽창 보상을 위해 C3 또는 C4 내부 틈새가 조정됩니다.
예. 중간 축방향 하중을 지지할 수 있으며, 표준 설계에서는 미사용 레이디얼 용량의 약 55%, E형 강화 설계(비대칭 롤러)에서는 100%까지 대응합니다. 무거운 복합 하중에는 적절한 예압과 해당 내부 틈새 그룹을 사용하세요.
ISO 15:2017 기준 외형 치수로 경하중(213), 표준(222), 중하중(223), 저단면(230), 중하중(231/232) 및 초광폭(240/241) 시리즈를 망라합니다. 테이퍼 보어 변형(K, K30)은 동일한 외형 치수를 가지며, 접미사 조합(E, MA, MB, CA, CC, W33, 2RS, C2/C3/C4)은 위 코드 가이드에 명시되어 있고 견적 시 재확인됩니다.
| 베어링 번호 | 내경 (d) mm | 외경 (D) mm | 폭 (B) mm |
|---|---|---|---|
| 21306 | 30 | 72 | 19 |
| 21307 | 35 | 80 | 21 |
| 21308 | 40 | 90 | 23 |
| 21309 | 45 | 100 | 25 |
| 21310 | 50 | 110 | 27 |
| 21311 | 55 | 120 | 29 |
| 21312 | 60 | 130 | 31 |
| 21314 | 70 | 150 | 35 |
| 21316 | 80 | 170 | 39 |
| 21318 | 90 | 190 | 43 |
| 21320 | 100 | 215 | 47 |
| 22205 | 25 | 52 | 18 |
| 22206 | 30 | 62 | 20 |
| 22207 | 35 | 72 | 23 |
| 22208 | 40 | 80 | 23 |
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