
롤러 베어링
자동 조심 롤러 베어링
배럴형 롤러를 사용한 자동 조심 복열 베어링으로, 광산·철강·에너지 설비의 큰 레이디얼 하중과 충격을 견디며 최대 2°의 정렬 오차를 보정합니다.
기술 개요
자동 조심 롤러 베어링은 공통 구면 외륜 궤도면에서 두 열의 배럴형 롤러가 회전하므로 최대 2°의 각도 정렬 오차와 축 처짐, 하우징 변형을 보정할 수 있습니다. 축과 하우징의 정확한 정렬을 유지하기 어려운 광산 크러셔, 제철소 연속 주조기, 제지기 및 풍력 터빈 구동계 등 중부하 설비에 적합합니다. ANDE 제품은 고탄소 크롬강에 최적화된 롤러 형상과 표면 조도를 적용해 하중 용량을 높이고 마찰과 발열을 줄였습니다. 내경 20 mm~400 mm 범위에서 개방형, 밀봉형 및 실드형으로 공급해 가혹한 산업 환경에 폭넓게 대응합니다.
주요 특징
기술 사양
적용 분야
형번 및 접미사 해설
자동 조심 롤러 베어링 형번은 DIN 623-1에 따라 시리즈 접두사(213, 222, 223, 230, 231, 232, 240, 241 등)와 치수 코드로 구성되며, 뒤에 케이지, 내부 틈새, 공차, 밀봉 및 내경 형식을 나타내는 접미사가 붙습니다. 주요 접미사는 다음과 같습니다.
| 접미사 | 의미 |
|---|---|
| K | 테이퍼 내경, 1:12 테이퍼 |
| K30 | 테이퍼 내경, 1:30 테이퍼 |
| E / E1 | 강화/최적화된 내부 설계 |
| CC / CCK | 이중 강판 프레스 윈도우 케이지, 최적화된 내부 형상 |
| MA / MA1 / MB | 가공 황동 케이지 |
| CA / CAC | 포켓 형상을 최적화한 가공 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 |
내부 틈새 등급(ISO 5753)
레이디얼 내부 틈새는 롤러에 하중이 가해지기 전 내륜과 외륜 사이에서 측정되는 총 레이디얼 이동량입니다. 적합한 등급은 끼워맞춤, 운전 온도 및 어댑터 슬리브 사용 여부에 따라 결정합니다. 테이퍼 내경 제품을 슬리브로 밀어 올려 장착할 때 지나치게 작은 등급을 선택하면 조기 발열 고장이 발생하기 쉽습니다.
| 등급 | 설명 |
|---|---|
| C2 | 표준보다 작음 |
| CN (표준) | 표준 틈새 |
| C3 | CN보다 큼 |
| C4 | C3보다 큼 |
| C5 | C4보다 큼 |
시리즈별 허용 조심각
자동 조심 롤러 베어링은 구면 외륜 궤도면 덕분에 축과 하우징 사이의 각도 정렬 오차를 보정합니다. 정확한 허용 조심각은 베어링 시리즈와 개방형·밀봉형 여부에 따라 달라집니다.
이 값은 내륜이 회전하고 하중 P ≤ 0.1·Cr인 정적 정렬 오차 조건에 적용됩니다. 외륜이 회전하거나 내륜이 요동 운동을 하면 허용 각도가 더 작아지므로 엔지니어링팀에 문의해 주세요.
주요 손상 모드 및 진단
ISO 15243은 자동 조심 롤러 베어링 손상을 6개 계열로 분류합니다. 아래 5개 유형이 중공업 현장에서 발생하는 손상의 대부분을 차지합니다.
에지 로딩(허용 한계를 넘는 정렬 오차)
증상
궤도면 한쪽에 열과 마모가 집중되며, 국부적 스미어링이 발생하고 한쪽 롤러 단부에서 조기 박리가 시작됩니다.
추정 원인
정적 또는 운전 중 정렬 오차가 해당 시리즈의 허용 조심각을 초과했거나, 하우징이 변형·탄성 변위되거나, 기초가 휜 경우입니다.
조치 방안
정렬을 복원하고 베어링 하우징을 보강하거나 허용 각도가 더 큰 시리즈(223/231/232/241)로 변경합니다. 밀봉형 베어링은 정렬 오차를 0.5° 이내로 유지해야 합니다.
슬리브 밀어 올림 후 내부 틈새 소실
증상
기동 후 몇 분 안에 온도가 오르고 운전 토크가 증가하며, 저주파 소음과 하중 영역의 조기 스미어링이 나타납니다.
추정 원인
어댑터 슬리브를 과도하게 밀어 올려 레이디얼 내부 틈새가 지나치게 줄었거나, 밀어 올림량은 맞지만 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.
충격 또는 박막 윤활하의 스미어링/스커핑
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.
오염 및 마모성 마모
증상
거친 회전감, 그리스 또는 오일 필터의 이물, 무광 궤도면, 롤러 단부의 가속 마모가 나타납니다.
추정 원인
밀봉이 불충분하거나 마모됐거나, 래버린스 씰이 없거나, 여과하지 않은 그리스를 재급지한 경우입니다.
조치 방안
오염 환경에는 2RS / 2VS 밀봉형 변형을 지정하고, 외부 디플렉터를 추가하며, 그리스를 25 µm로 여과하고, 재급지 주기를 단축합니다.
전식 (플루팅)
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.
L10 수명 계산 — 계산 예
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.
조건
22216 E · Cr = 326 kN · n = 600 r/min · Fr = 40 kN 레이디얼 · Fa ≈ 0 (순수 레이디얼) · 따라서 P = Fr = 40 kN
- 1
등가 동하중 P
P = Fr (축방향 하중 무시 가능, Fa/Fr ≤ e)
P = 40 kN
- 2
기본 정격 수명 L10 (백만 회전)
L10 = (Cr / P)^(10/3) = (326 / 40)^3.333
L10 ≈ 8.15^3.333 ≈ 1 090 백만 회전
- 3
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.
이 계산은 설명을 위한 예시입니다. 실제 선정 시 계산된 Fa/Fr 비율에 해당하는 X, Y 및 e 계수를 확인하고 오염 계수 ec와 함께 a_ISO를 적용해야 합니다. 요청하시면 ANDE 엔지니어링팀이 특정 운전 조건에 대해 ISO 281 / ISO 16281 전체 해석을 수행합니다.
자주 묻는 질문
Q1자동 조심 롤러 베어링은 어느 정도의 정렬 오차를 보정할 수 있습니까?
ANDE 자동 조심 롤러 베어링은 전체 하중 용량을 유지하면서 축과 하우징 사이의 각도 정렬 오차를 최대 2°까지 보정합니다. 구면 외륜 궤도면 자체가 자동 조심 기능을 제공하므로 별도의 부품은 필요하지 않습니다.
Q2중공업 설비에서 자동 조심 롤러 베어링이 고장나는 주요 원인은 무엇입니까?
주요 고장 형태는 과부하나 윤활 부족에 따른 표면 피로 박리, 운송·설치 중 충격으로 생기는 브리넬 압흔, 밀봉 불량으로 인한 오염물 유입 및 연속 주조기 같은 고온 설비에서 냉각 부족으로 발생하는 열 손상입니다.
Q3밀봉형과 개방형 중 어떤 것을 선택해야 합니까?
밀봉형(접미사 2CS5 또는 E2)은 그리스가 사전 충전되어 보통 수준의 오염 환경에서 별도 보수가 필요하지 않습니다. 개방형 오일 윤활 제품은 100°C 이상의 고온, 매우 높은 속도 또는 기존 오일 미스트 시스템에 적합합니다. 밀봉형의 한계 회전수는 약 20% 낮습니다.
Q4최대 운전 온도는 얼마입니까?
표준 제품은 +150°C까지 연속 운전할 수 있습니다. 더 높은 온도에는 열 안정화 사양(S1: +200°C, S2: +250°C까지)을 제공합니다. 특수 열처리로 치수 안정성을 유지하며 열팽창을 보정하도록 C3 또는 C4 내부 틈새를 적용합니다.
Q5축방향 하중을 지지할 수 있습니까?
예. 표준 설계는 남아 있는 레이디얼 하중 용량의 약 55%, 비대칭 롤러를 적용한 E형 강화 설계는 레이디얼 하중 용량의 최대 100%에 해당하는 축방향 하중을 지지할 수 있습니다. 큰 복합 하중에는 적절한 예압과 내부 틈새 등급을 적용해야 합니다.
Q6자동 조심 롤러 베어링의 K 접미사는 무엇을 뜻합니까?
K는 테이퍼비 1:12의 테이퍼 내경을 뜻합니다(예: 22216 K). 테이퍼 축에 직접 장착하거나 어댑터 슬리브(H 시리즈) 또는 인출 슬리브를 사용해 원통 축에 장착할 수 있습니다. K30은 1:30 테이퍼를 뜻하며 대구경 240, 241 및 249 시리즈에 사용합니다.
Q7ANDE 자동 조심 롤러 베어링은 SKF, FAG 및 NSK 제품과 호환됩니까?
예. ANDE 자동 조심 롤러 베어링은 ISO 15:2017 외형 치수를 따르므로 ANDE 22216의 내경, 외경 및 폭은 SKF, FAG, NSK 등 ISO 규격 제품과 같습니다. 케이지, 내부 틈새 및 접미사 코드도 ISO/DIN 체계를 따릅니다. 다만 교체할 때마다 원본 도면을 기준으로 정확한 접미사 조합과 하중 조건을 확인해야 합니다.
자동 조심 롤러 베어링 치수표
ISO 15:2017 외형 치수에 따른 경하중(213), 표준(222), 중하중(223), 저단면(230), 중하중(231/232) 및 초광폭(240/241) 시리즈입니다. 테이퍼 내경형(K, K30)도 외형 치수는 같으며, 접미사 조합(E, MA, MB, CA, CC, W33, 2RS, C2/C3/C4)은 위 형번 가이드에 설명하고 견적 시 다시 확인합니다.
| 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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