베어링 예압 방법: 피해야 할 단계별 방법 및 일반적인 실수

베어링 예압은 어셈블리가 뜨거워질 때까지 간단해 보이는 조정 중 하나입니다. 짧은 대답은 베어링에 예압을 가한다는 것은 제어된 축 하중을 적용하여 의도적으로 내부 틈새를 제거하여 롤링 요소가 궤도와 접촉을 유지하는 것을 의미한다는 것입니다. 올바르게 수행하면 스핀들이 더 단단하고 조용하며 정밀해집니다. 잘못 수행하면 열, 소음 및 조기 고장이 발생합니다. 하나의 스핀들이 20,000rpm에서 조용하게 유지되는 반면 동일한 스핀들은 윙윙거리는 이유를 궁금해하신 적이 있다면 그 차이는 종종 예압 때문일 것입니다. 이 가이드는 두 가지 주요 사전 로드 방법, 올바른 수준을 결정하는 방법, 기술자가 가장 자주 패배하는 부분을 안내합니다.

베어링에 예압을 가하는 이유는 무엇입니까?

칩이 나올 때마다 부하가 변하는 동안 커터를 안정적으로 유지해야 하는 밀링 스핀들을 생각해 보십시오. 베어링에 내부 틈새가 있으면 샤프트가 축 방향으로 몇 마이크로미터 이동할 수 있고 공구가 진동하며 표면 마감이 저하됩니다. 예압은 그 틈을 메우고 전동체를 일정한 탄성 접촉 상태에 놓이게 합니다. 베어링에 예압을 가하는 실질적인 이유는 강성을 향상시키고, 소음을 줄이고, 정확한 샤프트 위치를 유지하고, 가벼운 하중에서 볼 미끄러짐을 방지하고, 시트 마모 또는 열팽창을 보상하기 위한 것입니다. 공작기계 스핀들, 측정기기, 의료 장비 반복 가능한 정확도를 위해 예압에 따라 달라집니다.

예압은 너트가 단단하게 느껴질 때까지 조이는 것과는 다릅니다. 목표는 최대 토크가 아닌 정의된 내부 부하입니다. 엔지니어링 측면에서는 롤링 요소를 통해 내부 링과 외부 링 사이에 압축이 생성됩니다.

위치 예압과 정압 예압

대부분의 예압 시스템은 위치 예압과 정압 예압이라는 두 가지 제품군으로 분류됩니다. 위치 예압은 스페이서, 심 또는 잠금 너트를 사용하여 베어링을 설정된 거리만큼 떨어져 고정합니다. 예압력은 베어링 폭에 대한 스페이서 치수에 의해 고정됩니다. 일단 설치되면 시스템을 이동할 수 없습니다. 정압 예압은 웨이브 스프링이나 코일 스프링과 같은 스프링을 사용하여 베어링 링을 함께 누릅니다. 베어링과 샤프트가 온도에 따라 증가하더라도 스프링은 가해지는 힘을 거의 일정하게 유지합니다.

볼과 궤도 사이의 접촉선이 축 방향 예압을 예측 가능한 반경 방향 강성으로 바꾸기 때문에 두 가지 방법 모두 앵귤러 콘택트 볼 베어링에 일반적으로 사용됩니다. 이 베어링 유형에 대한 자세한 배경 정보는 당사를 참조하십시오. 앵귤러 콘택트 볼 베어링 가이드 . 위치 예압은 높은 강성을 제공하지만 열로 인해 샤프트가 팽창하면 베어링에 과부하가 걸릴 수 있습니다. 정압 예압은 온도 상승에 따라 힘이 상승하지 않기 때문에 고속 응용 분야에서 더 관대합니다. 예압 세트용 앵귤러 콘택트 베어링을 주문할 때 공칭 보어 치수보다 폭 공차와 평행도가 더 중요합니다. 공장에서 일치하는 쌍 세트는 조립을 단순화하고 일관된 부하 공유를 제공합니다.

고속 응용 분야를 위한 7000 시리즈 앵귤러 콘택트 볼 베어링 접촉각이 15도인 이 정밀 베어링은 고속, 저소음 기계에 적합합니다. 근처에서 논의한 가벼운 예압과 잘 어울리며 스핀들에 강성과 낮은 마찰을 제공합니다. 제품보기 →

두 가지 방법을 비교하는 방법

올바른 예압을 결정하는 방법

올바른 예압을 선택하는 것은 토크보다 적용에 더 중요합니다. 일반적으로 소형 전기 모터와 같이 고속으로 작동하는 소음에 민감한 장비에는 가벼운 예압이면 충분합니다. 무거운 예압은 공작 기계 스핀들과 같이 열보다 강성이 더 중요한 응용 분야에 사용됩니다. 실용적인 접근 방식은 주어진 배열에 대한 베어링 제조업체의 권장 사항에서 시작한 다음 이탈 토크 또는 축 편향을 확인하는 것입니다. 각도 접점 쌍에서는 잠금 너트 토크의 작은 변화로 인해 내부 부하가 크게 이동할 수 있으므로 항상 토크 렌치를 사용하고 최종 값을 기록하십시오. 올바른 베어링 시리즈가 이미 장착된 경우 측정된 항력은 최소 2회 전체 회전에 걸쳐 원활해야 합니다.

유용한 경험 법칙은 속도를 위해 더 가벼운 예압, 강성을 위해 더 무거운 예압입니다. 많은 일반 시리즈에서 가벼운 예압과 중간 예압의 차이는 불과 몇 마이크로미터의 간섭에 불과합니다. 제조업체 데이터 시트를 사용할 수 없는 경우 스프링 스케일을 사용하고 외부 링을 천천히 회전시키면서 마찰 토크를 측정합니다. 이는 재현 가능한 기준선을 제공합니다. 처음 1시간 동안의 작동 온도 상승이 최종 판정입니다. 하우징이 주변보다 20°C 이상 올라가고 계속 올라가면 추가 손상이 나타나기 전에 예압을 줄이십시오.

중하중용 7200 시리즈 앵귤러 콘택트 볼 베어링 더 큰 접촉각을 특징으로 하는 이 시리즈는 상당한 축 하중과 높은 강성을 처리합니다. 주변 지침에 명시된 대로 더 무거운 예압과 강성이 우선시되는 경우에 이상적입니다. 제품보기 →

단계별 사전 로딩 절차

목표 예압이 알려지면 고정된 순서로 어셈블리를 진행합니다. 대부분의 스핀들, 모터 및 기어박스 배열에도 동일한 순서가 적용됩니다.

1. 샤프트와 하우징을 청소한 다음 모든 접촉면과 어깨 모서리를 디버링합니다. 내부 또는 외부 링 아래의 먼지로 인해 예압 측정이 왜곡되고 시트 표면이 긁힐 수 있습니다.
2. 베어링 배열 코드를 확인하십시오. 일치하는 쌍의 경우 DB, DF 또는 DT 배열을 표시된 대로 정확하게 설치해야 합니다. 쌍을 바꾸면 접촉각 방향과 예압 동작이 변경됩니다.
3. 베어링 쌍과 스페이서 또는 심을 샤프트에 놓습니다. 링을 궤도 접촉점과 정렬되도록 유지하십시오. 스페이서가 잘못 정렬되면 볼에 고르지 않은 하중이 가해집니다.
4. 잠금 너트나 클램핑 너트를 단계적으로 점진적으로 조이십시오. 각 단계 후에 베어링을 회전시킵니다. 저항은 부드럽게 증가해야 하며, 한 각도 위치에서 잡거나 묶이지 않아야 합니다.
5. 결과 예압을 측정합니다. 이는 다이얼 표시기로 축 변위를 확인하거나 정의된 축 하중 하에서 베어링의 이탈 토크를 측정하여 수행할 수 있습니다.
6. 최종 체결 후 샤프트를 손으로 돌리십시오. 약간의 균일한 드래그로 부드럽게 회전해야 합니다. 그런 다음 어셈블리를 저속으로 실행하고 온도 상승을 관찰합니다.

각 단계가 끝난 후 회전 확인을 건너뛰지 마십시오. 스페이서는 정사각형이 아닌 경우 왜곡될 수 있으며 이는 일반적으로 회전할 때마다 동일한 샤프트 각도에 나타나는 단단한 지점으로 나타납니다. 예압이 예상 범위를 벗어나면 정지하고 원인을 해결하고 너트를 너무 세게 조이지 마십시오.

일반적인 실수와 실용적인 팁

대부분의 현장 문제는 몇 가지 반복되는 실수로 인해 발생합니다. 과도한 조임이 가장 일반적입니다. 기술자는 예압을 일반적인 조임력으로 간주하여 스핀들이 빨리 뜨거워지는 결과를 낳습니다. 열은 내부 링과 샤프트를 팽창시켜 예압을 더욱 높여 열 폭주를 생성합니다. 또 다른 실수는 샤프트의 열적 성장을 무시하는 것입니다. 몇 마이크로미터의 확장으로 인해 사전 로드된 쌍의 부하가 크게 증가합니다.

윤활 역시 그림을 변화시킵니다. 시동 시 과도한 그리스는 이탈 토크를 증가시키고, 잘못된 그리스는 기계가 작동할 때까지 올바른 예압 판독값을 가릴 수 있습니다. 폴스 브리넬링으로 작동한 베어링은 절대 재사용하지 마십시오. 일단 궤도가 움푹 패이면 어떠한 예압 조정도 부드러움을 회복할 수 없습니다. 문제의 첫 번째 징후는 일반적으로 꾸준한 온도 상승이므로 초기 시운전 중 베어링 온도를 기록하는 것은 약간의 노력을 기울일 가치가 있습니다.

베어링 예압은 단일 잠금 너트 값이 아닙니다. 베어링 유형, 간격, 스프링 비율, 작동 온도 및 윤활을 연결하는 것은 시스템 결정입니다. 신뢰할 수 있는 방법은 예압용으로 설계된 베어링을 선택하고 이를 올바른 배열로 설치한 다음 항력, 토크 및 온도 검사를 통해 결과를 확인하는 것입니다. 세계 최고의 설정 절차는 일관되지 않은 레이스웨이 형상을 보완할 수 없으므로 공장 제어 및 품질 검사를 갖춘 공급업체가 올바른 선택입니다. 당사의 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 예측 가능한 예압에 필요한 폭의 일관성을 유지하면서 가공됩니다. 공차에 대한 이야기를 설명하고 제조 공정을 뒷받침할 수 있는 사람에게서 구입하세요.