필로우 블록과 플랜지 베어링: 주요 차이점 설명

필로우 블록 베어링은 샤프트가 베이스와 평행하게 움직이는 수평 표면에 장착됩니다. 플랜지 베어링 샤프트가 장착 면에 수직이 되도록 수직 표면이나 벽에 장착합니다. 둘 중 하나를 선택하려면 샤프트 방향, 하중 방향, 사용 가능한 장착 공간, 반경방향 또는 축방향 하중 지원이 필요한지 여부에 따라 결정됩니다. 플랜지 볼 베어링 가장 일반적인 유형의 플랜지 베어링이며 컴팩트하고 공간이 제한된 설치에 탁월합니다. 각 유형의 장점을 이해하면 조기 고장과 비용이 많이 드는 가동 중지 시간을 방지할 수 있습니다.

필로우 블록 베어링이란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

플러머 블록이라고도 불리는 필로우 블록 베어링은 2개 이상의 볼트 구멍이 있는 평평한 수평 장착 베이스를 특징으로 하는 주조 하우징 내부에 베어링 인서트가 위치하는 하우징형 베어링 장치입니다. 샤프트는 장착 표면과 평행하게 움직입니다. 하우징은 일반적으로 주철, 프레스 강철 또는 열가소성 수지로 만들어지며 인서트는 일반적으로 최대 100mm까지의 작은 샤프트 오정렬을 수용할 수 있는 자동 정렬 볼 또는 롤러 베어링입니다. 2~3° .

필로우 블록은 주로 핸들링을 위해 설계되었습니다. 방사형 하중 — 샤프트에 수직으로 작용하는 힘 — 많은 장치가 적당한 축(추력) 하중을 관리할 수도 있습니다. 이 제품은 샤프트가 프레임이나 베이스 플레이트를 가로질러 수평으로 움직이는 컨베이어 시스템, 농업 기계, 팬, 펌프 및 산업용 구동 샤프트에 널리 사용됩니다.

일반적인 필로우 블록 구성

• UCP 시리즈(인서트 볼 베어링): 고정나사 또는 편심 잠금 칼라가 있는 표준 주철 하우징; 샤프트 크기는 일반적으로 12mm ~ 80mm입니다.
• UCPX 시리즈(깊은 홈 인서트): 더 무거운 작업을 위한 더 높은 방사형 하중 용량
• 롤러 필로우 블록: 50kN 이상의 매우 무거운 반경 방향 하중에는 원통형 또는 구형 롤러 인서트를 사용하십시오.
• 스테인레스 스틸/열가소성 하우징: 식품 가공 또는 부식성 환경용

플랜지 베어링이란 무엇이며 그 하위 유형은 무엇입니까?

플랜지 베어링은 샤프트가 장착 표면에 수직으로 나오도록 배치된 플랜지(볼트 구멍이 있는 평평한 장착 플레이트)가 있는 하우징에 내장된 베어링 장치입니다. 이를 통해 베어링을 평평한 베이스가 아닌 벽, 패널, 프레임 끝 또는 기계 표면에 직접 고정할 수 있습니다. 플랜지에는 설계에 따라 2개, 3개 또는 4개의 장착 구멍이 있을 수 있습니다.

플랜지 볼 베어링 가장 널리 퍼진 하위 유형입니다. 이 제품은 플랜지 하우징 내에 깊은 홈 볼 베어링 인서트를 사용하며 어느 정도 축 용량을 갖춘 적당한 반경방향 하중에 적합합니다. 다른 플랜지 베어링 유형에는 고하중 적용을 위한 플랜지 롤러 베어링과 저속 진동 동작을 위한 플랜지 슬리브 베어링이 포함됩니다.

볼트 패턴에 따른 플랜지 베어링 하우징 스타일

• 2볼트 플랜지(UCF/UCFL 시리즈): 2개의 장착 구멍이 있는 타원형 또는 사각형 베이스; 콤팩트하고 가벼운 짐에 적합
• 3볼트 플랜지(UCFS 시리즈): 더욱 안정적인 장착과 높은 토크 저항을 위한 삼각형 패턴
• 4-볼트 플랜지(UCFB / UCFX 시리즈): 정사각형 패턴; 플랜지형 중 가장 높은 강성과 내하력
• 카트리지/테이크업 플랜지 장치: 벨트 장력 조절을 위한 샤프트 위치 조정 허용

필로우 블록과 플랜지 베어링: 직접 비교

아래 표에는 선택을 안내하기 위한 필로우 블록과 플랜지 베어링 간의 가장 중요한 실제 차이점이 요약되어 있습니다.

플랜지형 볼 베어링: 설계 세부 사항 및 성능 사양

플랜지 볼 베어링은 중소형 산업 및 상업용 응용 분야에서 가장 널리 사용되는 플랜지 베어링 유형입니다. 이 베어링은 일반적으로 주철 또는 연성철로 제작되는 플랜지 하우징 내부에 눌려지거나 유지되는 깊은 홈 볼 베어링과 고정 나사, 편심 칼라 또는 어댑터 슬리브를 통해 샤프트를 고정하는 내부 링으로 구성됩니다.

표준 플랜지 볼 베어링 인서트(UCF 시리즈)는 ISO 및 ABEC 표준에 따라 제조됩니다. 예를 들어 UCF205 장치는 다음을 수용합니다. 샤프트 직경 25mm 의 정적 정격 하중(C0)은 대략 다음과 같습니다. 7.8kN 동적 정격 하중(C)은 약 14kN , 최대 작동 속도는 4,800rpm 그리스 윤활시.

플랜지형 볼 베어링의 주요 설계 특징

• 자동 정렬 외부 링: 구형 외부 표면은 샤프트와 하우징 사이의 각도 정렬 불량을 최대 ±2°까지 보상합니다.
• 사전 윤활 및 밀봉: 대부분의 장치에는 이중 접촉 고무 씰(2RS)과 공장에서 포장된 그리스가 함께 제공됩니다. 정상 조건에서 6~12개월의 재윤활 간격
• 잠금 메커니즘: 고정 나사(더 간단하고 저렴한 비용), 편심 잠금 칼라(하중 반전에 더 좋음) 또는 어댑터 슬리브(인치 하우징의 미터법 샤프트용)
• 사용 가능한 주택 자재: 회주철(표준), 연성주철(내충격성이 높음), 스테인리스강(세척 환경), 유리 충전 나일론(경량, 내식성)

UCF 플랜지 볼 베어링 크기 참조

하중 방향: 가장 중요한 선택 요소

샤프트에 작용하는 하중의 방향과 유형은 필로우 블록과 플랜지 베어링 중에서 선택할 때 가장 중요한 요소입니다. 이것이 잘못되면 마모가 가속화되고 조기 피로가 발생하며 치명적인 고장이 발생합니다.

방사형 부하 애플리케이션

방사형 하중은 샤프트 축에 수직으로 작용합니다. 즉, 샤프트를 누르는 벨트, 풀리 또는 기어의 무게입니다. 필로우 블록과 플랜지 베어링 모두 방사형 하중을 처리하지만 필로우 블록은 일반적으로 더 높은 방사형 하중을 전달합니다. 하우징 구조가 베이스를 통해 힘을 더욱 효과적으로 분산시키기 때문입니다. 표준 UCP208 필로우 블록(40mm 보어)의 동적 레이디얼 하중 정격은 대략 다음과 같습니다. 25.5kN , 동일한 인서트 크기의 UCF208 플랜지 베어링과 비슷합니다.

축방향(추력) 하중 적용

축 하중은 샤프트 축과 평행하게 작용합니다. 예를 들어 스크류 컨베이어의 끝 추력이나 나선형 기어 세트의 힘이 있습니다. 엔드 플레이트 또는 프레임 표면에 장착된 플랜지 베어링은 축 하중을 견딜 수 있도록 자연스럽게 더 잘 배치됩니다. 장착 플랜지가 샤프트에 수직이기 때문에 하우징이 추력에 대해 직접 버틸 수 있습니다. 필로우 블록은 힘이 베이스가 아닌 샤프트를 따라 작용하기 때문에 축방향 하중을 덜 효율적으로 저항합니다.

복합 하중 상황

많은 실제 응용 분야에는 반경 방향 하중과 축 방향 하중이 결합되어 있습니다. 이러한 경우 엔지니어는 등가 동적 베어링 하중 공식을 사용합니다. P = X·Fr Y·Fa 여기서 Fr은 반경방향 힘, Fa는 축방향 힘, X와 Y는 제조업체 카탈로그에 있는 베어링 관련 요소입니다. 축 대 반경 방향 하중 비율이 0.3을 초과하는 경우 앵귤러 콘택트 인서트 또는 쌍 배열이 있는 플랜지 베어링을 고려해야 합니다.

장착 방향 및 공간 제약

설치 형상은 두 베어링 유형 간의 두 번째 주요 차이점입니다. 시스템의 물리적 레이아웃은 로드 기본 설정에 관계없이 실행 가능한 유일한 옵션을 결정하는 경우가 많습니다.

• 샤프트가 벽이나 패널을 통해 나옵니다. 플랜지 베어링은 샤프트가 통과하는 패널에 직접 장착됩니다. 필로우 블록은 별도의 장착 브래킷 없이는 이 기능을 수행할 수 없습니다.
• 샤프트는 열린 프레임을 가로질러 움직입니다. 필로우 블록은 양쪽 프레임 레일에 볼트로 고정됩니다. 고정할 벽이 없는 이상적인 사용 사례입니다.
• 수직 샤프트: 수평 표면(샤프트가 위를 향함)에 장착된 플랜지 베어링이 더 실용적입니다. 수직 응용 분야의 필로우 블록에는 맞춤형 수정이나 특수 수직 장착 하우징이 필요합니다.
• 제한된 오버헤드 정리: 필로우 블록은 샤프트 중심선 위에 높이를 추가합니다(UCP205는 베이스에서 약 44mm 높이에 위치합니다). 대신 플랜지 베어링이 축 방향으로 돌출되어 수직 공간이 절약됩니다.
• 단일 샤프트의 여러 베어링 지점: 각 끝에 하나의 고정 필로우 블록 또는 플랜지 베어링을 사용하십시오. 양쪽 끝을 단단히 구속하지 마십시오. 열팽창을 허용하려면 하나는 부동(자유) 장치여야 합니다.

샤프트 정렬 불량: 두 가지 유형 모두 처리 방법

필로우 블록과 플랜지 베어링 모두 일반적으로 자동 정렬 인서트 베어링을 사용합니다. 외부 레이스에는 하우징의 오목한 구멍 내에서 흔들리는 볼록한 구면이 있습니다. 이 설계는 부정확한 샤프트 설치, 하중 시 편향 또는 열 변형으로 인해 발생하는 정적 정렬 불량을 수용합니다.

표준 UC 시리즈 인서트(UCP 필로우 블록과 UCF 플랜지 베어링 모두에 사용됨)는 각도 정렬 불량을 허용합니다. ±2° ~ ±3° . 그러나 이는 정적 보상이므로 동적 정렬 불량(진동으로 인한 흔들림)이 0.5°를 초과하면 베어링 수명이 급격히 떨어집니다. 오정렬이 심한 응용 분야의 경우 구형 롤러 인서트 또는 구형 일반 베어링이 볼 인서트를 대체해야 합니다.

오정렬은 실제로 플랜지 베어링에 약간 더 영향을 미칩니다. 왜냐하면 끝단에 장착된 플랜지가 각도 오류를 증폭시키기 때문입니다. 0.1mm 직각도 오류 장착 패널의 샤프트 정렬 불량으로 직접 변환됩니다. 중요한 샤프트에 플랜지 베어링을 설치하기 전에 항상 패널 평탄도(100mm당 0.05mm 이내)를 확인하십시오.

속도, 온도 및 환경 고려 사항

작동 환경은 하중과 방향뿐만 아니라 베어링 선택에 큰 영향을 미칩니다. 필로우 블록과 플랜지 베어링 하우징은 모두 적용 분야의 속도, 온도 범위 및 오염 노출과 일치해야 합니다.

속도 제한

플랜지형 볼 베어링은 일반적으로 롤러 인서트를 사용하는 동일한 크기의 필로우 블록 장치보다 더 높은 속도 등급을 달성합니다. UCF205 플랜지 볼 베어링은 4,800rpm 그리스 윤활 사용, 유사한 보어의 롤러 삽입 필로우 블록은 약으로 제한됩니다. 2,000~2,500rpm . 3,000rpm 이상의 고속 스핀들 또는 팬의 경우 일반적으로 플랜지 볼 베어링이 더 나은 선택입니다.

온도 범위

표준 그리스로 채워진 UC 인서트 베어링은 다음에서 안정적으로 작동합니다. −20°C ~ 120°C . 고온 그리스는 이 온도를 160°C까지 확장합니다. 120°C 이상에서는 씰 성능이 저하되고 그리스가 빠르게 산화됩니다. 지속적인 고온 작동을 위해 외부 오일 윤활 기능이 있는 개방형 베어링을 고려하십시오. -20°C 이하의 영하의 온도에서는 그리스 채널링 및 고갈을 방지하기 위해 합성 저온 그리스가 필수입니다.

오염 및 세척

• 식품 및 음료/의약품: 필로우 블록 및 플랜지 구성 모두에서 FDA 준수 그리스가 포함된 스테인리스 스틸 또는 NSF 인증 열가소성 하우징을 지정합니다.
• 먼지가 많거나 마모가 심한 환경: 삼중 립 씰 또는 미로 쉴드가 있는 장치를 선택하십시오. 더 짧은 간격으로 다시 윤활하십시오(250-500 작동 시간마다).
• 젖거나 옥외 노출: 부식 방지 그리스가 포함된 밀봉된(2RS) 인서트를 사용하십시오. 씰 주위에 물이 고이는 개방형 하우징을 피하십시오.
• 화학물질 노출: 주철 하우징은 산과 부식제에 취약합니다. 열가소성(나일론 또는 폴리프로필렌) 하우징은 대부분의 화학물질에 효과적으로 저항합니다.

두 베어링 유형 모두에 대한 설치 모범 사례

잘못된 설치는 조기 베어링 고장의 주요 원인입니다. 베어링 고장의 50% 이상 SKF 및 NSK를 포함한 주요 베어링 제조업체에 따르면. 적절한 절차를 따르면 서비스 수명이 극적으로 연장됩니다.

베개 블록 설치 단계

1. 장착 표면을 청소하고 수평을 맞추십시오. 베어링 스팬 200mm당 0.1mm 이내의 평탄도 확인
2. 볼트로 고정하기 전에 두 하우징을 샤프트에 느슨하게 밀어 넣습니다. 이렇게 하면 샤프트가 자연스러운 중심선을 찾을 수 있습니다.
3. 장착 볼트를 지정된 토크로 조입니다(예: 주철 하우징의 경우 M10 볼트를 ~40Nm까지)
4. 먼저 고정 엔드 베어링의 고정 나사나 편심 칼라를 잠근 다음 플로팅 엔드를 잠급니다.
5. 동력을 받아 작동하기 전에 손으로 샤프트를 회전시켜 매끄럽고 끌림 없는 움직임을 확인하세요.

플랜지 베어링 설치 단계

1. 장착 패널이 100mm당 0.05mm 이내로 샤프트 중심선과 수직인지 확인하십시오.
2. 정렬 불량을 방지하기 위해 플랜지를 패널에 장착하기 전에 하우징을 통해 샤프트를 삽입하십시오.
3. 사용 가능한 모든 볼트 구멍을 사용하고 십자 패턴으로 조여 균일한 플랜지 안착을 보장합니다.
4. 샤프트의 양쪽 끝이 위치할 때까지 고정 나사 또는 잠금 칼라를 느슨하게 두고 고정된 끝을 잠급니다.
5. 설치 후 그리스 포트(있는 경우)를 통해 소량의 새로운 그리스를 도포하여 취급 중에 발생한 오염 물질을 제거합니다.

선택 방법: 애플리케이션별 결정 가이드

이 실용적인 가이드를 사용하여 특정 적용 시나리오에 따라 올바른 베어링 유형을 식별하십시오.

유지보수, 재윤활 및 사용 수명 기대치

필로우 블록과 플랜지 베어링 장치는 일반적으로 동일한 UC 시리즈 인서트 베어링을 사용하므로 유지 관리 요구 사항이 비슷합니다. 주요 변수는 접근성인데, 이는 장치가 장착된 위치에 따라 달라지는 경우가 많습니다.

• 재윤활 간격: 정상적인 조건(주위 온도, 적당한 속도, 깨끗한 환경)에서는 1,000~2,000 작동 시간마다 또는 6개월마다(둘 중 먼저 도래하는 기준)마다 그리스를 다시 바르십시오.
• 그리스 양: 너무 많이 채우는 것은 기아만큼 해롭습니다. 릴리프 밸브에서 약간의 저항이 느껴질 때까지 또는 씰 립에 새 그리스가 나타날 때까지 그리스를 천천히 추가한 다음 중지하십시오.
• 삽입 교체: UC 시리즈 인서트는 하우징을 교체하지 않고도 교체 가능합니다. 일반적으로 인서트 비용이 높기 때문에 상당한 비용 이점이 있습니다. 전체 단가의 30~50%
• 베어링 수명 계산: L10 수명 공식을 사용하십시오. L10 = (C/P)³ × (10⁶/60n) 시간. 여기서 C는 동적 정격 하중, P는 등가 동적 하중, n은 속도(rpm)입니다.
• 경고 신호: 비정상적인 소음(찰칵 소리, 갈리는 소리), 80°C 이상의 하우징 온도 상승, 씰을 지나 눈에 띄는 그리스 누출 또는 과도한 샤프트 런아웃 등은 모두 베어링 고장이 임박했음을 나타냅니다.

적절한 크기와 윤활이 잘 된 조건에서 플랜지형 볼 베어링과 필로우 블록 볼 인서트 장치는 다음을 달성할 수 있습니다. 20,000~50,000시간의 L10 서비스 수명 . 중부하 작업에 사용되는 롤러 인서트 필로우 블록은 올바르게 유지 관리할 경우 일반적으로 80,000시간을 초과합니다.