앵귤러 콘택트 베어링이란 무엇입니까? 설계 및 선택에 대한 완벽한 가이드

앵귤러 콘택트 베어링이란 무엇입니까?

펌프 임펠러가 케이싱 내부의 액체를 밀어낼 때 샤프트는 회전에 의해 생성된 반경 방향 힘 외에도 꾸준한 축 방향 추력을 받습니다. 표준 깊은 홈 볼 베어링은 방사형 하중을 쉽게 수용하지만 지속적인 추력을 전달하도록 설계되지 않았습니다. 일반적인 결과는 조기 마모, 소음 증가 및 궤도 손상입니다. 이것이 바로 앵귤러 콘택트 베어링이 해결하기 위해 만들어진 상황입니다.

기술적인 용어로 표현하면, 앵귤러 콘택트 볼 베어링(앵귤러 콘택트 볼 베어링)은 내부 궤도와 외부 궤도가 서로 오프셋되어 볼과 궤도 사이의 접촉선이 샤프트 축과 비스듬히 만나는 볼 베어링입니다. . 각진 접촉 경로로 인해 적용된 하중의 일부가 베어링 축을 따라 전달됩니다. 따라서 베어링은 한 방향으로 결합된 방사형 및 축방향 하중을 지지할 수 있는데, 이는 동일한 크기의 깊은 홈 베어링이 장기간 동안 수행할 수 없는 기능입니다.

베어링의 방사형 평면과 접촉점을 연결하는 선 사이에서 측정된 접촉각은 중심 설계 매개변수입니다. 대부분의 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 공칭 각도로 생산됩니다. 15, 25, 30, 40도 , 각 값은 축방향 하중 용량과 속도 사이의 균형을 이동시킵니다. 우리의 앵귤러 콘택트 베어링의 기능과 방사형 설계와의 차이점 안내 보다 쉬운 언어로 기하학을 살펴봅니다.

앵귤러 콘택트 베어링 작동 방식

볼이 연속적인 홈의 중앙에 위치하는 대신, 볼은 두 개의 오프셋 궤도 사이의 고정된 각도 위치에 고정됩니다. 샤프트가 축방향으로 밀면 추력은 접촉각을 통해 이를 수용하도록 가공된 궤도 숄더로 이동합니다. 방사형 하중은 여전히 ​​일반적인 방식으로 전달되므로 하나의 베어링이 두 기능을 동시에 수행합니다.

중요한 제한은 단열 앵귤러 콘택트 베어링이 축 방향 하중을 지원한다는 것입니다. 한 방향으로만 . 추력이 역전되면 볼은 정의된 접촉 경로를 잃게 되며 베어링은 일치하는 쌍으로 배열되어야 합니다. 세 가지 표준 배열은 연속(DB), 대면(DF) 및 탠덤(DT)입니다. DB 및 DF 쌍은 양방향 추력을 처리하는 반면, 직렬 쌍은 한 방향의 하중이 매우 높을 때 선택됩니다.

예압은 또 다른 정의 특성입니다. 스핀들 적용에서는 내부 틈새가 의도적으로 제거되고 볼과 궤도 사이에 제어된 압축이 설정됩니다. 이는 강성을 높이고 주행 정확도를 향상시키며 고속에서 볼 미끄러짐을 방지합니다. 공장에서 일치하는 쌍은 두 베어링의 예압이 동일하도록 함께 측정됩니다. 따라서 별도로 구매한 두 개의 단일 베어링을 쌍으로 연결해도 동일한 결과가 거의 나오지 않습니다. 우리의 볼 베어링이 앵귤러 콘택트 설계를 통해 하중을 전달하는 방법에 대한 설명자 로드 경로를 더 자세히 다룹니다.

앵귤러 콘택트 대 깊은 홈 볼 베어링

디자인 차이

깊은 홈 볼 베어링은 두 링 모두에 연속적인 깊은 궤도 호를 갖고 있으며 볼은 0에 가까운 유효 접촉각으로 중앙에 위치합니다. 앵귤러 콘택트 베어링에는 볼이 표면의 정의된 지점에 닿도록 하는 변위된 궤도가 있습니다. 이러한 오프셋은 축방향 하중 전달을 가능하게 하는 하중 삼각형을 생성합니다.

내하중 및 강성

깊은 홈 베어링에서는 볼이 지속적인 추력을 받아 궤도의 얕은 쪽을 올라가야 하고, 이로 인해 케이지에 압력이 가해지고 열이 발생하기 때문에 축 용량이 제한됩니다. 궤도 숄더가 볼을 직접 지지하도록 앵귤러 콘택트 베어링을 가공했습니다. 따라서 축 용량은 접촉각에 따라 증가하고 공장에서 일치하는 쌍의 강성은 훨씬 더 높으며 이것이 앵귤러 접촉 베어링이 공작 기계 스핀들을 지배하는 이유입니다.

속도 및 온도 동작

15도 앵귤러 콘택트 베어링은 하중 경로가 방사형 평면에 가깝게 유지되므로 동일한 시리즈의 깊은 홈 베어링만큼 빠르게 작동합니다. 접촉각이 40도를 향해 증가함에 따라 내부 롤링 마찰이 증가하고 최고 속도가 감소합니다. 공작 기계와 펌프에서는 강성과 추력 용량이 마지막 수백 rpm보다 더 중요하기 때문에 일반적으로 절충이 허용됩니다.

앵귤러 콘택트 베어링이 사용되는 곳

앵귤러 콘택트 베어링은 기계가 방사형 하중과 정의된 추력을 결합하는 모든 곳에 나타납니다. 가장 잘 알려진 예는 공작 기계 스핀들입니다. 간단히 스핀들 베어링이라고 부르기도 하지만 동일한 디자인이 다른 많은 산업 역할을 지원합니다.

• 공작 기계 스핀들: 높은 강성, 낮은 런아웃 및 제어된 예압의 조합으로 절단 작업의 정확성이 유지됩니다.
• 원심 및 수직 펌프: 임펠러는 베어링이 반경방향 하중과 함께 전달하는 꾸준한 축방향 추력을 생성합니다.
• 압축기: 역방향 축 하중에는 DB 또는 DF 쌍이 필요하며 높은 강성은 진동을 낮게 유지합니다.
• 기어박스 및 감속기: 헬리컬 기어는 축방향 힘을 생성하고 앵귤러 콘택트 베어링은 과도한 간격 없이 이를 흡수합니다.
• 전기 모터: 수직 모터 및 트랙션 모터는 이 설계를 사용하여 로터 무게와 자기 당김을 관리합니다.
• 자동차 및 로봇 시스템: 스티어링 구성 요소와 로봇 관절은 위치 정확도가 중요한 동일한 베어링 형상을 사용합니다.

많은 기계에서 앵귤러 콘택트 베어링과 깊은 홈 베어링은 나란히 작동합니다. 깊은 홈 베어링은 순수 반경 방향 위치를 처리하고 앵귤러 콘택트 베어링은 스러스트 위치를 관리합니다. 작업 분할을 이해하는 것이 베어링 선택 연습의 첫 번째 단계입니다.

올바른 앵귤러 콘택트 베어링 선택

축방향 하중으로 시작하십시오. 방향, 역전 여부, 일정하거나 충격을 받는지 확인합니다. 이 단일 결정으로 접촉각과 장착 배열이 모두 수정됩니다.

그런 다음 시리즈를 샤프트 직경 및 총 하중과 일치시킵니다. 세 가지 일반적인 미터법 계열은 깊은 홈 볼 베어링과 동일한 논리를 따릅니다. 7000 시리즈 앵귤러 콘택트 볼 베어링 가벼운 시리즈는 작은 샤프트와 고속을 위해 고안되었습니다. 7200 시리즈 앵귤러 콘택트 볼 베어링 펌프, 일반 모터 및 경량 기어박스에서 볼 수 있는 중간 부하의 중간 지점을 커버합니다. 7300 시리즈 앵귤러 콘택트 볼 베어링 더 큰 샤프트와 상당한 결합 하중을 위해 제작되었습니다.

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다음으로 케이지 재질과 씰링을 선택합니다. 고속 및 진동에는 황동 케이지가 선호됩니다. 강철 케이지는 강도를 제공하며 더 무거운 시리즈에서 일반적입니다. 폴리아미드 케이지는 적당한 속도에서 조용하게 작동합니다. 스핀들 응용 분야는 오일 또는 오일-공기 윤활에 의존하기 때문에 개방형 베어링이 앵귤러 접촉 세계를 지배하지만 그리스 수명이 결정적인 요소인 경우 밀봉 버전이 존재합니다.

마지막으로 예압 등급과 주행 정확도 등급을 결정합니다. 가벼운 예압은 고속에 적합합니다. 중간 예압은 펌프 및 일반 기계에 적합합니다. 무거운 예압은 최고 속도를 희생하면서 최대 강성을 제공합니다. 표준 공차 등급은 대부분의 산업 업무에 적용되는 반면, P5 이상의 등급은 스핀들 및 측정 장비에 속합니다. 우리의 볼 베어링 유형 선택 가이드 이러한 옵션을 다른 베어링 제품군과 비교합니다.

한 가지 조달 규칙이 다른 것보다 중요합니다. 설계에 사전 로드 배열이 필요할 때마다 공장에서 일치하는 쌍 또는 세트로 앵귤러 콘택트 베어링을 구입하십시오. 서로 다른 배치의 단일 장치는 내부 치수가 약간 다를 수 있으며 완성된 어셈블리의 강성은 양쪽의 동일한 예압에 따라 달라집니다.

소싱 및 품질 고려 사항

앵귤러 콘택트 베어링의 품질은 공장에서 출고되기 전에 고정됩니다. 궤도 연삭 정확도, 링 진원도, 볼 등급, 케이지 일관성, 그리스 청결도 및 측정된 접촉각은 모두 베어링이 속도에서 작동하는 방식을 결정합니다. 신뢰할 수 있는 공급업체는 단순히 카탈로그 번호를 인용하는 것이 아니라 이러한 매개변수를 문서화할 수 있어야 합니다.

페어링 정책도 확인하세요. 일치하는 세트는 폭 편차와 예압 값을 기록하여 동일한 배치에서 측정해야 합니다. 공급자가 쌍이 어떻게 일치하는지 설명할 수 없는 경우 전달된 예압을 설계의 변수로 처리하십시오.

카탈로그 뒤에 있는 공장을 살펴보는 것도 좋습니다. 자체 제조 공장의 지원을 받는 수출업체는 치수 검사, 런아웃 테스트, 소음 및 진동 검사, 최종 윤활을 제어할 수 있습니다. 이것이 우리 시설의 모델입니다. 앵귤러 컨택트와 깊은 홈 제품군은 이중 품질 관리 하에 사내에서 생산되어 직접 수출되므로 고객에게 엔지니어링 답변, 제품 일관성 및 수출 물류를 위한 단일 파트너를 제공합니다. 공차, 케이지 옵션 및 표면 처리는 OEM 프로젝트에 맞게 조정될 수 있으며 고객은 시설 감사를 환영합니다.

간단히 말해서, 앵귤러 콘택트 베어링은 스핀들, 펌프, 압축기, 기어박스, 모터 및 정밀 기계와 같이 축방향 하중이 나타나는 모든 곳에서 그 위치를 차지합니다. 접촉각을 신중하게 선택하고, 단일 방향 규칙을 존중하고, 일치하는 쌍을 구매하고, 공급업체의 품질 데이터를 확인하세요. 잘 지정된 앵귤러 콘택트 베어링은 가동 시간과 장기적인 정확성 측면에서 그만한 가치가 있습니다.