베어링(bearing)이란..? 베어링 간략한 총론

베어링(bearing)이란..? 베어링 간략한 총론

베어링

회전축을 지지하는 역할을 하는 기계부품. 축받이라고도 한다. 회전 또는 요동하는 축을 지지하여 축에 가해지는 하중을 받아, 축심을 중심으로 회전·요동하도록 되어 있다. 축의 회전에 따른 마찰 때문에 발열·마멸·동력손실이 생긴다. 마찰저항과 마멸을 감소시키기 위해서 재질이나 형상을 연구하고 또 원활한 회전·요동을 위해서 각종 윤활제가 사용된다.
 

   회전축을 지지하는 역할을 하는 기계부품. 축받이라고도 한다. 회전 또는 요동하는 축을 지지하여 축에 가해지는 하중을 받아, 축심(軸心)을 중심으로 회전·요동하도록 되어 있다. 축의 회전에 따른 마찰 때문에 발열·마멸·동력손실이 생긴다. 마찰저항과 마멸을 감소시키기 위해서 재질이나 형상을 연구하고 또 원활한 회전·요동을 위해서 각종 윤활제가 사용된다. 베어링에 접촉하고 있는 축 부분을 저널이라 하는데, 저널과 베어링과의 접촉상태에 따라 베어링은 미끄럼베어링(sliding bearing)과 구름베어링(rolling bearing)으로 나뉜다. 또 축에 가해지는 하중 방향에 따라 레이디얼베어링(radial bearing)과 스러스트베어링(thrust bearing)으로 나뉜다.

    축과 베어링면이 직접 접촉하여 축은 미끄럼운동을 한다. 서로 넓은 면에서 접촉하고 있기 때문에 축이 회전하면 마찰이 많아지게 되고, 그 때문에 발열하여 축과 베어링의 온도가 상승한다. 아주 고온이 되면 타서 붙어버려 회전이 불가능하게 된다. 이것을 막기 위해 축과 베어링 사이에 얇은 공간을 만들어, 윤활유를 이 공간 속에 넣어 운전시킨다. 윤활유를 쐐기모양의 틈에 집어넣어 유압을 발생시키고, 축은 유막(油幕)에 뜨는 유체마찰상태로 되어, 발열을 방지하면서 회전한다. 서로 넓은 면에서 접촉하고 있으므로 큰 하중에도 견딘다. 가장 간단한 것은 주물(鑄物)로 만들어진 틀에 원형으로 구멍을 뚫은 것이다. 축과 접촉하는 부분은 별로 마멸되지 않고 축에 적응하기 쉬운 재료로 만들어진 베어링메탈을 부착한 것이 많이 이용된다. 베어링메탈은 마멸하면 베어링 본체로부터 떨어지므로 쉽게 교환할 수 있다. 보통 화이트메탈·켈밋·청동·인청동 등으로 만들어지며, 베어링은 하나로 만들어지는 것보다 2개 또는 몇 개로 분할할 수 있도록 만들어지는 경우가 많다. 이상과 같이 축에 대해서 하중이 직각 방향으로 가해지는 베어링을 레이디얼베어링이라 하며, 축 방향으로 하중이 가해지는 것을 스러스트베어링이라 한다. 스러스트베어링은 축의 앞쪽 끝을 베어링의 밑면에서 지탱하는 구조로 되어 있다. 하중을 받는 면적이 작고 축이 고속회전을 하거나 또는 하중이 클 때는, 발열하며 상태가 나빠진다. 축의 지름이 작고 비교적 하중이 작은 것에 이용되는 스러스트베어링은 피벗베어링(pivot bearing)이라 한다. 시계의 톱니바퀴를 지탱하는 스러스트베어링은, 마찰을 줄이기 위해 앞쪽 끝을 가늘게 한다. 큰 하중에 견디는 스러스트베어링은 축의 한쪽 끝에 몇 개의 칼라(collar)를 만들어 이것을 베어링으로 감싼 것으로, 칼라의 측면에서 추력을 지지하는 칼라베어링이 있다. 배의 추진기 축에는 칼라베어링을 쓴다.

   축과 베어링 사이에 볼이나 롤러를 넣은 것으로서 미끄럼베어링보다 회전은 경쾌하다. 볼을 넣은 것을 볼베어링, 롤러를 넣은 것을 롤러베어링이라 한다. 그 구조는 내륜(inner race)과 외륜(outer race) 사이에 볼 또는 롤러를 여러 개 넣은 것이다. 볼이나 롤러는 서로 접촉하지 않도록 고르게 배치한다. 내륜을 회전하는 축에 끼우고, 외륜은 바깥쪽의 베어링 부분에 끼우게 되어 있다. 하중이 회전축에 직각 방향으로 가해지는 것을 레이디얼-볼베어링이라 하며, 축 방향으로 가해지는 것을 스러스트-볼베어링이라 한다. 롤러베어링은 볼베어링보다 접촉면이 많으므로 큰 하중에 견딜 수 있으며 타격력이 큰 경우에도 적합하다. 볼이나 롤러가 1렬로 된 단열(single row)과 2열로 된 복렬(double row)이 있다. 볼베어링은 축과 베어링과의 접촉면적이 극히 작으므로 마찰손실은 적다. 축의 회전이 매끄럽기 때문에 자전거의 차륜을 지지하는 것을 비롯하여 널리 이용된다. 하중이 어느 정도 큰 것에는 롤러베어링이 이용된다. 가장 보편적으로 쓰이고 있는 롤러베어링의 롤러는 지름과 길이가 거의 같으며, 하중이 축에 수직으로 가해지는 경우에 이용된다. 이것을 원통롤러베어링이라 한다. 길이가 지름보다 긴 것도 있는데, 특히 가늘고 긴 롤러를 사용하는 것은 바늘모양롤러베어링(니들베어링)이라 하며, 무게하중인 곳에 쓰인다. 구름베어링의 형태는 국제적으로 통일되어 있다. 치수의 정밀도에 관해서도 규격이 있어서 보통급·상급·정밀급의 3가지가 있다. 회전축에 수직인 하중과 회전축 방향의 하중을 동시에 받은 축에는 원뿔형의 롤러를 사용한 베어링이 이용된다. 이것을 원뿔롤러베어링이라 한다. 원통형의 중앙이 부푼 맥주통형의 롤러를 사용한 구면롤러베어링도 있다. 이것은 사용중에 다소 축이 휘어도, 또 조립이 다소 미비하여도 회전중에 베어링의 중심이 자동적으로 조절되기 때문에 편리하다.