베어링 윤활

베어링 윤활

 

 

 

윤활제의 사용목적은 구름 및 미끄럼 접촉되는 베어링 부품 사이를 분리시켜 마찰 및 마모를 최소화 시키는 것이다. 또한 윤활제는 베어링의 부식을 방치해야 한다. 때로는 씨일링제의 효과도 요구되고, 오일 순환식의 경우 냉각제의 역할도 필요하다.

 

변질되거나 기계적 응력에 의하여 윤활제가 사용할 수 없게 된다. 따라서 오일이나 그리이스의 교환 또는 보충이 베어링 수명에 지대한 영향을 준다. 씨일링 및 wnus 조건에 까라 적절한 윤활제를 선정, 사용 하므로서 수명을 연장시킬 수 있다.

 

 

 

 

1. 그리이스

 

고품질 그리이스 (일반적으로 금속 비누기)만을 사용하여야 한다. 고온용 그리이스의 경우 광유 대신 합성 오일을 사용하며 다른 증주제가 사용된다.

고하중용(EP) 그리이스 첨가제를 첨가하여 고하중 및 저속용으로 사용한다. 저마찰이 요구되는 베어링 및 고속용의 경우 묽은 합성기 오일이 포함된 그리이스를 사용한다.

 

그리이스 제작자가 보증하는 사용 온도를 기억하라. 베어링용 그리이스는 변질되지 않고 안정성이 있어야 하며 특히 장시간 사용 후 라도 그 구조가 변해서는 안된다.

 

 

 

 

2. 오일

 

베어링 윤활용으로 광유가 보통 사용된다. 그들의 특성은 아래와 같다

높은 청결도, 변질에 대한 안정성, 양호한 점도, 온도 특성 및 내수성, 추가로 윤활 오일은 부식 방지 효과가 충분하여야 한다. 고온 및 저온용으로 합성 오일을 사용한다. 고하중 및 저속용으로 EP - 첨가제를 사용한다.

 

 

 

 

3. 윤활제의 선정

 

일반적으로 오일보다 그리이스를 사용한다. 그 이유는 유지 보수 및 씨일링 효과면에서 유리하기 때문이다. 오일의 장점은 접촉면 전체에 지속적으로 공급이 가능하고 열 방산의효과가 있다는 점이다. 그러나 베어링 배열의 설계가 복잡해지고, 특히 씨일링 시스템의 설계측면에서는 불리하다.

 

 

 

윤할제의 결정 요소 고려사항

 

1) 사용온도

 

속도에 의하여 온도는 베어링의 마찰, 윤활제의 마찰, 외부로의 열 발산 등에 따라 결정된다. 또한 외부로 부터의 열 유입 등도 포함된다.

베어링이 정상적으로 조립될 경우 일정 상태 온도가 알맞은 수준에서 일정해 진다. 온도가 연속적으로 상승할 경우 별도의 대책이 요구된다(냉각 장치의 추가, 윤활제의 변경 등). 그리이스 보충의 경우 단기간 동안 온도가 상승한다.

윤활 오일의 점도는 온도 상승에 따라 저하되고 온도가 낮아지면 상승된다. 온도 변화에 따른 오일 점도의 변화가 참고 되어야 한다. (V-T특성곡선 참고)

높은 작동 온도에서 사용되는 오일의 호칭 점도는 높아야 한다. 호칭 또는 평균점도는 40℃에서의 점도이다. 오일은 점도 등급에 의해 분류된다. (ISO VG)

그리이스의 허용 온도 범위는 사용 기유에 따라 단라진다. 원칙적으로 최고 제한 온도는

칼슘 비누 기유 : +50℃

소디움 비누 기유 : +70~+120℃

리치움 비누 기유 : +110~+130℃

 

복합 비누기 그리이스, 겔 및 합성 기유로 만들어진 그리이스의 온도제한은 130℃ 이하이다. 묽은 합성 기유로 된 그리이스는 특히 저온용으로 적합하다. 사용 그리이스의 정확한 값은 제작 회사 카다로그를 참조 하여야 한다. 또 오일과 그리이스의 선정에 있어 고온이 변질을 촉진 시키고 윤활제의 수명을 감소 시킨다는 사실을 명심할 것

 

 

2) 하중과 속도

 

주어진 작동 조건 하에서 윤활제는 하중 전달을 위한 윤활 막이 형성되어 진다. 오일의 경우 오일 막의 하중 전달 능력은 최초의 점도에 의한다. 낮은 속도의 경우 작동 상태에서 고점도 오일이 사용된다. 베어링 온도는 하중과 숙도에 의존한다는 사실을 고려해 넣어야 한다. 호칭점도를 결정하기 위한 요구 작동 온도가 예측되어야 한다.

속도의 증가로 윤활제의 마찰이 증가되며 따라서 베어링 온도가 상승한다. 점도가 높아지면 마찰이 커진가. 반대로 온도가 높아지면 점도가 낮아져서 윤활막의 하중 전달 능력이 감소한다.

베어링 종류별, 그리이스 및 오일 윤활에 따른 허용 속도는 카다로그에 명시되어 있으며 고체 윤활제, 즉 흑연과 MoS2 등은 극저속 및 미끄럼 운동에만 사용한다. 고하중용 오일에는 EP 첨가제가 혼입되고 고하중용, 그리이스는 고점도 기유와 EP 첨가제로 제조한다.

 

 

3) 베어링 크기

 

소형 베어링의 경우 대부분 저점도 오리 또는 연질 그리이스를 사용하므로서 윤활제 마찰력을 최소화 시킨다. 대형의 경우 윤활제 마찰은 큰 문제가 되지 않으며 오일 또는 그리이스의 선정이 두 번째로 중요하다.

 

 

4) 습기

 

습기에 대한 그리이스의 반응은 그리이스의 종류마다 다르다. 내수성 칼슘기 그리이스( Ca-그리이스)의 경우에만 물에 대한 씨일링 효과가 안전하다. 따라서 작동온도 50℃ 이하에서 래비린스의 씨일링제로 사용한다.

소디움기 그리이스는 칼슘기 그리이스보다 사용 온도가 높다, 물과 섞이므로 습기(예로서 응축수)의 량이 제한된 용도에 사용된다. 소디움기 그리이스는 물을 흡수하므로 베어링을 물로 씻어내는 것과 같은 위험이 있다.

리치움기 그리이스는 소디움기 그리이스처럼 그다지 물을 흡수하지 않는다. 물에 대한 내수성과 광범위한 사용온도를 가지고 있기 때문에 로울러 베어링 의 그리이스로 자주 이용된다.

오일의 경우 역시 습기 및 물에 대한 내수성이 고려되어야 한다. 물을 잘 분리시키는 오일이 좋으며 기계가 정지 시 물을 오일 저장고에 분리시킬 수 있어야 한다.

부식 방지을 위하여 내부식 첨가제를 오일이나 그리이스에 첨가한다.

 

 

5) 이물질 혼입

 

재급유 윤활의 경우 이물질 혼입의 위험이 있다. 따라서 윤활제 저장기 및 주입기의 높은 청결도가 유지되어야 하고 윤활제의 취급 시도 유의하여야 한다. 그리이스 니플은 사용전에 반드시 청결히 하여야 한다.

 

 

6) 윤활제의 혼합 사용

 

서로 다른 기유의 윤활제를 섞으면 온도 안정성 및 윤활 특성이 저하되므로 절대로 섞어서는 안된다. 오일의 경우도 같다.

 

 

7) 윤활량

 

그리이스 윤활의 경우 베어링 내부 공간 전체를 채운다 초고속 베어링의 경우 단지 일부만 채운다. (자유 공간이 20~35%) 그리스 소요량은 속도비 (최고 회전수/그리이스 윤활 시 한계 회전수)에 따른다.

중속 및 고속에서의 과윤활은 온도 상승에 의한 거품현상을 초래하여 베어링과 윤활제에 손상을 준다. 씨일 또는 쉬일드된 베어링의 경우 제작 시 약 35%로 그리이스를 채운다. 오일 윤활의 경우 지나친 오일량은 유사한 결과를 초래한다. 거품현상은 오일을 과열시키고 공기중의 산소와 접촉하여 산화 및 포오밍을 유발한다.

오일 저장식 윤활의 경우 오일 높이는 정지 시 최하단의 볼 또는 로울러 중심보다 낮아야 한다.

 

 

 

 

 

발췌 : FAG  베어링의 조립 및 해체 교육 자료