베어링 손상 #1

베어링 손상

 

 

베어링의 수명은 응력 싸이클의 전체 횟수와 전동체의 구름면의 하중에 따라 결정된다. 응력하에 있는 베어링에 대한 표준 계산 방식은 소재의 피로현상을 근거로 한다.

정상적인 피로 현상은 구름면의 플레이킹 또는 스팔링으로 확정된다. 또 국부응력의 증가는 링의 파단 현상을 초래 한다.

 

깊은 홈 볼 베어링의 내륜 플레이킹

 

피로의 최종 단계로서 깊은 홈 볼 베어링의 내륜의 파단

 

 

베어링의 손상이 수명 계산에 의한 예상치 보다 일찍 발생되는 경우 과부하 여부를 확인한다. 과부하의 이유가 아닌 경우 조립 불량, 불량한 유지보수 또는 마모에 의한 손상이다.

 

 

 

 

1. 베어링 손상의 원인

 

1) 조립불량

 

구름면의 국부 손상, 예를 들면 니크, 스코어 마크 또는 자국의 경우 조립 불량으로 예측된다. 이러한 손상은 원통 로울러 베어링의 내륜이 직진도가 벗어난 외륜에 조립되거나 조립력이 구름요소에 가해진 경우 발생된다. 또 외부 물질이 침투되어 회전하고 나 후에도 이러한 표면 손상이 나타난다. 표면 손상의 전형적인 현상이 눌림자국 모서리에 나타난다.

 

 

조립 불량으로 깊은 홈 볼 베이링의 구름면에 발행한 볼 눌림자국

 

 

원통 로울러 베어링의 구름면의 스코어 마크

 

 

 

스코어 마크에 의한 원통 로울러 베어링 외륜의 조기 피로

 

 

 

해머 블로우로 인하여 배럴 로울러 베어링의 내륜 상에서의 립의 파단

 

 

 

 

베어링 링의 부하구역 위치는 외부 하중에 가하여지는 방향이 되고 회전 상태하에 있는 곳이다. 부하구역은 베어링에 규정 하중이 가해 졌을 때 구름면에 약간의 안개 서림 같은 자국이 나타나므로 식별 할 수 있다.

비 정상적인 회전 트랙은 지나친 억지끼워 맞춤에 의한 심한 예압이거나 지나친 축방향 조임, 축이나 하우징의 형상 정도의 불량, 중심 어긋남 또는 유동 베어링의 경우 억지끼워 맞춤 등에 의하여 나타난다.

 

 

 

 

정지상태의 깊은 홈 볼 베어링의 내륜에 있어 직각도의 어긋남으로 인한 회전 트랙

 

 

 

정지 상태의 테이퍼 로울러 베어링의 코운에 있어 직각도의 어긋남으로 인한 회전 트랙

 

 

 

2) 이물질 혼입

 

베어링 접촉면에 이물질이 혼입되는 경우 조기 피로를 유발한다. 연마제와 같은 효과를 내는 이물질의 경우 마모에 의한 베어링의 피로를 가속시킨다. 표면은거치어지고 무디어 진다. 지속되는 마모로 인하여 틈새가 증가한다.

가능원인 : 이물질 혼입, 하우징 내의 주물사, 부적절한 씨일링, 이물질이 혼입된 윤활제, 윤활제에 섞인 기어 등의 금속 분말제

 

 

 

3) 부식

 

부식은 다양한 형태로 발생되고 그 이유 또한 다양하다. 부식의 결과로 불규칙하고 시끄러운 소음을 유발한다. 녹에 의하여 전동체가 마모된다.

가능원인: 습기 방지에 부적절한 윤활제, 응축수, 보관저장의 부적절

 

 

테이퍼 로울러 베어링 로운의 부식

 

 

 

자동조심 볼 베어링 외륜의 구름면 부식 자국

 

 

팔스 브리넬링 현상은 전동체의 간격에 맞추어 구름면이 자국으로 나타난다. 반대로 부적절한 조립에 의한 전동체 자국은 모서리가 솟아나지 않는다. 이런 자국의 증가 형태는 베어링의 회전에 의한 것이다.

 

 

 

자동조심 볼 베어링 외륜의 구름면에 파스 브리넬링 현상으로 자국 발생

 

 

 

진동에 의하여 원통형 로울러 베어링 내륜의 구름면에 팔스 브리넬링

 

 

팔스 브리넬링의 주요 원인은 정지 시 저촉부위가 진동에 의하여 마모되기 때문이다. 기계가 정지되어 있거나 운반 도중 진동을 받을 때에 발생한다.

방지 대책 : 웨지나 기타 방법으로 운반 중 고정시키거나 베어링이 회전되도록 유지한다(특히 선박에 실었을 경우).

 

프레팅 부식은 베어링 보어 또는 외경면과 같은 조립면에 발생한다. 상대적으로 지나친 헐운 끼워맞춤이거나 상대부품이 지나치게 연질인 경우 발생한다. 미세한 운동(미세한 미끄러짐)이 조립간 부품 사이에서 발생하면 유동 베어링의 기능을 방해하거나 노치 응력에 의하여 축이 균열되는 결과를 초래하는 심한 마모 현상이 발생한다.

방지대책 : 억지끼워 맞춤 또는 상관 부품 구조의 보강.

 

 

 

4) 전류 통과

 

연속적인 전류이 통과로 한 쪽 또는 양 쪽 구름면과 전동체 전 주위에 축과 평행한 방향으로 전류 자국이 발생하는 현상이다.

 

 

 

전류의 통과로 스페리컬 로울러에 전류 자국

 

 

전류의 통과로 스페리컬 로울러 베어링의 구름면에 전류자국

 

 

 

5) 불환전한 윤활

 

불충분한 윤활제의 공급, 또는 부적합한 윤활제의 사용으로 윤할불량 현상을 초래한다. 윤활막이 구름 접촉 부품간에 불충분할 경우 미끄럼 운동과 마모현상이 발생한다. 최대 재료 응력이 구름면에 발생하므로 미세한 핏트와 결과에는 넓은 부위의 플레이킹 현상이 유발된다.

 

 

 

부하를 받지 않는 윤활막이 켜져 원통형 로울러의 플레이킹 발생

 

 

과윤활의 경우 거품 현상에 의하여 윤활제가 과열되고 윤활 특성이 저하된다. 과열, 즉 베어링 소착 현상이 초래된다. 특히 고속 베어링의 경우 베어링내에 윤활제가 보존되도록 조치 되어야 한다.