베어링 손상 #2

2. 작동 중 베어링 손상의 발견

 

 

 

현 상	사고 내용	예
불규칙한 회전	링이나 진동체 손상 이물질 혼입 틈새 초과	자동차 : 휘일의 떨림 증가와 조향시스템의 진동 팬 : 진동 증가 절단기: 코넥팅 로드에 노킹 증가 내연기관 : 크랭크 샤프트에 진동 증가
작동 저하	이물질 또는 불충분한 윤활로 마모 링이나 전동체 손상	선반 : 피 가공물에 떨림자국 증가 연삭기: 연삭면에 물결 자국 냉연 압연기 : 안연재의 주기적인 표면 결함, 주름 변형, 미세 선 등
비정상적인 회전 소음 : 낮거나 높은 피치의 소음	불충분한 작동 틈새	전동기, 기어 : 기어박스, 기어의 소음으로 베어링 소음의 구별이 어려움
낮은 피치의 연속 소음 또는 불규칙 소음	작동 틈새의 과다 구름면 손상 이물질 혼입 부적절한 윤활제
회전 소음의 단계적인 변화	온도에 따른 작동 틈새의 변화 구름면 손상(이물질 혼입 또는 피로에 의한)

 

3. 베어링 손상 규명 방법

 

지금까지 본 예는 대표적인 베어링 손상의 경우로서 분명하게 확인되고 원인이 규명된다. 베어링 손상에 대한 추측 가능한 복합적 내용은 완벽하게 설명하기 어렵다.

현장에서 손상의 주원인을 규명하는 것이 항상 용이하지는 않다. 예로서 회전 트랙의 검사를 통하여 어떠한 결론이 도출된다. 그러나 차기의 문제 발생을 방지할 수 있는 조언은 작동 조건, 윤활 및 기계전반에 설계 내용을 알지 못하고는 불가능하다. 더구나 증거가 뚜렷한 손상 현상이 규명되어야 가능하며 관련되는 제2의 현상도 규명하여야 한다.

 

 

 1) 해체 전 관찰

 

     해체하기 전에 아래의 네가지 상태를 조사하고 그 결과를 기록한다. 이 절차는 매우 중요하다.

     왜냐하면 베어링이 해체되어 베어링과 하우징이 세척된 후에는 증거가 남아 있지 않기 때문이다.

 

     ① 이물질 혼입

         기계의 전체적인 상태, 특히 베얼이 주변 상태가 어떠한가? 먼지나 기계로 부터의 잔존물,

         공정 중의 잔존 물질이 없는가? 물이나 부식제, 절삭유, 증기나 개스가 베어링 하우징에 침입하지 않았는가?

 

     ② 윤활제 결핍

         윤활제가 빠져 나가지 않았는가? 이검사를 위하여 오일 게이지의 레벨과 씨일링 간극을 확인하고,

         하우징과 커버, 오일 배관의 씨일, 배출 플러그 및 오일 게이지를 검사한다.

 

     ③ 회전 소음

         베어링이 손상은 회전 소음의 변화로 확인된다. 소음의 상태가 간헐적인지 반복적인지. 낮은지 높은지,

         부드러운지, 노킹인지 가능한 한 정확히 확인한다. 소음이 반복적일 경우 그 주기를 기록한다. 고속의 경우

         복잡한 기록 장비가 필요하다. 그러나 저속의 겨우 소음이 나는 부위에 조이조각과 연필 끝을 이용하여

         표지되는 점을 셀 수 있다. 그 결과로 문제가 생긴 위치, 예를 들면 내륜인지 또는 케이지 인지를 알 수 있다.

         또한 이러한 방법은 소음 레벨치를 결정할 수 있도록 한다.

         해체하기 전, 베어링을 손으로 한 번 더 돌려본다. 때때로 이러한 방법으로 식별이 용이해 지고

         불규칙한 회전의 특성을 명확하게 한다.

 

     ④ 사례 보존 및 제2의 증거 자료

         손상 내용을 기록한다. 모든 상세 내용, 즉 불량이 최초 확인된 시간, 초기 현상, 소음의 변화 상태

         또는 시간에 따른 온도의 변화 등, 문제가 갑자기 발생한 경우 제어 위치 및 작동 위치 등을 기록한다.

         과거에 어떠한 조정이 있었던 경우, 예로서 틈새의 조정, 축의 교환, 슬리이브, 스페이서 등의 교환,

         부하 능력이나 속도의 증가 등이 분석 시 고려되어야 한다. 이러한 수정과 베어링이의 문제점이 일체가 되어

         전문가에 의해 명확한 결론을 도출 하도록 할 수 있다.

 

 

 

  2) 해체 중 관찰

 

     ① 윤활

         해체된 베어링의 손상 원인을 규명하기 위하여 윤활제는 제거하지 말아야 한다. 전문가 일지라도

         세척된 손상 베어링의 원인을 찾아내기는 어렵다. 손상된 베어링에 이물질 혼입이 되지 않도록 조심한다.

 

     ② 오일 윤활

         오일 윤활의 경우, 오일과 경우에 따라 냉각제를 배출 시킨다. 오일을 깨끗한 용기에 모아 담는다. 만약 오손,

         금속 칩 또는 비정상적인 양의 모래알이 기어로부터 나왔다고 의심되는 경우 검사를 위하여

         충분한 오링량을 확보한다.

 

     ③ 그리이스 윤활

        그리이스 윤활 베어링의 해체는 커버, 캡 도는 쉬일드의 제거부터 실시한다. 해체 후 세척하지 말고

        베어링의 손상 원인이 규명될 때까지 청결한 장소에 보관한다. 같은 방법으로 펠트, 고무씨일, 기타의 씨일

        또는 쉬일드에 적용한다. 정비 교범상 해체 시 마다 새로운 씨일을 사용하도록 규정되어 있다 하더라도

        상용되었던 헌 씨일을 보관하여 때때로 그 상태를 점검하여 씨일링 시스템의 효과를 확인한다.

        베어링 내부와 하우징 내에서 그리이스 샘플을 추한다. 더러워진 그리이스 니플에 재급유하게 되면 이물질이

        혼입 될 수도 있으므로 이 경우 그리이스덕트에서 샘플을 취한다. 충분한 양을 샘플로 취하여

        깨끗한 용기에 담거나 청결한 기름종이에 부어 원래의 오일과 비교 확인한다.

 

     ④ 고정장치의 풀림

        해체과정 중 베어링 내륜의 축방향 위치 고정용 너트의 조임 상태를 확인한다.

        특히 복렬 앵귤러 콘택트 볼 베어링이나 4점접촉 볼 베어링의 경우처럼 내륜 분리형 베어링의 경우 중요하다.

        축 방향 위치가 변하면 베어링의 동 특성 및 틈새가 변하게 된다. 또한 테이퍼 로울러 베어링과

        앵귤러 콘택트 볼 베어링을 반대 방향으로 조합 한 경우도 같다. 어댑터 슬리이브, 해체 슬리이브 및

        테이퍼 좌의 경우 클램핑 부품이나 로크너트의 조임 상태를 검사하여야 한다.

 

     ⑤ 베어링 링의 위치

         너트를 제거 후 링 면을 세척하여 링의 위치와 하우징과 축과의 상관 위치를 확인한다.

         일반적으로 구름면의 회전 트랙은 하중 방향에 대한 충분한 증거가 된다. 그러나 이러한 증거가 없을 경우

         회전 트랙이 비정상적이거나 외륜이 어떤 상태로 하우징과 축상의 내륜과 관계되어 조립되었는지 알아내기

         어렵다. 이러한 이유로 베어링에 번호를 표지하여 하우징이나 축과의 관계 위치를 표지할 수 있도록

         스케치 하여야 한다. 또한 베어링 링이 표지 방향이 축 중심 쪽인가. 끝 쪽인가 함께 스케치 한다.

         분리 가능 베어링의 경우, 즉 원통로울러 베어링, 마그네토 베어링, 4점접촉 볼 베어링의 경우 양쪽 링

         모두를 스케치 한다. 만약 해체 시 회전 트랙이 비정상적인 것으로 발견될 경우 하중의 종류, 방향,

         예압의 영향 유무를 확인하여 손상의 원인을 명확히 구명한다.

 

     ⑥ 베어링 좌의 검사

         베어링이 추출된 후 베어링 좌로부터 링의 해체가 용이 하였던가 곤란하였는가를 기록하라.

         분리 가능 베어링의 부품은 보관하되 타 베어링 부품과 섞여서는 안된다.

         관련 기계 부품의 검사는 동시 실시하면 특히 새 베어링의 교체 시 빠른 시간 내에 재가동이 가능하도록

         기계부품도 즉시 교체한다. 축과 하우징 좌 직경을 항상 측정한다. 특히 좌의 진원도에 주의하여야 한다.

         구동부 기계요소 특히 기어 및 기타 구동 부품은 반드시 검사한다. 미끄럼 자국과 접촉 현상이

         축의 중심 어긋남의 증거로 나타난다.

 

 

  3) 베어링 검사

 

      해체 와료 후 손상된 베어링을 검사한다. 베어링 청결 상태, 상관 부품 표면 상태(치수 안정성), 기능(베어링 틈새,

      부드러운 회전상태)를 확인한다. 손상된 베어링과 기록된 제2이 증거등이 대개의 경우 충분한 사고 기록이

      될 수 있다. 의심나는 사항에 대하여는 기술진과 의논 한다.

      물론 지나치게 상세한 부분까지 확인 하여야 할 필요가 없는 경우도 많다. 기계가 양산되어 단점이 이미 알려진

      경우이다. 또한 저가이 베어링을 사용하는 경우이다. 그러나 주문제작이나 특수 용도 기계의 경우 설명할 수 없는

      베어링 손상이 발생될 수 있으므로 기록된 증거로서 문제점 해결에 도움이 될 수 있다.