깊은 홈 볼 베어링의 반경방향 부하 용량과 축방향 부하 용량의 차이점은 무엇이며, 두 가지 모두의 균형을 어떻게 맞추나요?

에서 깊은 홈 볼 베어링 , 반경방향 부하 용량은 샤프트 축에 수직인 힘을 의미하고, 축방향(스러스트) 부하 용량은 샤프트 축에 평행한 힘을 의미합니다. 깊은 홈 볼 베어링은 주로 방사형 하중용으로 설계되었지만 보통 축방향 하중을 처리할 수 있습니다. 정적 레이디얼 정격 하중(C₀)의 최대 50% 결합된 하중 조건 하에서. 두 가지 모두의 균형을 맞추려면 부하 비율을 이해하고, 올바른 내부 틈새를 선택하고, 적절한 예압 또는 하우징 핏을 적용해야 합니다.

방사형 부하 용량이 실제로 의미하는 것

레이디얼 하중은 깊은 홈 볼 베어링의 주요 하중 유형입니다. 이는 샤프트에 수직으로 작용합니다. 샤프트를 누르는 벨트 구동 풀리의 무게를 생각해 보십시오. 베어링의 동적 레이디얼 하중 정격( C )는 벤치마크입니다. 베어링이 정격 수명을 달성하는 하중을 나타냅니다. 100만 회전(L₁₀ 수명) .

예를 들어, 6206 깊은 홈 볼 베어링의 동적 레이디얼 하중 정격은 대략 다음과 같습니다. C = 19.5kN 정하중 정격은 다음과 같습니다. C₀ = 11.2kN . 적당한 속도의 순수한 레이디얼 하중 하에서 이 베어링은 수천 시간의 작동 시간 동안 안정적으로 작동할 수 있습니다.

방사형 용량에 영향을 미치는 주요 요소는 다음과 같습니다.

• 전동체의 수와 직경
• 궤도 진동(볼과 홈 곡률의 일치)
• 에서ternal clearance group (C2, CN, C3, C4)
• 작동 온도 및 윤활 품질

축방향 하중 용량이 실제로 의미하는 것

축(추력) 하중은 샤프트 축을 따라 작용합니다. 예를 들어 샤프트를 세로로 밀어내는 헬리컬 기어에 의해 생성되는 힘입니다. 깊은 홈 볼 베어링은 대칭 홈 형상으로 인해 양방향 축 하중을 수용할 수 있으며 이는 앵귤러 접촉 또는 원통형 베어링과 구별됩니다.

그러나 축 용량은 더 제한적입니다. 실제적인 규칙으로서, 순수 축 하중은 경부하 베어링의 경우 C₀의 50%를 초과해서는 안 되며 반경 방향 하중이 증가함에 따라 비례적으로 떨어집니다. 축 대 반경 비율이 높으면 응력이 소수의 볼에 집중되어 궤도 피로가 가속화됩니다.

동일한 6206 베어링(C₀ = 11.2kN)의 경우 최대 권장 순수 축 하중은 대략 다음과 같습니다. 5.6kN 표준 조건에서는 상당한 반경방향 하중이 동시에 존재할 때는 더 적습니다.

결합 하중을 평가하는 방법: 등가 동적 하중

반경방향 하중과 축방향 하중이 동시에 존재할 때 엔지니어는 다음을 사용합니다. 등가 동적 베어링 하중(P) 베어링의 정격 용량에 대한 실제 수요를 평가하려면 다음을 수행하십시오.

P = X · Fr Y · Fa

여기서 Fr = 반경방향 하중, Fa = 축방향 하중, X, Y는 Fa/C₀ 및 Fa/Fr 비율에 의해 결정되는 하중 계수입니다. 이 값은 베어링 제조업체 테이블에서 나옵니다. Fa/Fr이 작을 때 X = 1이고 Y = 0입니다(축방향 하중은 무시됩니다). 비율이 임계값을 초과하면 — 일반적으로 약 6206의 경우 Fa/Fr > 0.44 — Y 계수가 시작되어 등가 하중 P가 크게 증가합니다.

에서ternal Clearance: The Hidden Variable That Affects Both Capacities

에서ternal clearance determines how much free play exists between balls and raceways before loading. It directly affects load distribution — and therefore both radial and axial capacity under real operating conditions.

정리 그룹 및 일반적인 사용 사례

• C2(정상 미만): 전기 모터와 같이 꼭 맞아야 하거나 소음이 적은 곳에 사용됩니다. 축방향 유격을 감소시키지만 열팽창으로 인한 고착 위험이 있습니다.
• CN(일반/표준): 대부분의 일반 산업 응용 분야에 대한 기본값입니다. 정상적인 온도와 맞춤 조건에서 방사형 및 축방향 유격의 균형을 적절하게 유지합니다.
• C3(정상 이상): 열팽창으로 인해 공간이 제거되는 상당한 온도 차이가 있는 응용 분야(예: 컨베이어 드라이브, 중장비)에 선호됩니다.
• C4: 온도가 매우 높거나 억지 끼워맞춤이 심한 용도에 사용됩니다. 하중을 가하기 전에 가장 축방향 및 방사형 유격을 제공합니다.

베어링 작동 여유 공간이 너무 적음 더 적은 수의 볼에 하중을 집중시켜 반경방향 수명과 축방향 공차를 모두 줄입니다. 베어링 너무 많은 여유 공간 볼이 불규칙하게 궤도를 돌게 하여 진동을 증가시키고 유효 하중 영역 폭을 줄입니다.

방사형 하중과 축방향 하중의 균형을 맞추는 실제 전략

전략 1 - 높은 축 수요를 위해 쌍 또는 연속 배열 사용

축방향 하중이 반경방향 하중의 최대 30%를 지속적으로 초과하는 경우 두 개의 깊은 홈 볼 베어링을 나란히 장착하거나 일치하는 앵귤러 콘택트 베어링 쌍을 사용하는 것을 고려하십시오. 연속(DB) 배열은 다음을 제공합니다. 최대 모멘트 강성과 양방향 축 지지력 이는 기어박스 출력 샤프트 또는 스핀들 어셈블리에서 종종 선호됩니다.

전략 2 - 예압을 적용하여 축 강성을 향상시킵니다.

가벼운 축방향 예압은 내부 틈새를 제거하고 모든 볼이 동시에 접촉하도록 보장하여 축 강성을 향상시키고 진동을 줄입니다. 6206급 베어링의 일반적인 예압 범위는 20~80N입니다. 속도 및 강성 요구 사항에 따라 다릅니다. 그러나 과도한 예압은 베어링 수명을 급격하게 감소시킵니다. 10×가 너무 높으면 L₁₀ 수명이 최대 50%까지 단축될 수 있습니다. .

전략 3 - 방사형 하중뿐만 아니라 등가 하중을 기준으로 베어링 크기 선택

축 방향 힘이 존재할 때 반경 방향 하중만을 기준으로 베어링 크기를 결정하지 마십시오. 항상 X/Y 계수 방법을 사용하여 P를 계산하고 P를 C와 비교하여 실제 L₁₀ 수명을 계산합니다.

L₁₀ = (C/P)³ × 10⁶ 회전

예를 들어, 6206 베어링(C = 19.5kN)이 반경 방향으로 Fr = 8kN, 축 방향으로 Fa = 4kN이고 Fa/Fr = 0.5가 임계값 e = 0.44를 초과하는 경우 P = 0.56 × 8 1.0 × 4 = 8.48kN . L₁₀ = (19.5/8.48)³ × 10⁶ ≒ 1220만 회전 — 순수한 방사형 계산이 제안하는 것보다 훨씬 낮습니다.

전략 4 - 샤프트 및 하우징 맞춤 최적화

에서terference fit on the rotating ring increases effective load capacity but reduces internal clearance. For radially loaded applications, a k5 또는 m5의 샤프트 공차 일반적입니다. 축 하중이 지배적이거나 외부 링이 회전하는 경우(예: 휠 허브 적용) 억지 끼워맞춤이 대신 외부 링으로 이동합니다. 맞지 않으면 축 방향 하중을 받으면 한쪽이 미끄러져 보어나 OD 표면에 부식이 발생할 수 있습니다.

깊은 홈 볼 베어링에서 전환해야 하는 경우

깊은 홈 볼 베어링은 다목적이지만 특정 시나리오에서 베어링 유형 변경을 촉발해야 하는 부하 용량 제한이 있습니다.

• 축방향 하중 > 방사형 하중의 60~70%가 지속적으로 발생: 결합 하중을 위해 특별히 15°~40° 접촉각으로 설계된 앵귤러 콘택트 볼 베어링(예: 7200 또는 7300 시리즈)으로 전환하세요.
• 순수 축방향(추력) 하중만 해당: 스러스트 볼 베어링이나 4점 접촉 베어링을 사용하십시오. 깊은 홈 베어링은 순수 축 방향 용도에는 적합하지 않습니다.
• 저속에서 매우 높은 방사형 하중: 원통형 또는 구형 롤러 베어링은 동일한 경계 치수의 볼 베어링보다 반경 방향 용량이 2~4배 더 높습니다.
• 샤프트 오정렬 존재: 자동 정렬 볼 베어링 또는 구형 롤러 베어링은 최대 1.5°~3°의 각도 오정렬을 수용하여 발생할 수 있는 모서리 하중으로부터 베어링을 보호합니다.

빠른 참조: 방사형 및 축형 용량 비교