베어링 이론과 실무(170, 끼워 맞춤 계산/7편)

 

2.1.2 끼워 맞춤 공차의 계산

클리프가 발생하지 않도록 끼워 맞춤 공차가 있고, 베어링을 조립 상태를 운전 초기로 설정.

이것은 하중에 의한 탄성 변형이나 온도에 의한 치수 변화에 의해서 초기에 설정한 시킴
하지만 변화하기 때문이다.

따라서 끼워 맞춤 공차를 설정할 때에는 이러한 변화량(감소량)을 고려하여 선정하지 않으면 안된다.

1) 하중과 끼워 맞춤 공차

구름 베어링에 레디얼 하중이 작용하면 끼움면에 접촉 변형이 발생하여 내륜과 축의 끼워 맞춤 공차가 감소한다. 

그 때문에 부하되는 레디얼 하중에 대해 끼워 맞춤 공차의  보정이 필요하지만 하중에 의한 필요조건은 하중 범위에 따라 다음 식을 구분하여 사용한다.

 

≪중공축의 경우≫

　중실축으로 구한 필요 최소화부터 2.1.3항에 끼워맞춤 면압(최소)을 구하고, 중공축일 때에 이 최소는 면압과 동등하게 되는 끼워 맞춤의 공차를 적용한다.

≪베어링의 고정≫

　베어링의 내륜을 축으로 움푹 패인 채로 장착하고 있어도 축에 굽힘 모멘트가 작용하면 내륜이 축방
전혀 빠져 나오거나 크리프가 발생하는 일이 있다.

억찌끼움 의한 고정은 회전 방향의 고정을 주된 목적으로 하고 있으며 축방향의 고정에는 내륜, 외륜의 단면누름을 설치하는 것이 바람직하다.

 

2) 온도와 끼워 맞춤 공차의 감소

　일반적으로 운전중의 베어링은 축이나 하우징보다 온도가 높아진다.

그 결과 내륜과 축 사이의 온도차에 따라 끼워 맞춤 공차는 감소한다.

베어링은 축보다 10~15% 온도 상승 한다고 생각하면, 이때의 감소한 양은 아래의 식으로 정의할 수 있다.

 

3) 이론 억찌끼움 공차와 유효 억찌끼움 공차

　끼워맞춤 면에 실제로 작용하는 '억찌 끼움' 즉 " 유효 억찌끼움(Δdeff) "는 축이나 베어링 내경의 규격값
및 측정값에서 계산되는 끼워 맞춤 공차 Δd(이론)보다 작다.

 

이것은 축 및 하우징의 끼워 맞춤면의 거칠기가 어느 정도 찌그러지기 때문이며, 그만큼 조임새가 작아진다.

 

연삭축과 선삭축의 이론 시추 보정식을 아래 식과 같다.

 

2.1.3 접합면의 면압과 응력

끼워 맞춤 공차가 부족하면  크리프가 발생하므로 필요 끼워 맞춤 공차는 억찌 끼움의 하한치에서 결정되는데, 억찌끼움이 너무 커도 궤도륜이 파손되거나 베어링 수명에 영향을 준다.

 

따라서 억찌끼움의 상한에 대해서도 최대 응력을 검토해야 한다.

억찌끼움 공차로 조립하게 되면 , 축 표면이 베어링 내륜의 내경면에 의하여 움푹 패여 내륜 내경면에는 인장 응력이 작용하고, 베어링 외륜 외경면에는 압축 응력이 생기지만 압축 응력은 피로 수명에 유리하게 작용하기 때문에 일반적으로 외륜 측에서는 응력의 검토는 실시하지 않고, 내륜측에서만 실시하는 경우가 많다.

 

1) 끼워 맞춤 면압

2개의 원통의 끼워맞춤에 의한 일반식 및 강철 중실축, 강철 중공축을 사용했을 경우의 면압 계산식은 아래와 같다

 

- 중실축  일반식 -

 

[ 스틸 중실 축 ]

 

[ 스틸 중 공축]