베어링 시험 수명 방법(12)

1. 구름 베어링 시험 수명 방법

구름 베어링의 수명 시험 방법의 내용을 통하여, 수명 시험이 무엇인지, 무엇을 주의해서 시험을 해야 할 지에 대하여 이해를 돕고자 함이다.

2. 수명시험기의 종류

구름 베어링의 수명은, 구름 베어링의 궤도면에 작용하는 접촉의 반복으로 인하여, 재료에 피로의 형태가 나타날 때까지의 총회전수를 의미한다. 피로의 현상은 플레이킹(박리현상)이 보이며, 여기에 더욱더 응력의 반복이 더해지면 재료의 기능이 저하되어서 마직에는 베어링이 파손까지 이르게 된다.
일반적으로 수명시험은 플레이킹이 발생한 후, 최초로 플레이킹이라고 인정될 때까지 시험을 수행하지만, 베어링 단품의 수명을 대상으로하는 기초적인 시험은 기능적인 면을포함한 상태에서 응용 시험과 구별할 수 있다.
응용 시험은 시험기에 장착된 기기의 설계, 재질, 환경 등 천차만별이어서 일반적으로정의 내리기가 쉽지 않으며, 여기에서는 기본적인 시험을 대상으로 한다.

3. 시험방법의 종류

3.1 시험기의 일반

구름 베어링의 수명 시험을 진행하기 위해서는 수명 시험기가 필요하며, 시험 베어링에 하중을 가한 상태에서 회전을 시켜서, 베어링에 피로가 나타날 때까지 운전하는 파괴시험의 일종이다. 그러나 구름 베어링은 기계 제품과 동일하게 내구성을 고려하여 제작되었기 때문에 그것을 파괴하기 위하여 과혹한 조건을 부여하는 것이 된다. 결과적으로 베어링과 동시에 수명 시험기도 동일한 조건이며, 시험기와 장기간에 걸쳐서 과혹한 조건이 부여되는 것이나, 시험기에는 이러한 조건에서도 기능을 유지할 수 있도록 설계되어
져야 한다.

3.2 시험기의 형식

▷ 하중의 방향
시험 베어링에 부여되어진 하중의 방향은, 축방향, 경방향 및 축방향과 경방향의 복합하중으로 구성되어진다. 베어링의 부하이론, 부하 능력에 관련한 시험을 할 경우, 경방향베어링에 대해서는 순수 경방향 하중을 부여하며, 스러스트 베어링은 순수 축방향 하중 을 가하게 된다. 또한, 복합하중은 실용 조건하에서의 수명과 관련성을 위하여, 가해지는경우가 있으며, 경방향 하중과 축방향 하중의 비가 변수가 되기 때문에, 조건이 복잡하다.

▷ 시험 베어링의 수
1대의 시험기에 조립되는 시험 베어링의 수는 1, 2 및 4개의 경우가 있으며, 이것들의 특징은 다음과 같다.

 

 

1) 경방향 하중의 경우
시험 베어링이 1개인 경우, 베어링에 가해지는 부하의 변수가 적으며, 영향을 줄 수 있는 인자를 변화시키면서 시험을 할 수 있다. 반면에, 시험능률이 저하될 수 있으며, 결과를 얻기 위해서 장기간의 시간이 필요하며, 여러 대의 시험기를 갖추어야 한다.
이것에 비해, 시험 베어링이 2개 또는 4개의 경우에는, 시험 능률은 향상된다. 
동일한 시험기에서 시험을 하기 때문에 다른 베어링의 영향(온도, 진동, 이물질 등)을 받기 때문에, 베어링의 환경을 엄격하게 제어하는 것이 어렵다. 또한, 복수의 시험 베어링의 1개라도 파손하게 되면 시험기를 정지시켜서 파손 베어링을 교환해야 한다.

이 경우,파손되지 않은 베어링도 정지시켜야 하며, 반드시 복수 시험 베어링의 능률이 좋다고 말할 수 없다. 시험 능률의 저하를 방지하기 위해서는 파손 베어링의 교환의 시기를 가능하면 줄여야 한다.

2) 축방향 하중
시험 베어링의 1개 및 2개의 경우가 일반적이나, 두 경우도 동일하게 1)에서 언급한 문제와 같다.