크로스 롤러 베어링 설계(33)

크로스 롤러 베어링의 최적 설계 방법은?

 

베어링 개발 및 생산 기술을 경험을 통해서 이해한 사실은 베어링에 대한 최적 설계도 중요하지만

역시 힘든 건 설계에 맞추어서 얼마만큼 각 베어링 부품에 대한 연삭 가공 및 조립 정밀도가 가능하냐가 큰 문제인 것 같다.

 

그럼 설계자는 어떻게 해야 하나? 예를 들자면, 크로스 롤러 베어링 부품 중, 롤러의 설계를 생각해보자.

롤러의 정밀도는 크로스 롤러의 정밀도를 좌지우지 한다고 하여도 과언이 아니다. 흔이들 베어링 하면 내외륜만 생각하는 경향이 있다. 하지만 그 베어링 내외륜의 회전정밀도 및 회전을 가능하게 해주는 부품이 롤러이고 볼이기 때문이다.

 

롤러의 경우, 정밀도에 따라서 상급 중급 등으로 구분되는데, 이에 따라서 진원도, 원통도 등의 정밀도가 결정된다. 하지만, 실제적으로 적용되는 정밀도 등급은 베어링 업체마다 차이가 있을 수도 있겠지만

국제 규격보다 더 엄격하게 관리 및 생산 기술 노하우를 통하여 베어링 정밀도를 다양한 환경 조건에서

도 유지할 수 있도록 안전하게 관리하고 있는 실정이다.

그럼 어떻게 이러한 일이 가능할까?

 

그건 오랜 세월동안 유지해온 생산기술 노하우, 즉 현장에서 유지해오고 발전해오고 있는 작업자의 스킬과 연삭 기계에 대한 유지 보수 및 각 베어링에 걸맞는 가공 조건에 있다.

 

또 무엇보다 중요한게 조립 기술이다.

조립 공차 관리 기술과 조립된 부품의 정밀도에 대한 품질 즉 측정기술에 달려 있다고 과언이 아니다.

측정 기술 하나만 가지고도 베어링에 대한 전체를 논의할 만큼 분야가 다양하며 엄청난 노하우가 접목이 되어야 가능한 분야이다.

 

그래서, 크로스 롤러 베어링의 경우, 내외륜 분리 타입이 있는데, 이를 조립하였을 경우, 어떻게 원하는

내부 틈새를 설계치를 유지하기 위해서 내외륜 단면 가공 공차와 롤러 가공공차의 관계를 어떻게 잘 접목하는 가에 달려 있다.

 

또한, 가공한 내외륜 궤도면 형상이 제대로 되어 있는지? 확인할 수 있는 측정 기술이 중요하다고 할 수 있다.

 

연삭 공정 중에 어느정도 배율에서 각각 공정에서 확인하고, 그 이후에 초사상 공정에서는 최대한 엄격한 배율에서 확인하여 형상이 제대로 나왔는지 확인할 필요가 있다

 

베어링의 형상이 원하는 대로 나오지 않는다면, 진동의 원인이 될 수 있는데, 예를 들자면, 미세한 손
끝에서 오는 진동 등으로 인하여 회전 정밀도에 큰 영향을 미칠 수 가 있다.

 

크로스 롤러 베어링의 경우, 하우징과 더불어 조립하기 때문에, 조립 공차 및 정밀도가 중요하다고 할 수 있다. 하우징과 커버 등 볼트로 베어링을 고정할 수 가 있는데, 이로 인하여 베어링 내외륜 궤도면

의 형상에 영향을 미치지 않도록 주의해야 하며, 또한 더 정확하게 하고 싶다면, 조립한 상태에서 내외륜 궤도면의 형상에 대하여 다이얼게이지로 측정해보는 것도 하나의 방법일 수 있다.

 

여기서 또 중요한 것은, 현장에서 직접 조립하다보면, 실제로 원하는 회전 정밀도가 나오지 않을 수도 있으므로, 내외륜 궤도면에 대한 회전 정밀도 측정과 함께, 하우징에 조립하여 볼트로 조였을 경우의

회전정밀도, 더불어서 내외륜 궤도면에 영향을 주지 않도록 하우징과 내외륜 평면사이에 심등을 삽입하는 것도 좋은 방법일 수도 있다(경험상).

 

FAG 베어링 카타로그 이미지임.