<4D F736F F F696E74202D2039C0E520B9CCB2F4B7B320BAA3BEEEB8B52E BC8A3C8AF20B8F0B5E55D>

Size: px

Start display at page:

Download "<4D F736F F F696E74202D2039C0E520B9CCB2F4B7B320BAA3BEEEB8B52E BC8A3C8AF20B8F0B5E55D>"

주리 봉
5 years ago
Views:

스러스트베어링 9 장미끄럼베어링 9-1 9 장미끄럼베어링 9- < 미끄럼베어링과구름베어링의비교 > 미끄럼베어링의종류 축과베어링사이에윤활유의유막이형성 미끄럼에의한상대운동

1 베어링이란? 9 장미끄럼베어링 축과하우징사이의상대운동을원활하게하며축으로부터전달되는하중을지지베어링분류구름베어링내부의접촉방식에따라미끄럼베어링 축하중을지지하는방향에따라 레이디얼베어링 스러스트베어링 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9- < 미끄럼베어링과구름베어링의비교 > 미끄럼베어링의종류 축과베어링사이에윤활유의유막이형성 미끄럼에의한상대운동 9 장미끄럼베어링 9-9 장미끄럼베어링 9-4 축과베어링사이의압력유지방법에따라 정압베어링과동압베어링 축과베어링사이에서작용하는유체의종류에따라 기름베어링과공기베어링 기름베어링의내경형태에따라 진원형베어링, 로브베어링, 로브베어링 4로브베어링, 압력댐베어링 9 장미끄럼베어링 9-5 < 미끄럼베어링의종류 > 9 장미끄럼베어링 9-6 1

마찰의종류 1. 상대운동에의한분류 (1) 미끄럼마찰 < 마찰력의크기 > 9장미끄럼베어링 9-7. 마찰면의상태에따른분류 (1) 고체마찰 마찰면사이에윤활제가없는건조마찰 마찰계수는 0.1~1.0 () 유체마찰 마찰면사이에유막이형성 마찰계수는 0.001~0.01 () 경계마찰 유막이극히얇은상태 마찰계수는 0.01~0.1 9장미끄럼베어링 9-8 점성유체에대한뉴턴의법칙 1.

2 마찰의종류 1. 상대운동에의한분류 (1) 미끄럼마찰 < 마찰력의크기 > 9장미끄럼베어링 9-7. 마찰면의상태에따른분류 (1) 고체마찰 마찰면사이에윤활제가없는건조마찰 마찰계수는 0.1~1.0 () 유체마찰 마찰면사이에유막이형성 마찰계수는 0.001~0.01 () 경계마찰 유막이극히얇은상태 마찰계수는 0.01~0.1 9장미끄럼베어링 9-8 점성유체에대한뉴턴의법칙 1. 유체의전단력 du τ = η dy τ는전단력 η는점성계수 du 는높이변화에따른속도구배 dy 9장미끄럼베어링 9-9 < 전단력과속도구배 > 판의면적이 A이고속도가선형적으로변하면 F du U τ = = η = η A dy h 9 장미끄럼베어링 점도및점도측정 (1) 점도유체의점도 절대점성계수 η로표현 1포아즈 [p](poise) 는 1cm의유막두께로면적 1cm의판을 1cm/s의속도로움직일때힘이 1dyne일때의점도 동점성계수 ν 는 η ν = ρ 1[ poise] = 1[ dyne s / cm ] = 0.1[ a s] 실용단위로센티포아즈 [cp](centi-poise) 사용 1 1[ cp] = [ p] 100 단위로스토크 [St](Stoke) 가사용 1[ St]( Stoke) = 1[ cm / s] 1 1[ cst] = [ St] 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9-1

() 점도측정 페드로프 (petro) 의베어링식 SUV : 일정온도에서 60cc의기름이표준모세관속을통과하는데소요되는시간을초 (sec) 로나타낸값 η 180 [

000657( t t0) < 페드로프식의가정 > 9 장미끄럼베어링 9-1 9 장미끄럼베어링 9-14 유막의전단응력은 du 1 π N τ = η = η r dy

= μ r = μ( p rl) r = μr lp 마찰계수를계산하면 π N r μ = η 0 p δ N η p 는베어링정수 r δ 는틈새비 ( ϕ ) 9

3 () 점도측정 페드로프 (petro) 의베어링식 SUV : 일정온도에서 60cc의기름이표준모세관속을통과하는데소요되는시간을초 (sec) 로나타낸값 η 180 [ cp] = ρ 0. SUV SUV () 기름온도와밀도와의관계 ρt = ρ ( t t0) < 페드로프식의가정 > 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9-14 유막의전단응력은 du 1 π N τ = η = η r dy δ 60 전단응력으로인한토크손실 π rn T = τar = η πrl r δ 60 베어링의평균압력 p = rl 9 장미끄럼베어링 9-15 마찰력에의한토크는 T = μ r = μ( p rl) r = μr lp 마찰계수를계산하면 π N r μ = η 0 p δ N η p 는베어링정수 r δ 는틈새비 ( ϕ ) 9 장미끄럼베어링 9-16 레이놀드 (Reynold) 방정식 < 베어링내의유체흐름 > < 스트리백 (Stribeck) 곡선 > 9 장미끄럼베어링 9-17 dp dτ pdy p + dx τdx + τ + dy dx = 0 dx dy 9장미끄럼베어링 9-18

4 정리하면적분하면 단위폭당유량 dp dτ d u = =η dx dy dy 1 dp η dx u = y + C1y+ C Uh ( y) yh ( y) dp u = h η dx h Uh h dp Q= udy = 0 1η dx 경계조건 y=0 u=u y=h u=0 미분하여정리하면 = 6U dx η dx dx d h dp dh <1 차원흐름을고려한레이놀드방정식 > + = 6U x η x z η z dx h p h p dh < 차원흐름을고려한레이놀드방정식 > 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9-0 유막에서압력의형성원리 < 유막형성의물리적의미 > < 레이디얼저널베어링내의압력분포 > 9 장미끄럼베어링 9-1 유막효과 : 압력이발생 신축효과 : 압력이높아짐 짜내기효과 : 압력발생의원인 9장미끄럼베어링 9- 저널베어링설계에필요한변수 1. 폭경비 (l/d) 베어링폭을축지름으로나눈값 일반적으로 0.5~ 값이작으면하중을지지하는능력이낮아짐 값이크면하중을지지할수있는능력이커짐 고하중이고속회전하는경우 0.5~0.5로한다.. 베어링의평균압력 (pm 값 ) p m = dl. 발열계수 (pv값) 베어링의평균압력과원주속도의곱 pυ pv값이크면베어링의폭을길게할수있다. 계수값이작으면베어링폭을짧게해야한다. 9 장미끄럼베어링 9-9 장미끄럼베어링 9-4 4

< 뢰첼 (Rotscher) 의한계발열계수 (pv값)> 베어링종류발열계수 [ kg / mm m / s] 증기기관주축베어링 0.15~0.0 내연기관화이트메탈베어링 0.0이하 내연기관포금베어링 0.5이하 선박베어링 00~0 0.0 0.40 전동축베어링 0.10~0.0 왕복기계크랭크핀 0.5~0.5 크랭크축의화이트메탈베어링 0.50 선박용베어링의크랭크핀 0.

5 < 뢰첼 (Rotscher) 의한계발열계수 (pv값)> 베어링종류발열계수 [ kg / mm m / s] 증기기관주축베어링 0.15~0.0 내연기관화이트메탈베어링 0.0이하 내연기관포금베어링 0.5이하 선박베어링 00~ 전동축베어링 0.10~0.0 왕복기계크랭크핀 0.5~0.5 크랭크축의화이트메탈베어링 0.50 선박용베어링의크랭크핀 0.50~0.70 철도차량의차축 0.50 기관차의차축 장미끄럼베어링 9-5 베어링종류보통피벗베어링 < 피벗베어링의한계발열계수 (pv 값 )> 발열계수[ kg / mm m / s] 0.17 이하 펌프로윤활하는경우 ~ 크레인 ( 냉각하지않음 ) 0.04 수력터빈 0.15~0.5 냉각시키는경우 장미끄럼베어링 베어링정수 (ηn/p) 5. 좀머펠트수 (Sommereld number) 일반베어링은베어링정수를기준으로설계 좀머펠트수가같으면같은베어링으로취급하고설계 < 최소베어링정수와틈새비 > r η N S = δ p δ는축과베어링사이의반경방향틈새 r은축의반지름 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 최소유막두께 (hmin) 축과베어링사이의최소거리 베어링금속및표면상태청동또는켈밋 (kelmet) 의최상다듬질 < 베어링허용최소유막두께 hmin> 최소유막두께 [mm] 적용 0.00~0.004 항공기및자동차엔진 보통화이트메탈 0.01~0.0 전동기, 발전기 일반대형베어링 0.05~0.10 터빈, 송풍기 베어링재료 1. 베어링재료의구비조건 1 마모가적고내구성이클것 충격하중에강할것 강도와강성이클것 4 내식성이좋을것 5 가공이쉬울것 6 열변형이적고열전도율이좋을것 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9-0 5

장미끄럼베어링 9-1 9 장미끄럼베어링 9- (6) 포유소결합금 ( 包油燒結合金 ) - 공기및기름을함유할수있다 - 급유가곤란하거나급유하지않는베어링에사용 <

6 . 베어링재료의종류 (1) 주철 - 단단하며내마모성이강함 - 저속저압용베어링 () 구리합금 - 단단하고융점이높다 - 열전도도가좋고마멸, 충격에잘견딤 () 화이트메탈 (white metal) - 연한금속을주성분으로한백색합금 (4) 카드뮴합금 - 고하중의내연기관에사용 (5) 알루미늄합금 - 가볍고, 내마멸성, 열전도성우수 - 고속, 고하중용베어링 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9- (6) 포유소결합금 ( 包油燒結合金 ) - 공기및기름을함유할수있다 - 급유가곤란하거나급유하지않는베어링에사용 < 미끄럼베어링용금속재료의성능 > (7) 비금속재료 - 흑연, 플라스틱등의재료로만듬 - 펌프, 선박의프로펠러축등으로사용 9 장미끄럼베어링 9-9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9-6 6

미끄럼베어링의설계반경방향의하중지지레이디얼저널베어링 (radial journal bearing) 끝저널중간저널 (end journal) (counter journal)

레이디얼저널베어링의설계 1. 베어링압력 (p) 압력분포가일정하다고가정 p = dl < 미끄럼베어링의압력 > 9 장미끄럼베어링 9-7 9 장미끄럼베어링 9-8.

베어링지름은축지름에따라설계 < 끝저널에작용하는하중 > 9 장미끄럼베어링 9-9 9 장미끄럼베어링 9-40 1 지름설계 l M b = 에서 σ M y I b max =

7 미끄럼베어링의설계반경방향의하중지지레이디얼저널베어링 (radial journal bearing) 끝저널중간저널 (end journal) (counter journal) 축방향의하중지지스러스트저널베어링 (thrust journal bearing) 피벗저널칼라저널 (pivot journal) (collar journal) 레이디얼저널베어링의설계 1. 베어링압력 (p) 압력분포가일정하다고가정 p = dl < 미끄럼베어링의압력 > 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9-8. 축의강도를고려한저널의설계 (1) 끝저널의설계 압력이일정한크기로분포한다고가정 압력을베어링중앙지점에해당하는축부분에작용하는집중하중형태로대체 이하중에견디는축지름을계산 베어링지름은축지름에따라설계 < 끝저널에작용하는하중 > 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 지름설계 l M b = 에서 σ M y I b max = = 정리하면 yy 16l π d 폭설계 = pld () 중간저널의설계 d = 16l πσ a l d = π σ a 16 p < 중간저널에작용하는하중 > 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9-4 7

8 1 지름설계 l l1 l 1 M b = + = L 4 8 Mb ymax 4L σ = = I π d 정리하면 yy d = L = l+ l 1 4L πσ a 이다 폭설계 d l = pld = π σ a 4e p e 는보통 1.5. 손실동력및마찰열 마찰로인한동력손실은 [ N] [ m/ s] H [ kw] = μ υ 1000 μ[ kg ] υ[ m / s] H [ kw] = 10 μ[ kg ] υ[ m / s] HS [ ] = 75 μn [ ] υ[ m/ s] HS [ ] = 75.5 F = μ 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9-44 시간당열방출량의크기는손실동력과같다 초당마찰열량은 μ[ kg ] υ[ m / s] Q [ kcal / s ] = 47 발열계수는 d / πn πdn pυ = = dl dl 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 9-46 스러스트저널베어링의설계 < 스러스트저널베어링 > 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링

9 1. 칼라베어링 (collar bearing) (1) 베어링압력 (p) p = π ( ) 4 d d Z 1 는축방향으로베어링에가해지는힘 Z는칼라의수 () 발열계수 (pv) pυ ( d + d )/4 π N 1 = π ( d d1 ) Z 4 정리하면 N d d1 = [ mm] 0000 Z p υ N은회전각속도 [rpm] v는평균반지름에서의원주속도 [m/s] 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 피벗베어링 (pivot bearing) 칼라베어링에서칼라의수 Z가 1인경우와동일 (1) 베어링압력 (p) p = π 4 d d ( d d1 ) () 발열계수 (pv) N d d1 = [ mm] 0000 p υ 9 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링 장미끄럼베어링

10 9 장미끄럼베어링

<BCB3B0E8B0CBBBE72031C0E5202D204D4F4E4F C2E687770>

<BCB3B0E8B0CBBBE72031C0E5202D204D4F4E4F C2E687770> I-BEAM 강도계산서 1. 사양 & 계산기준 * 정격하중 (Q1) = 5000.00 KG * HOIST 자중 (W1)= 516.00 KG * 작업계수 (Φ) = 1.1 * 충격계수 (ψ) = 1.10 * HOOK BLOCK WEIGHT (W2) = 20 KG * HOISTING SPEED (V) = 3.25/1 M/MIN * TRAVERSING SPEED