추정 마모량의 개념 - OILES CORPORATION

마모량의 추정에 대해서
추정 마모량의 산출식
비마모량 K에 대해서
추정 수명의 계산식
실제 마모 추이 및 추정 마모 추이

마모량의 추정에 대해서

베어링의 마모량을 이론적인 수치해에 의해 구하는 방법은 현재도 확립되어 있지 않고, 실제의 설계에 있어서는 사용 조건을 가능한 한 명확하게 하고, 그 사용 조건과 유사한 실기 사용 예나 벤치 시험, 슬라이드 동시험 등에서 얻은 결과에 따라 판단을 하는 경험적 혹은 실험적 수법이 중요시되고 있습니다.

추정 마모량의 산출식

일반적으로 마모 부피(Vol)는 식(1)과 같이 하중 F와 슬라이딩 거리 L에 비례한다.
　　　

Vol=k∙F∙L···(1)

Vol	마모 부피[mm³]
k	벤치 시험, 접동 시험 등에 의해 얻어지는 비마모 체적[mm³/(N·m)]
F	하중[N]
L	슬라이딩 거리[m]

미끄럼 베어링의 설계에 있어서는 마모량(깊이)을 검토하는 것이 일반적입니다. 또한, 면압 P값[N/mm²], 접동 속도 V값[m/s], PV값[N/mm²·m/s]가 마찰 특성을 결정하는 중요한 파라미터이며, 설계치로서 산출하는 경우가 많기 때문에, (1)식을 P값[N/mm²], V값 [m/s] 및 마찰 시간 T₁[hr]에 대해 변환한 (2)식을 당사에서는 추정 마모량 산출식으로 사용합니다. 비마모량 K의 단위는 mm/(N/mm²·m/s·hr)입니다. 윤활조건에 의한 비마모량 K의 기준을 아래 표에 나타냅니다.

W₁=K∙P∙V∙T₁・・・(2)

W₁	추정 마모량[mm]
K	비마모량[mm/(N/mm²· m / s · hr)]
P	면압[N/mm²]
V	접동 속도[m/s]
T₁	마찰 시간[hr]

표 윤활 조건에 의한 오일 베어링의 비마모량 K의 기준

윤활 조건	비마모량 K[mm/(N/mm²· m / s · hr)]
무윤활	6×10^-4～3×10^-3
정기 윤활	6×10^-5～3×10^-4
오일 윤활	6×10^-6～3×10^-5

비마모량 K에 대해서

마모량은 면압, 속도 및 마찰 시간 외에 운동 형태, 상대재의 경도, 표면 거칠기, 클리어런스, 마찰열, 분위기 온도, 분위기 환경, 윤활 조건, 이물질의 침입 등 다양한 인자의 영향 받습니다. 이들 인자를 가능한 한 실제 기계 조건과 맞춘 벤치 시험이나 슬라이딩 시험을 실시함으로써 정밀도가 높은 비마모량 K를 얻을 수 있습니다.

당사는 수년간 모든 조건의 접동 시험 데이터를 축적하고 있으므로 고객의 장치 설계 정보에 근거하여 적절한 비마모량 K를 제공할 수 있습니다. 또한 고객이 요청한 경우에는 새로 접동 시험을 실시하여 비마모량 K를 제공할 수도 있습니다.

추정 수명의 계산식

추정 수명을 구하고 싶은 경우는 (3)식을 사용합니다. 허용 마모량 W₂는, 베어링의 마모에 의한 샤프트의 심 어긋남이나 샤프트 등의 상대 부재와 주변 부품과의 간섭 등을 고려해, 장치의 기능을 유지할 수 있는 한계치로부터 정해집니다. 또한, 슬라이딩층과 배킹층으로 이루어지는 2층 구조의 베어링을 사용하는 경우는 슬라이딩층의 두께가 허용 마모량 W₂됩니다.

T₂=W₂/(K∙P∙V)・・・(3)

T₂	예상 수명[hr]
W₂	허용 마모량[mm]
K	비마모량[mm/(N/mm²· m / s · hr)]
P	면압[N/mm²]
V	접동 속도[m/s]

실제 마모 추이 및 추정 마모 추이

미끄럼 베어링의 실제 마모 추이는 아래 그림과 같이 마모 진행이 빠른 초기 마모 영역에서 진행이 완만해지는 정상 마모 영역으로 이행합니다. 벤치 시험이나 접동 시험에 있어서의 마찰 시간은 실기와 비교하여 짧은 경우가 많고, 그 경우 추정 마모량은 실제의 마모량보다 크게 계산됩니다. 또한, 동일한 이유로부터 허용 마모량에 도달할 때까지의 추정 수명은 실기의 수명과 비교하여 짧게 계산되므로 이 점에 유의해 주십시오.

접동 시험에 있어서의 정상 마모 영역에서, 마모량을 2점 측정하고, 2점간의 마모 증가량과 마찰 시간으로부터 산출되는 비마모량을 이용함으로써 정밀도가 높은 추정이 가능해집니다.