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베어링을 하우징에 압입 고정하여 고온 분위기 하에서 사용하는 경우에 발생하는 현상인 응력완화에 대해 아래에 설명합니다.
베어링을 하우징에 압입 고정한 상태에서 고온 분위기에 노출되면 베어링과 하우징의 열팽창차에 의해 시메시로에 의해 발생한 응력이 증가하는 경우가 있습니다.
응력의 증가와 함께 고온에 의해 베어링의 물성 저하가 생겼을 경우, 탄성 변형내의 응력으로 고정되어 있던 베어링에 소성 변형이 발생하는 현상을 응력 완화라고 합니다.
응력 완화는 수지계 재료뿐만 아니라 금속계 재료에서도 발생합니다.
응력 완화가 발생한 경우에는 베어링이 하우징에서 탈락하거나 외경 슬라이딩이 발생할 가능성이 있기 때문에 베어링의 누락 방지 및 회전 방지 시공을 권장하고 있습니다.
응력 완화의 발생 모델을 그림 1에 나타내었다.
하우징에 압입된 부시는 온도 T1(상온)에서 부시와 하우징 사이에 반경방향 응력 σr1이 발생합니다.
① 온도 상승에 따라 부시가 열팽창하여 반경방향 응력 σr은 증가하지만, 동시에 베어링 재료 자체의 허용 응력 σm은 저하합니다.
② 온도 T3까지 반경방향 응력 σr은 증가하지만, 온도 T3을 초과하면 재료의 허용 응력 σm의 저하 곡선을 따라 재료가 항복하고, 반경 방향 응력 σr은 저하합니다.
③ 온도 T4에서 냉각이 시작되면 그림 1의 점선과 같이 반경 방향 응력 σr이 감소하여 부시 하우징 사이에 틈이 생깁니다.
그림 1 응력 완화의 발생 모델
