정밀 모션으로의 변화 베어링 기술의 발전과 전망

최근 베어링 산업은 윤활제를 사용하지 않는 방향으로 발전하고 있으며, 그 대표적인 것으로는 공기베어링과 자기베어링 등을 들 수 있다. 공기베어링은 운동 정밀도가 좋고 먼지의 발생이 적지만 부하 용량이나 강성 및 감쇠성이 작다라는 결점이 있으며, 이들 단점을 보완하기 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 공기베어링은 마찰이 작고 운동 정밀도가 좋기 때문에 향후 여러가지 기기의 마이크로화에 기여할 것으로 기대되고 있다.

자기베어링의 경우도 구성부품의 삭감, 기능의 복합화에 관해 여러 연구소 및 기업에서 연구개발이 진행되고 있다. 그 가운데 기존에 필요하였던 센서기능을 자기베어링 자석에 부가하는 셀프 센싱 기술이나 자기베어링 전자석과 모터 기능을 일체화한 모터 일체 자기베어링 기술에 대한 연구도 활발하게 진행되어 실용화 단계에 있다.

베어링 기술의 발전
최첨단 응용제품으로 확대

베어링은 회전하고 있는 기계의 축을 일정한 위치에 고정시키고 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전시키는 역할을 하는 기계요소로서 1794년에 P. Vaughan이 최초로 레이디얼 볼베어링을 발명하였으며, 리테이너붙이 스러스트 롤러 베어링의 경우는 약 100년 후인 1909년에 미국에서 발명되었다. 1800년대 후반에서 1900년대 초반부터는 현재와 같은 구조의 베어링이 다양하게 개발되어 현재에 이르기까지 기술의 발전이 지속되고 있다.

이러한 베어링은 운동 형식과 하중 방향에 따라 분류될 수 있다. 운동 형식의 경우 베어링은 마찰의 형식에 따라 미끄럼 베어링과 구름 베어링으로 구분할 수 있다. 미끄럼 베어링에는 오일이 필요 없는 윤활성 재료를 사용한 자기윤활 베어링과 다공질 재료에 오일을 침투시킨 함유 베어링 등이 있다.

베어링 사이의 공간 축 회전에 의해 유막을 자동적으로 형성하는 동역학적 유체윤활 베어링도 있으며, 외부에서 압력유를 공급하여 회전축을 부상시키는 정역학적 유체윤활 베어링도 있다. 최근에는 자석의 흡인력과 반발력을 이용하여 회전축을 부상시키는 자기 베어링과 오일 대신에 공기 등을 사용한 공기 베어링도 나오고 있다. 특히 구름 베어링은 내륜과 외륜 사이에 있는 전동체(볼 혹은 롤러)를 통하여 내륜(혹은 외륜)에 하중을 전달하는 방식으로 작동되며, 다음과 같은 장점으로 인해 널리 적용되고 있다.

- 국제적으로 표준화, 규격화되어 있으므로 호환성이 있고, 교환 사용이 가능하다. 

-  베어링의 주변 구조를 간단하게 할 수 있다.
- 보수와 점검이 용이하다.
- 기동 마찰 토크가 작고, 기동 마찰 토크와 운전 마찰 토크와의 차이가 비교적 작다.
- 일반적으로 직경방향 하중과 축방향 하중을 함께 지지할 수 있다.
- 고온과 저온에서 사용이 비교적 용이하다.
- 예압을 가하여 강성을 높일 수 있다.

미끄럼베어링의 경우는 베어링이 저널부의 표면 전부나 표면의 일부를 감싸서 구성하며, 베어링과 저널의 접촉면 사이에 압축 공기가 차 있거나, 기름, 그리이스 등의 윤활유가 충전되어 구성된다. 면과 면이 직접 접촉하는 미끄럼 베어링은 회전할 때 마찰저항이 커서 발열로 인한 문제가 많이 발생하고 있지만, 접촉면적이 넓어 하중을 지지하는 능력은 일반적으로 구름베어링보다 크다고 할 수 있다. 따라서 충격하중을 받는 기계부품과 고하중에서 저속회전을 하는 선박용 대형엔진 등에 사용되고 있다. 구름베어링의 경우는 축과 베어링의 볼이나 롤러가 점이나 선접촉 형식으로 구동되기 때문에 구름운동의 마찰저항이 미끄럼 운동을 하는 미끄럼 베어링보다 작아 저하중에서 고속 회전하는 자동차 텐셔너/아이들러(Tensioner/Idler), 기계 부품 등에 넓게 적용되고 있다.
 

한편 베어링은 하중방향에 따라 그 구조가 많이 달라진다. 축과 수직으로 하중이 걸리는 경우에 사용하는 것은 레이디얼(Radial) 베어링, 축방향으로 하중이 작용하는 경우에 쓰이는 것은 스러스트(Thrust) 베어링이라고 한다. 그림1은 구름베어링 중 널리 적용되고 있는 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링의 예를 나타내고 있다.

고회전, 저소음, 낮은 NRRO
정밀 동압 유체 베어링이 해결한다
 

미끄럼 베어링은 고하중, 저속운동을 하는 기계요소에 널리 사용되고 있으며, 특히 기름을 윤활제로 한 기름 베어링은 그 응용 예가 많다. 이것은 미끄럼 베어링이 큰 흡급성과 내충격성을 가지면서 큰 하중에도 견딜 수 있으며, 장수명과 저소음의 장점을 가지고 있기 때문이다. 미끄럼 베어링은 베어링과 저널 사이에 형성되는 얇은 유막을 통해 하중을 지탱할 수 있다. 그림2는 유체윤활 저널 베어링의 구조를 나타내고 있다.

유체윤활 베어링(Hydrodynamic Bearing)은 축과 베어링면의 상대 미끄럼 운동에 의해 쐐기모양의 유로로 점성 펌프작용이라고 할 수 있는 쐐기형 유막작용에 의해 주위의 기름이 밀려들어가서 유막에 압력이 발생하며, 하중을 지탱한다. 이와 같이 외부장치에 의해 압력을 부가하지 않고 베어링 표면의 형상과 운동에 의한 쐐기 효과(Wedge Effect)로 인해 압력이 발생하게 되는데, 동압유체 베어링은 이를 이용하여 작용 하중을 지지할 수 있다.

유체윤활 베어링의 윤활상태는 축과 베어링면이 유막에 의해 완전히 분리된 유체 윤활상태와 미끄럼면이 부분적으로 접촉하고 있는 경계 윤활상태로 구분되고 있다. 경하중, 저속 회전용의 베어링용으로서 사용되고 있는 함유 베어링이나 플라스틱 베어링 등은 경계 윤활상태에서도 운전되고 있지만, 대부분의 유윤활 베어링의 경우 유체 윤활상태에서 운전되고 있다.

유체윤활 베어링 적용시 발생되는 문제점은 윤활유가 액체 상태를 유지하다가 고온, 저압상태에서 가스(Gas)나 증기(Vapor)가 발생되어 공동(Air Cavity)이 생기는 캐비테이션(cavitation) 현상이 발생한다는 것이다. 캐비테이션은 발생 원인에 따라 두 가지로 나눌 수 있다.
 

첫번째는 유체의 온도가 포화증기 온도 이상으로 올라가면 윤활유가 증기로 변해서 공동이 형성되는 증기 캐비테이션(Vapor Cavitation)이며, 두번째는 유체 윤활유에 포함되어 있는 8~12% 정도의 용해된 공기가 유체의 압력이 캐비테이션 압력으로 떨어지면서 윤활유 밖으로 배출되어 공동을 형성하는 가스 캐비테이션이다. 이러한 두 종류의 캐비테이션 현상은 저널 베어링에서 일반적으로 관찰되는 현상이라고 할 수 있다. 따라서 현재 컴퓨터 하드디스크 드라이브 구동용 스핀들 모터와 같은 소형 정밀모터의 회전축 지지 요소로 사용되어 오던 볼 베어링은 동압유체 베어링으로 대체되고 있다. 이는 볼 베어링에 비해 동압유체 베어링이 높은 회전속도, 낮은 Non-Repeatable Runout(NRRO), 낮은 소음, 충격 흡수 등의 장점을 가지고 있기 때문이다.
 

초기 개발시에는 고체 사이에 윤활유를 유지시키기 힘든 문제로 인하여 볼베어링 형식이 적용되었는데, 베어링 표면에 홈(Groove)을 파는 등 윤활유의 누수(Side Leakage)를 방지할 수 있는 방법들이 개발되면서 하드디스크 베어링의 경우 동압유체 베어링이 적용되어 개발되고 있다. 동압유체 베어링은 윤활유의 작동원리에 따라 동압 베어링, 정압 베어링, 하이브리드 베어링 등 3가지 종류로 크게 나눌 수 있다.
 

동압 베어링은 축과 베어링 면이 순간적으로 접근했을 때 기름을 눌러 짜내는 작용이라 할 수 있는 상대적 접근작용에 의해 유막압력이 발생하여 하중을 지탱할 수 있다. 기름이 비압축성 유체이기 때문에 정상적인 압력발생을 얻을 수 없어 단독으로 사용할 수 없지만, 전동 등의 동적 변동에 대한 스퀴이즈 베어링으로서 사용되고 있다. 정압 베어링은 축과 베어링간의 상대운동을 필요로 하지 않으며, 유막 압력을 발생하도록 하여 베어링면에 고압 기름받이를 설치하고 베어링 외부에서 고압유를 공급함으로써 하중을 지탱할 수 있다. 정압베어링은 축과 베어링에 상대운동이 수반되었을 경우 쐐기작용에 의해 동압효과가 생기는데, 이 동압효과를 보다 적극적으로 부가시킨 베어링을 하이브리드 베어링이라고 부르고 있다.
 

하이브리드 베어링의 경우 정압효과를 보조적으로 이용하는 예가 많다. 이를 테면 실리콘니트 라이드 재질을 고온 고압에서 기공 없이 특수 가공하여 베어링 볼 재질로 성형하면 밀도가 스틸 볼에 비하여 60% 이상 적어진다. 이런 이유로 인해 고속 회전 시 원심력이 감소되고 볼에 작용하는 응력이 감소되어 스핀들 베어링 적용시 특성이 매우 우수하다. 하이브리드 베어링의 장점은 다음과 같다.

 -  저마찰로 속도 성능 향상 최대 60% 가능
 -  60% 밀도 감소로 인한 원심력 저하로 응력 감소

 - 볼의 강성 향상으로 변형이 적어 고정밀 작동 가능

 - 저마찰로 에너지 15~20% 절감
 - 진동 감소에 의한 정밀도 향상으로 가공물 품질 향상

 - 저마찰로 베어링 수명이 최대 6배 증가
 - 값비싼 오일 윤활 장비 사용 없이 그리스 윤활로 대체 가능하므로 작업 환경 개선

이러한 장점으로 인해서 하이브리드 베어링은 공작기계, 고속 컴프레서, 경주용 차량의 휠 베어링, 자이로스코프, 항공기 엔진 등의 정밀 부품에 이용되고 있다.


구름 베어링으로
비용 절감, 실용성 증대

구름베어링은 규격화되어 있고 비용이 저렴하며, 윤활 방법이 용이하다는 실용적인 이유로 인해 기계요소의 베어링으로서 광범위하게 사용되고 있다. 그림3은 구름 베어링 중 가장 대표적인 볼 베어링과 롤러 베어링을 나타내었다. 구름 베어링은 일반적으로 궤도륜(외륜 및 내륜), 전동체(볼 혹은 롤러), 리테이너(케이지)로 구성되어 있으며, 그리스 윤활의 경우 시일이 추가되어 구성된다. 또한 내.외륜 2개의 궤도륜 사이에 여러 개의 전동체가 리테이너에 의해 서로 닿지 않고 일정한 간격을 유지하여 원활한 회전운동이 가능하도록 구성되고 있다.이러한 구름 베어링은 전동체의 종류, 궤도륜과 전동체의 접촉 각도, 접촉 방식 등에 따라 다양하게 분류되고 있다. 표1은 구름 베어링의 형식에 따른 하중지지 능력을 비교한 것이다.
 

특히 구름 베어링은 기본 동정격하중이 전동체의 직경, 길이 및 개수와 밀접한 관련이 있다. 이에 따라 최근 자동차용 베어링의 경우 엔진의 고출력화 및 고성능화에 따른 트랜스미션용 베어링의 장수명화 요구와 성연비 향상을 위한 소형, 경량화 추세에 맞추어 구름 베어링의 기본 동정격하중을 극대화한 내부 설계를 채용하고 있는 추세에 있다. 이와 관련된 구름 베어링은 앞으로 다음과 같은 과제들이 이슈가 되고 있다.

 - 강재의 고청정화 및 신규 소재의 개발
 - 특수열처리 개발에 의한 수명 연장: 전경화열처리, 침탄(질화)처리, 서브제로 (Sub-Zero) 처리
 - 저토크화: 궤도륜과 전동체의 표면 거칠기, 유한요소 해석을 통한 시일(Seal) 접촉 형상 최적 설계
 -  저진동, 저소음화: NVH(Noise Viration Harshness) 특성 평가, 진원도 형상 관리, 저소음용 그리스 개발
 - 고온,고속,고진동 영역 확장: 궤도화 윤활법 개발로 인한 고속화 적용, 중공 볼(롤러) 적용에 따른 원심력 감소, 세라믹 볼 적용, 페놀수지/황동 리테이너 개발
 - 플라스틱 케이지 적용 확대: 유연성, 자기 윤활성, 내마모성, 내진동성, 내식성, 가공성, 경량성
 - 특수 시일 그리스의 개발 및 확대 적용 : 고밀봉 저토크 시일의 채용, 경접촉 시일,  3중 시일 립(lip)의 개발, 시일 재질 개선, 첨가제의 조성 변화에 따른 다양한 특성의 그리스 개발

자기 부상법 응용
기술 집약 모션 베어링

자기 베어링은 내.외륜 사이에 전동체 대신 자력을 형성시켜, 자기 부상법을 이용한 베어링이며, 자력 발생원으로는 영구 자석, 상전도 전자석, 초전도 자석의 3가지 종류가 사용되고 있다. 자기 베어링은 자기 흡인식, 자기 반발식, 유도식, 초전도 마이너스 효과 등을 이용하여 자기 부상시키고 그 힘으로 하중을 지지한다. 축과 베어링 사이의 틈새는 공기 베어링의 틈새보다 한자리수 이상 크기 때문에 마찰 토크가 작고 소음에 유리하며, 진공 중에서도 사용할 수 있는 이점을 갖고 있다.

또한 자력의 조절로 베어링의 강성이나 감쇠를 조절할 수 있어, 다른 베어링에 비해 구조가 복잡하고 부품이 고가이며, 별도의 제어 장치가 필요하다는 단점이 있다. 그림4는 자기 베어링의 구조를 나타내고 있다. 자기 베어링을 제어하기 위해서는 기준위치(Reference Position)로부터 축의 상하 변위를 변위 센서로 측정하고 이를 궤환 제어(Feedback Control)에 의해 제어기로 보낸다. 그 다음 제어기로부터 신호 처리하여 나온 전압형태의 제어신호를 전력증폭기에서 전류로 변환 및 증폭하여 회전축의 상하에 배치된 한 쌍의 전자석 여자코일에 흘려 보냄으로서 자기력을 변화시켜 회전축을 수직 방향으로 제어한다.

이러한 베어링은 극저온 컴프레서, 축류 분자펌프, 공작기계용 베어링, 진공중에서 회전하는 대형 플라이 휠(발전소의 에너지 축적용)의 지지 베어링으로서 개발이 진행되고 있다. 영구자석과 틸팅 패드 베어링을 병행설치한 회전다면 경관편향기처럼 단독의 사용법이 아닌 자기베어링과 다른 베어링을 조합해서 사용되기도 한다. 그림5는 공작기계 스핀들로 사용되는 자기 베어링의 예이다. 특히 자기 베어링에 관해서는 다양한 연구가 이루어지고 있다. 회전 정도 성능향상을 위한 초정밀 센서의 개발, 센서의 S/N비 향상, 베어링 주위의 전자적인 잡음 제거, 불균형 응답 및 외란을 제어하기 위한 알고리즘 개발 및 제어 기법에 대한 연구가 진행되고 있으며, 진동억제를 위한 관성 중심 회전에 관한 연구가 진행 중이다.
    
특히 반도체 산업의 진보에 의해서 디지털 연산속도가 빨라짐에 따라 보다 저진동 회전이 가능하고 회전 비동기하의 진동과 주변 구조물의 공진에 의한 진동을 제어하는 기술이 개발 중이며, S2M사의 경우 0.05㎛의 회전정도를 가지는 정밀 자기 베어링을 개발하였다. 한편 자기 베어링의 부하용량은 이론적으로 전자석 철심의 포화 자속밀도에 의해 결정된다. 동적 하중을 베어링이 지지할 경우에는 동적하중을 포함한 최대 하중에 의한 철심 재료의 포화자속에 의해 결정되므로 부하용량 증대를 위해 자성 재료 개선을 위한 연구가 진행되고 있으며, 동적 강성 증대를 위한 광대역 고전류 전력 증폭기 개발 및 특정 주파수의 동적하중에 대해서 선택적으로 강성을 증가시키는 연구도 이루어지고 있다. 또한 회전축의 탄성 변형에 의한 공진 억제 기술과 베어링의 탄성 변형에 의한 변형 모드의 공진현상을 억제하기 위한 연구도 진행되고 있다.

이외에도 회전속도가 고속화됨에 따라 센서와 액츄에이터의 불일치 문제 해결, 자이로 효과에 대응하는 제어 기법 개발 및 광대역 고전류 전력 증폭기 등에 대한 연구가 진행되고 있다. 내환경성 향상을 위해서는 현재 극저온 용도로서 4K에서 운전되는 헬륨 펌프도 제작되었으며, 10-11Torr의 극진공 터보펌프와 회전체의 온도가 500˚C에 달하는 X선관용 자기 베어링도 개발되었다.
 

이러한 자기 베어링은 각 연구기관과 기업에서 보다 소형, 저코스트, 고성능을 지향하여 자기 베어링 구성 부품의 삭감, 기능의 복합화에 관한 연구가 이루어지고 있다. 피드백 제어에서 필요한 센서 기능을 자기 베어링 전자석에 부가시키는 셀프센싱 기술이나 모터 기능을 일체화한 모터 일체 자기 베어링, 레이디얼 자기 베어링과 액사일(Axile) 자기 베어링을 일체화한 방식이나 전자석의 수를 삭감한 방식 등의 연구가 진행되고 있으며, 자기 베어링의 고속성이나 강성 등의 이점을 활용하고 자기 제어회로내의 신호를 사용하여 지능화된 공작기계의 주축 베어링으로서 자기 베어링을 사용하기 위한 연구도 진행되고 있다.
 

특히 자기 베어링의 특성을 이용한 가변성 자성 유체 베어링에 대한 연구가 현재 활발히 이루어지고 있다. 이는 자력에 따라 감쇠 효과가 크게 변화하는 자성 유체를 이용한 것으로 유체 윤활 베어링과 자기 베어링의 장점을 모두 갖는 베어링이다.
 

하이브리드 베어링은 가변 전류를 제어하여 베어링의 감쇠 효과를 조절할 수 있는 것으로서 하우징과 하우징 안에 수용된 자장 변환 수단과 자장 변환 수단의 내주면과 간극을 가지고 장착되는 축과 자장 변환 수단으로 구성된다. 하이브리드 베어링은 축 사이의 간극 공간 안에 충전된 자기 유변성 자성 유체를 포함한다. 자장 변환 수단은 다수의 코일 권선부를 방사상 등간격으로 배열하고 폴리 코팅에 의해 일체로 성형하여 자성 유체의 자장 세기를 변환시키는 기능을 한다. 이러한 하이브리드 자성유체 베어링은 하중 지지 능력이 우수하고 자성 유체의 윤활 및 유막 지지력과 자석의 자력 제어를 통해서 회전기기류의 진동 문제를 해소할 수 있다.
 

순간적인 전원의 단속 시나 혹은 과부하에 의한 비정상적인 운전 시에도 작동의 안정성도 보장되며, 산업용 회전기나 수송 기기적용시, 예측치 못한 사고 발생시에도 순간적으로 감쇠력을 증대시켜 충격에 의한 파손을 극소화할 수 있는 방재 효과를 얻을 수 있다. 또한 전원의 공급이 중단되었을 때에는 단순히 윤활유의 점성에 의해 베어링의 일반적 지지 효과를 나타내므로 적용에 따른 신뢰성도 보장된다.

초고속 기계 요소를 위한
공기 베어링의 급부상

공기 베어링은 전동체 대신 내외륜 사이 공간에 공기를 주입시켜 구동할 수 있게 만든 베어링이다. 자기 베어링과 마찬가지로 소음, 마찰 등에는 상당히 유리하나, 부가장치가 많이 따르고 고가이며 설치 공간이 많이 필요하다는 단점이 있다. 일반적으로 중속, 고출력 주축시스템의 경우 볼베어링을 채용하고 있으며, 고속, 고정도 시스템의 경우 공기베어링이 주로 사용되고 있다. 공기베어링은 우수한 회전 정밀도와 낮은 발열특성 때문에 초정밀, 초고속기계 요소에 광범위하게 응용되고 있다. 예를 들어 현재 공작기계의 고속 주축에 쓰이고 있는 공기 정압베어링은 압축공기를 공급함으로써 축과 베어링 사이에 수㎛에서 수십㎛의 공기막(Air Film)을 형성시켜 축을 지지해 주는 구조를 이루고 있으며, 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

 - 공기막에 의해서 부품정밀도를 높혀서, 고정밀도를 얻을 수 있다.

 - 금속 접촉이 없기 때문에 수명이 반영구적이며, 가공 정밀도나 공구수명을 저해하는 진동이나 작업환경을 악화시키는 소음이 적다.
 - 일반 유체에 비해 공기의 점도가 매우 낮기 때문에 고속회전시의 발열이 적어서 초고속 회전이 가능하다.
 - 부하지지능력을 얻기 위해서는 기름 윤활의 경우보다 매우 얇은 윤활막을 요구하게 된다. 이러한 얇은 유막을 얻기 위해서 가공상의 오차가 매우 작아야 하며, 표면 조도와 열적, 탄성적 변형, 조립상태에 의해 베어링 성능이 크게 영향을 받는다.

 - 공기막의 작은 감쇠특성으로 인해 공진 속도나 고속 불안정상태에서 축을 지지해 줄 수 있는 충분한 감쇠력을 생성할 수 없기 때문에 공기베어링을 채용하는 시스템의 엄밀한 동특성 해석이 필요하다.

공기베어링의 주축은 크게 하우징(Housing), 샤프트(Shaft), 레이디얼 베어링(Radial bearing), 스러스트 베어링(Thrust bearing)으로 구성되며, 주축을 구동하기 위한 모터가 채결된다. 최근에는 공기베어링 주축의 고속화를 위해 모터가 주축내부에 내장된 모터내장형이 많이 사용되고 있다. 이는 구조가 간단하고 일반 공작기계에서 문제가 되는 외부구동에 따른 벨트 및 풀리 등에 의한 진동 및 마찰손실을 줄일 수 있는 이점이 있다. 그러나 모터가 하우징 내부에 위치하게 되므로 발열에 대한 충분한 냉각이 필요하며, 만약 냉각이 충분히 이루어지지 못하면 열변형에 따른 공기베어링 성능변화 및 유막이 파괴될 우려가 있다. 또한 공기주축의 경우 압축성 공기를 윤활제로 사용함에 따른 부하지지 능력과 강성의 부족이 실제 금형 가공기에 적용하는 데 있어서 큰 단점으로 작용될 수 있다.

현재 국내에서 공기베어링 주축을 제작, 생산하고 있는 기업체로는 예원테크㈜, 태백H.S, 트윈테크 등이 있으며 PCB 홀 가공 및 웨이퍼 연삭.절단, 금형 연마용에 사용되고 있다. 그러나 아직 국내의 경우 금형가공 전용 고강성 공기베어링 주축은 안정화 단계에 도달하지 않은 실정이다. 국외의 경우 Westwind에서는 최대 회전속도 180,000rpm, 최대 출력 30kW인 제품도 출시되고 있다. 그림6은 국내외에서 생산되는 공기베어링 주축을 나타내었다.
 

이러한 공기 베어링의 대표적인 형식으로는 자성보상 형태, 표면보상 형태, 다공질보상 형태 등이 있다.(그림7 참고) 자성보상요소의 경우 원리적으로 자려 진동의 발생이 없으며, 보상요소의 가공도 상대적으로 용이하므로 예전부터 많이 사용되고 있으나 베어링 강성이 상대적으로 낮고 배기 진동 등에 의해 높은 정밀도를 기대하기 어렵다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 베어링 표면에 자려 진동이 발생하지 않는 범위의 얕은 포켓을 가공하는 표면 보상형이 개발되어 많이 응용되고 있으나 상대적으로 작은 베어링 간극을 유지해야하고 포켓의 가공이 어렵다는 단점이 있다. 다공질 보상요소의 경우에는 무수한 공급공을 가지게 되므로 높은 강성을 기대할 수 있으나 소재와 자려 진동을 피할 수 있는 설계, 제작기술이 필요하다는 단점이 있다.
 

수요는 증가 공급은 부족
베어링 산업의 발전 시급

앞에서 언급한 베어링 이외에도 특수한 베어링으로서 액체금속을 윤활제로 사용하는 MHD 베어링도 있다. MHD 베어링은 나트륨 냉각 고속증식로나 대형우주선용 액체금속 랭킨 사이클 기관 개발시 작동유체인 액체금속(나트륨, 리튬, 수은, 나크합금 등)을 윤활제로 사용하는 미끄럼 베어링으로 윤활유를 사용할 수 없는 고온에서 사용할 수 있는 이점이 있지만 액체금속의 점도는 기름의 약 1/100정도로 작기 때문에 부하용량을 향상시키기 위해 전류와 자계의 상호작용을 이용하여 액체금속의 윤활막 압력을 상승시켜서 사용할 수 있다.

베어링은 회전하는 모든 기계 부품에 적용되는 중요한 요소로서, 발전 가능성이 크다고 할 수 있다. 국내에도 몇몇 제조업체들이 있기는 하지만 세계 시장은 몇몇 선진업체의 기술에 의해 좌우되고 있는 것이 현실이다. 그러나 현재 산업 전반에 걸쳐 경기 침체가 지속되고 있지만, 베어링 시장은 아직까지 수요가 공급을 초과하고 있다.
 

세계경제가 전자상거래의 급속한 확산과 경쟁심화로 글로벌화, 디지털화가 급속히 진전되면서 부품, 소재가 품질과 가격경쟁력이 있으면 경쟁사로부터도 조달하는 글로벌 소싱 추세이다. 하지만 국내의 경우 품질, 가격경쟁력에 있어서 그다지 유리하지 못한 상황이다. 특히 중국이 무한한 발전 가능성을 보이며 성장하고 있는 상황에서 이러한 현상은 더욱 더 심화될 것으로 전망되고 있다. 이렇듯 향후 관련 기계산업 및 전자산업이 발전함에 따라 베어링에 대한 수요는 급증할 것으로 예상되며, 지속적인 연구개발을 통해 품질과 가격경쟁력을 확보해야할 필요성이 대두되고 있다.■