선형 베어링 응용 분야에서 샤프트 유형을 선택할 때 고려해야 할 두 가지 요소

원형 샤프트 선형 베어링 시스템에서 샤프트는 베어링의 내부 궤도 역할을 하며 시스템의 마모와 수명에 중요한 역할을 한다. 원형 샤프트를 기반으로 하는 재순환 및 플레인 선형 베어링은 애플리케이션 또는 환경 요구 사항에 따라 다양한 샤프트 재료를 사용할 수 있다. 재순환 선형 베어링용 샤프트는 일반적으로 베어링 등급 탄소강 또는 스테인리스강으로 만든다. 마찬가지로 플레인 선형 베어링 시스템은 탄소강, 스테인리스강 또는 알루미늄 샤프트를 사용할 수 있다.

매우 열악한 환경이나 특수 조건의 경우 샤프트를 도금하거나 코팅하여 부식성 또는 연마성 오염 물질을 견딜 수 있다. 선형 베어링 응용 분야에 사용할 샤프트 유형을 선택할 때 베어링 마모와 수명에 기여하는 가장 중요한 두 가지 요소는 샤프트의 표면 조도와 경도이다.

원형 샤프트 선형 베어링의 표면 처리

표면 처리는 일반적으로 표면의 "거칠기"를 말하며, 이는 표면 지형이 이상적인 평면과 얼마나 다른지를 측정한 것이다. 재순환 볼 베어링은 거칠기 값이 낮은 연마 샤프트와 짝을 이룰 때 가장 잘 작동한다. 더 나은 표면 조도는 실제로 샤프트와 재순환 볼 사이의 접촉 면적을 증가시키기 때문이다. 상당한 수의 봉우리와 골이 있는 "거친" 샤프트 표면은 볼이 탈 수 있는 접촉 면적이 잦은 반면, 부드러운 샤프트 표면은 하중을 전달하는 볼에 더 많은 접촉 면적을 제공한다. 재순환 볼 베어링과 함께 사용되는 샤프트의 일반적인 표면 마감 권장 사항은 6~10마이크로인치 Ra이다.

그러나 플레인 선형 베어링의 경우 대부분의 플레인 베어링의 자체 윤활 특성으로 인해 더 매끄러운 샤프트 표면은 실제로 수명을 단축할 수 있다. 플레인 베어링은 소량의 베어링 재료를 샤프트로 전달하기 위해 샤프트 거칠기의 특징, 특히 샤프트 표면의 "피크(peaks)"에 의존한다. 이 떨어져 나온 재료 조각은 샤프트 표면의 골을 채우고 베어링이 앞뒤로 이동할 때 윤활을 제공한다. 이 윤활이 없으면 샤프트와 베어링 사이의 마찰이 높아지고 베어링의 PV 정격이 감소한다.

이것은 외부에서 윤활해야 하는 청동으로 만든 플레인 베어링의 경우에도 마찬가지다. 샤프트 표면의 약간의 거칠기는 샤프트가 윤활유를 유지하고 금속과 금속의 접촉을 방지하는 데 도움이 된다. 그러나 재순환 베어링 샤프트와 마찬가지로 표면이 너무 거칠면 베어링이 광범위하게 마모되어 조기 고장이 발생할 수 있다. 표면 거칠기 값의 제안 범위는 베어링 재료에 따라 다르지만, 예를 들어 복합 베어링 제조업체는 일반적으로 8~16 마이크로 인치 Ra의 샤프트 표면 거칠기를 권장한다.

표면 거칠기는 ASME B46.1에 정의된 Ra 또는 RMS로 표현할 수 있다. Ra 또는 평균 거칠기는 거칠기 프로필의 평균선에서 프로필 편차의 절댓값의 산술 평균이다. RMS 거칠기는 평균선에서 프로파일 높이 편차의 제곱 평균 제곱근이다. 두 측정값 모두 미터법(미크론) 또는 인치 (마이크로 인치) 단위로 표시할 수 있다. Ra 측정은 오늘날 더 일반적으로 사용되지만, 일부 제조업체는 여전히 RMS 거칠기 측정을 사용한다. 그러나 서로 다른 공식으로 계산되기 때문에 Ra와 RMS 사이에는 직접적인 변환이 필요 없다.

자료 제공: PBC Linear(www.PBCLINEAR.com)