KR100209029B1 - 베어링 밀봉시험기 및 그 시험방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀봉형 베어링의 밀봉성능을 시험하는 베어링 밀봉시험기 및 그 시험방법에 관한 것으로서, 베어링 밀봉시험기는 용기의 내부에 이물질이 혼합된 용액을 충진함과 동시에 시험베어링을 배설하여 회전시킴에 의해 베어링의 밀봉성능을 파악하는 베어링 밀봉시험기에 있어서, 상기 용기(90)의 일측에는 상기 용기(90)내부에서 발생하는 이상음을 측정하도록 A.E(Acoustic Emission)측정수단(110)이 배설되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 베어링 밀봉시험기의 시험방법은 시험하고자 하는 시험베어링(B)을 용기(90)의 내부에 삽입/배설함과 동시에 시험용액(S)을 상기 용기(90)의 내부에 유입시킨 후, 압축공기를 그 내부에 유입시킴과 동시에 상기 시험베어링(B)을 회전시키면서 상기 용기(90)내부의 이상음을 상기 A.E(Acoustic Emission)측정수단(110)을 통해 관찰하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 일정한 베어링의 사용조건하에서 어느 정도의 시간이 경과했을때 밀봉시일부재가 밀봉성을 상실하는 가에 대한 정확한 해석을 할 뿐만 아니라 틈새를 통과하여 베어링의 내부로 침입된 이물질이 베어링의 구름체에 어떠한 영향을 미치는 가에 대한 정보를 용이하게 파악하여, 밀봉형 베어링의 밀봉성능을 정확히 판단할 수 있다.

Description

베어링 밀봉시험기 및 그 시험방법

본 발명은 밀봉형 베어링의 밀봉성능을 시험하는 베어링 밀봉시험기 및 그 시험방법에 관한 것으로서, 특히 베어링의 수명에 직접적인 영향을 미치는 이물질의 베어링 내부침입에 대하여 베어링이 어느정도의 밀봉성능을 가지는지를 측정하는 베어링 밀봉시험기 및 그 시험방법에 관한 것이다.

일반적으로 밀봉형 베어링은 제1도에 도시한 바와 같이, 샤프트가 내삽되는 내륜(1)과, 하우징에 내삽되는 외륜(3)이 다수의 구름체(5)를 사이에 두고 결합된 구조로 되어 있다.

상기 다수의 구름체(5)는 서로 일정한 간격을 유지하며 이탈하지 않도록 리테이너(7)에 의해 결합되어 있고, 상기 내륜(1)과 외륜(3)사이에는 윤활제가 충진되어 있으며, 상기 윤활제의 누설 및 이물질의 침입을 방지하도록 상기 구름체(5)의 양측에는 밀봉시일부재(9, 9')가 결합되어 있다.

상기 밀봉시일부재(9, 9')는 제2도에 도시한 바와 같이, 외륜(3)에 형성된 홈에 고정되어 있다.

이러한 밀봉형 베어링에서 샤프트에 끼워진 내륜(1)이 회전하게되면, 외륜(3)과의 상대운동으로 인하여 밀봉시일부재(9, 9')와 내륜(1)사이에 틈새(10, 10')가 발생하게 되는데, 상기 틈새(10, 10')가 일정한 크기이상이 되면 일물질이 베어링의 내부로 침입하게 된다.

베어링의 내부에 이물질이 유입하게 되면, 상기 이물질이 베어링의 내부에 충전된 운활제와 혼합되어 베어링의 구름체(5), 내륜(1) 및 외륜(3)의 전동면을 손상시키므로 베어링의 조기 파손을 야기한다.

따라서, 베어링의 내부에 이물질이 침입하는 정도는 베어링이 설치되는 기계의 내구성에 관계 되므로, 베어링의 내부에 이물질이 침입하는 정도를 사전에 시험/검사하여 불량품을 가려내는 것은 매우 중요하다.

종래 베어링의 밀봉성능을 시험하는 베어링 밀봉시험기는 일정시간 동안 이물질이 충만한 용기속에서 베어링을 회전운동 시킨 후 베어링의 내부에 침투한 이물질의 무게를 측정함에 의해 베어링의 밀봉성능을 판단하였다.

종래 다른 예로서, 베어링의 밀봉성능을 시험하는 베어링 밀봉시험기는 일정시간 동안 이물질이 충만한 용기속에서 베어링을 회전운동 시키는 중에, 상기 용기내에 충전된 이물질의 변화량을 측정함으로서, 베어링의 내부에 이물질이 침투하는 속도를 근거로 하여 베어링의 밀봉성능을 판단하였다.

종래 일정시간 동안 이물질이 충만한 용기속에서 베어링을 회전운동 시킨 후 베어링의 내부에 침투한 이물질의 무게를 측정함에 의해 베어링의 밀봉성능을 판단하는 상기 시험방법은 일정한 베어링의 사용조건하에서 어느 정도의 시간이 경과했을때 상기 밀봉시일부재(9, 9')가 밀봉성을 상실하는 가에 대한 정확한 해석을 할 수 없으므로, 베어링의 수명을 판정하기가 용이하지 않다는 문제점이 있었다.

또한, 종래 일정시간 동안 이물질이 충만한 용기속에서 베어링을 회전운동 시키는 중에 상기 용기내에 충전되 이물질의 변화량을 측정함으로써 베어링의 내부에 이물질이 침투하는 속도를 근거로 하여 베어링의 밀봉성능을 판단하는 상기 시험방법은 틈새(10, 10')를 통과하여 베어링의 내부로 침입된 이물질이 베어링의 구름체(5)에 어떠한 영향을 미치는 가에 대한 정보를 파악할 수가 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 일정한 베어링의 사용조건하에서 어느 정도의 시간이 경과했을때 상기 밀봉시일부재(9, 9')가 밀봉성을 상실하는 가에 대한 정확한 해석을 할 뿐만 아니라 틈새(10, 10')를 통과하여 베어링의 내부로 침입된 이물질이 베어링의 구름체(5)에 어떠한 영항을 미치는 가에 대한 정보를 용이하게 파악하여, 밀봉형 베어링의 밀봉성능을 정확히 판단할 수 있는 베어링의 밀봉시험기 및 그 시험방법을 제공하는 데 있다.

제1도는 밀봉형 볼베어링을 일부절개하여 나타낸 사시도.

제2도는 밀봉형 볼베어링의 내부에 이물질이 침입하는 상태를 나타내는 베어링의 일부 단면도.

제3도는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 베어링 밀봉시험기를 나타내는 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

90 : 용기 110 : A.E(Acousetic Emission)측정수단

본 발명에 의한 베어링 밀봉시험기는 용기의 내부에 이물질이 혼합된 용액을 충전함과 동시에 시험베어링을 배설하여 회전시킴에 의해 베어링의 밀봉성능을 파악하는 베어링 밀봉시험기에 있어서, 상기 용기의 일측에는 상기 용기내부에서 발생하는 이상음을 측정하도록 A.E(Acoustic Emission)측정수단이 배설되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 용기에는 베어링시험시 사용되는 시험용액을 그 내부에 유입시키는 용액유입구와, 상기 시험용액이 잘 혼합되도록 압축공기를 그 내부에 유입하는 압축공기유입구가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 베어링 밀봉시험기의 시험방법은 시험하고자 하는 시험베어링을 용기의 내부에 삽입/배설함과 동시에 시험용액을 용기의 내부에 유입시킨 후, 압축공기를 내부에 유입시킴과 동시에 상기 시험베어링을 회전시키면서 상기 용기내부의 이상음을 상기 A.E(Acoustic Emission)측정수단을 통해 관찰하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 시험용액은 물과 무기질미립자가 혼합된 용액으로서, 그 혼합비율은 물 100중량부에 대해 무기질미립자 4~15중량부로 하는 것이 바람직하며, 그 혼합비율은 물 100중량부에 대해 무기질미립자 7~9중량부로 하는 것이 특히 바람직하다.

상기 무기질미립자는 10~20 ㎛크기의 탄화규소로 하는 것이 바람직하다.

아하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

제3도에 도시한 바와 같이, 베이스(20)의 상측에는 제1지지수단(30)을 매개로 구동축부재(40)가 회전가능케 배설되어 있고, 상기 구동축부재(40)의 일측에는 동력발생수단(50)로부터 상기 구동축부재(40)에 동력을 전달하도록 동력전달수단(60)이 상기 동력 발생수단(50)에 결합되어 있다.

상기 구동축부재(40)는 연결수단(70)에 의해 종동축부재(80)에 연결되어 있고, 상기 종동축부재(80)의 단부는 일정한 크기의 용기(90)의 내부에 수용되어 있고, 상기 용기(90)는 상기 베이스(20)에 고정된 제2지지수단(100)에 의해 지지되어 있다.

그리고, 상기 용기(90)의 일측에는 상기 용기(90)내부의 이상음을 측정하도록 A.E(Acoustic Emission)측정수단(110)이 설치되어 있다.

상기 구동축부재(40)의 일측단에는 상기 동력전달수단(60)의 후술하는 종동풀리가 결합되도록 삽입부가 형성되어 있고, 상기 구동축부재(40)의 타측단에는 상기 연결수단(70)이 결합되도록 플랜지부(41)가 형성되어 있다. 상기 플랜지부(41)에는 상기 연결수단(70)이 끼워지도록 다수의 요홈이 형성되어 있다.

상기 동력발생수단(50)은 모터축(51)이 돌출형성된 공지의 모터로 되어 있고, 상기 모터축(51)에는 상기 동력전달수단(60)의 후술하는구동풀리가 삽입되도록 삽입부가 형성되어 있다.

상기 동력전달수단(60)은 상기 모터축(51)에 삽입배설된 구동풀리(61)와, 상기 구동축부재(40)에 일측단부에 삽입배설된 종동풀리(63)와, 상기 구동풀리(61)의 회전력을 종동풀리(63)에 전달하도록 상기 구동풀리(61)와 종동풀리(63)을 연결하는 벨트(65)로 되어 있다.

상기 구동풀리(61) 및 종동풀리(63)는 V벨트풀리로 되어 있고, 상기 벨트(6)는 V벨트로 되어 있다.

상기 연결수단(70)는 상기 구동축부재(40)와 종동축부재(80)의 미스얼라인먼트(중심선 불일치)에 의한 작동불량을 방지하도록 일정한 유연성을 가진 우레탄 커플링으로 되어 있다.

상기 종동축부재(80)의 일측단에는 상기 연결수단(70)이 결합되도록 플랜지부(81)가 형성되어 있고, 상기 종동축부재(80)의 타측단에는 시험하고자 하는 베어링을 삽입 설치하도록 삽입부(83)가 형성되어 있다. 상기 플랜지부(81)에는 상기 연결수단(70)이 끼워지도록 다수의 요홈이 형성되어 있다.

상기 용기(90)의 상측면에는 베어링시험시 사용되는 시험용 용액을 그 내부에 유입시키도록 용액유입구(91)가 형성되어 있고, 상기 용기(90)의 하측면에는 상기 시험용 용액이 잘 혼합되도록 압축공기가 상기 용기(90)의 내부에 유입하는 압축공기 유입구(93)가 형성되어 있다.

상기 A.E(Acoustic Emission)측정수단(110)는 재료의 변형이나 파손시 발생하는 음향에너지(음)를 측정하는 측정기로서, 원자력발전이나 도시가스등에 사용되는 고압용기의 압력시험이나 이러한 설비의 운전중 안전성확보를 위한 감시용 측정기로 널리 사용될 뿐만 아니라 구조물의 이상진단이나 기계설비의 상태를 파악하는 데에도 널리 사용되는 측정기 이다.

상기 A.E(Acoustic Emission)측정수단(110)은 상기 용기(90)내부의 이상음을 감지하도록 상기 용기(90)위 외부면에 부착된 A.E(Acoustic Emission)셴서(111)와, 상기 A.E(Acoustic Emission)센서(111)에서 감지된 신호를 처리하도록 신호선(113)을 통해 상기 A.E(Acoustic Emission)센서(111)에 연결된 본체(115)로 이루어져 있다.

상기 본체(115)에는 신호를 필터링하는 밴드-패스 필터(BAND-PATHFILTER), 신호를 증폭하는 증폭기, 일정레벨이상의 신호가 감지되면 경고음을 발생하는 스피커등이 내장되어 있다.

상기 A.E(Acoustic Emission)측정수단(110)의 측정주파수는 수십KHz~수MHz의 주파수영역으로 되어 있다. 따라서, 상기 주파수영역보다 낮은 일반진동에 의해서는 영향을 받지 않는다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 베어링 밀봉시험기의 시험방법에 대해 다음에 설명한다.

먼저, 상기 종동축부재(80)의 삽입부(83)에 시험하고자 하는 시험베어링(B)을 삽입/배설한 후, 용액유입구(91)를 통하여 시험용액(S)을 용기의 내부에 유입시킨다.

이때, 상기 시험용액(S)은 물과 무기질미립자가 혼합된 용액으로서, 그 혼합비율은 물 100중량부에 대해 무기질미립자 7~9중량부이고, 상기 무기질미립자는 10~20㎛크기의 탄화규소이다.

다음에, 도시하지 않은 스위치를 작동시켜 동력발생수단(50)에 전원을 공급하여 구동축부재(40) 및 종동축부재(80)를 회전시킴에 의해 시험베어링(B)을 회전시킨다. 이때, 상기 용기(90)의 압축공기 유입구(93)을 통해 압축공기를 용기(90)의 내부에 유입시켜 상기 시험용액(S)의 무기질미립자가 물에 고르게 분산되도록 한다.

이와같은 시험방법에 의해 시험베어링(B)이 용기(90)내에서 장시간 회전하였을 때, 시험베어링(B)의 내부에 상기 시험용액(S)이 침투하면, 상기 시험베어링(B)의 내부에 침투된 상기 시험용액(S)중의 무기질미립자는 시험베어링(B)내부의 윤활제와 혼합되어 구름체, 내륜 및 외륜이 손상되어 일정한 주파수의 이상음이 발생한다.

상기 이상음은 A.E(Acoustic Emission)측정수단(110)의 A.E(Acoustic Emission)센서(111)에 의해 감지되어 본체(115)에 전달된 후, 증폭 및 필터되어 일정한 대역의 주파수 신호로 바뀐다. 상기 주파수 신호는 도시하지 않은 오실로스코우프를 통해 관찰한다.

그리고, 일정레벨이상의 주파수신호가 일정량 계측되면, 상기 본체(115)의 스피커에서 경고음이 발생되고, 시험은 종료된다.

이와같은 베어링 밀봉시험기 및 그 시험방법에 의하면, 상기 A.E(Acoustic Emission)측정수단은 특정한 주파수대역에서 다른 진동용인의 영향을 받지 않으므로, 시험베어링의 작동상태에 대한 정보 즉, 구름체, 내륜 및 외륜의 파손에 대한 정확한 정보를 알려 주게 되어 시험결과가 정확하다.

그리고, 시험베어링의 작동상태를 지속적으로 관찰하면서 밀봉시험을 진행할 수 있으며, 시험베어링의 밀봉시일부재가 기능을 상실하여 이물질이 침입하는 시점을 정확히 측정할 수 있으므로 베어링의 수명을 정확히 파악할수 있다.

즉, 본 발명에 의하면, 일정한 베어링의 사용조건하에서 어느 정도의 시간이 경과했을때 밀봉시일부재가 밀봉성을 상실하는 가에 대한 정확한 해석을 할 뿐만 아니라 틈새를 통과하여 베어링의 내부로 침입된 이물질이 베어링의 구름체에 어떠한 영향을 미치는 가에 대한 정보를 용이하게 파악하여, 밀봉형 베어링의 밀봉성능을 정확히 판단할 수 있는 것이다.

Claims (7)

1. 용기의 내부에 이물질이 혼합된 용액을 충전함과 동시에 시험베어링을 배설하여 회전시킴에 의해 베어링의 밀봉성능을 파악하는 베어링 밀봉시험기에 있어서, 상기 용기(90)의 일측에는 상기 용기(90)내부에서 발생하는 이상음을 측정하도록 A.E측정수단(110)이 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 밀봉시험기.
2. 제1항에 있어서, 용기(90)에는 베어링시험시 사용되는 시험용액을 그 내부에 유입시키는 용액유입구(91)와, 상기 시험용액이 잘 혼합되도록 압축공기를 그 내부에 유입하는 압축공기유입구(93)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 밀봉시험기.
3. 제1항에 있어서, 상기 A.E측정수단(110)은 상기 용기(90)내부의 이상음을 감지하도록 상기 용기(90)위 외부면에 부착된 A.E센서(111)와, 상기 A.E센서(111)에서 감지된 신호를 처리하도록 신호선(113)을 통해 상기 A.E센서(111)에 연결된 본체(115)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 베어링 밀봉시험기.
4. 시험하고자 하는 시험베어링(B)을 용기(90)의 내부에 삽입/배설함과 동시에 시험용액(S)을 상기 용기(90)의 내부에 유입시킨후, 압축공기를 그 내부에 유입시킴과 동시에 상기 시험베어링(B)을 회전시키면서 상기 용기(90)내부의 이상음을 상기 A.E측정수단(110)을 통해 관찰하는 것을 특징으로 하는 베어링 밀봉시험기의 시험방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 시험용액(S)은 물과 무기질미립자가 혼합된 용액으로서, 그 혼합비율은 물 100중량부에 대해 무기질미립자 4~15중량부로 하는 것을 특징으로 하는 베어링 밀봉시험기의 시험방법.
6. 제5항에 있어서, 물과 무기질미립자의 혼합비율은 물 100중량부에 대해 무기질미립자 7~9중량부로 하는 것을 특징으로 하는 베어링 밀봉시험기의 시험방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 무기질미립자는 10~20㎛ 크기의 탄화규소로 하는 것을 특징으로 하는 베어링 밀봉시험기의 시험방법.