KR100292889B1 - 구름베어링마모에 대한 보상방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베어링마모에 대한 보상방법 및 장치에 관한 것으로 베어링의 외륜저면에 마모보상을 위한 압력기구를 장착하여 베어링의 마모에 의해 발생된 틈새만큼 압력기구를 작동하여 마모량을 보상하여 원활한 회전운동이 이루어질 수 있도록 하기위해 구름베어링의 구성품상호간 마찰에 의한 마모를 보상하기 위해 베어링마모보상장치를 구성함에 있어서;

상기 베어링마모보상장치(3)는 압력발생부(4)와 세팅부(5) 그리고 작동부(6)로 크게 구성되며, 상기 압력발생부(4)는 공압 혹은 유압의 발생을 위한 컴프레셔(compressure;40)와 압력전달에 필요한 파이프라인(41); 상기 압력발생부(4)에 의해 생성된 압력은 파이프라인(41)의 토출측(43)을 통하여 작동부(6)와 연결되며, 상기 작동부(6)는 커버(61)에 의해 일측이 폐쇄되고 그 내방으로 베어링(30)의 장착공간(62)을 가지는 실린더(60)로 구성되고, 상기 실린더(60)내방에는 베어링(30)의 외륜(31)을 가압하는 피스톤(63)이 단(段;64)을 형성하여 실린더(60)와 체결되고, 상기 베어링(30) 일측에는 베어링(30)의 유동을 방지하고 커버(61)와의 간격조절을 위한 칼라(coller;67)를 장착하고, 그 외측으로 풀림방지용 너트(68)와 와셔(69)를 개제하여 베어링(30)과 칼라(67)를 단속한 것을 특징으로 한다.

Description

구름베어링마모에 대한 보상방법

본 발명은 베어링마모에 대한 보상방법 및 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 회전체의 상간에 개제되어 원활한 회전을 이루도록하는 베어링에 지속적인 하중의 작용으로 로울러 마모시 발생하는 내, 외륜과의 틈새를 보상하여 베어링의 수명연장과 틈새로 인한 진동소음을 해소하여 가공정도(加工精度)향상 및 원가절감을 이루기 위함이다.

일반적으로 베어링(Bearing)이라 함은 회전체를 지지하는 기계요소로서, 미끄럼베어링과 구름베어링으로 구분된다.

상기 미끄럼베어링은 축과 베어링이 면접촉으로 미끄럼운동을 하는 것을 일컬으며, 구름베어링은 볼(ball)이나 로울러(roller)를 중개하여 축과 베어링이 간접적으로 구름운동을 하는 것을 일컫는 것으로 이에는 베어링에 작용하는 하중의 방향에 따라 레이디얼(radial)베어링과 스러스트(thrust)베어링이 있다.

상기 레이디얼베어링은 축방향으로 작용하는 하중을 부하하는 것을 말하며, 스러스트베어링은 축과 직각방향으로 작용하는 하중을 부하하는 것을 가르킨다.

이와 같이 회전체를 지지하면서 원활한 회전운동이 이루어질 수 있도록하는 베어링은 사용용도에 따라 적용되는 종류의 다양성을 보이는데, 그 중 고속회전과 고부하에 적용되는 구름베어링은 도 1 가)와 나)에서와 같이 구성된다.

상기 구름베어링(1)중 테이퍼로울러베어링(10)은 진원체의 외륜(11)과 내륜(12)이 구비되고, 그 상간에 절두원추형의 구름전동체인 테이퍼로울러(13)가 리테이너(14)에 의해 등간격 구성되며, 상기 내륜(12)에는 단턱(15)을 형성하여 테이퍼로울러(13)가 안착할 수 있도록하고, 상기 로울러(13) 외주연에는 내면이 테이퍼가공처리된 외륜(11)을 감싸듯 고정하여 테이퍼로울러 구름베어링(10)을 완성한다.

상기와 같이 구성된 테이퍼로울러베어링(10)의 구성요소 가운데 구름전동체인 테어퍼로울러(13)를 볼(ball;21)로 변경구성한 것이 도 1 나)에 도시된 바와 같은 앵귤러컨텍트 볼구름베어링(20)을 형성한다.

상기와 같이 구성된 구름베어링중 테이퍼로울러베어링은 비교적 큰 레이디얼하중 일방향스러스트 하중을 부하하고, 고속회전체에 적용되는 것으로 축의 회전속도와 하중의 크기에 의해 베어링의 마모속도와 양에 편차를 보이고, 이에 따라 적용되는 베어링의 규격이 결정된다.

상기 베어링의 규격을 결정하기위해서는 베어링수명시간의 연산이 필요하며, 이는 다음의 식을 통하여 구해진다.

(時間)

Lh ; 베어링의 수명시간

L ; 정격수명(10⁶회전단위)

n ; 회전수(rpm)

와 같은 공식을 통하여 구해진 베어링수명을 근거로하여 베어링의 규격을 정하여 장착한다.

상기와 같이 베어링수명공식에 근거하여 정해진 베어링규격이라 할지라도 작업장의 외부요인(기온, 미세먼지, 윤활상태등)에 의해 마모현상이 가속화되어 공식에 의한 수명시간이 남아있음에도 불구하고 베어링의 마모가 심하여 사용이 불가능한 경우가 발생한다.

상기와 같은 베어링의 이상마모는 원활한 하중의 부하가 곤란하여 고정도(高精度)유지가 불가능하며, 심할 경우 베어링의 파손 등을 초래하여 운동기능을 상실하며, 또한 축에는 비정상적인 회전력이 작용하여 과다한 비틀림토오크로 축이 파단되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기위해 베어링의 장착시 외륜에 예압용 너트를 체결하여 마모량만큼 보상할 수 있도록하였으나, 그 마모량의 파악이 곤란하고 예압토오크의 파악이 불가능하여 정확한 데이터에 의한 보상이 아닌 작업자의 인위에 의한 보상으로 정확한 작업이 불가능하였다.

또한 상기와 같이 베어링의 마모가 발생하여 정상적인 축의 회전운동이 불가능하면 장치의 운전을 멈추고 축을 비롯한 구성품의 분해하여 베어링을 교체하거나 예압너트를 이용하여 보상한 후 다시 작업을 수행해야하는 등의 많은 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 상기한 여러 가지의 문제점을 해결하기위해 창출된 것으로 베어링의 외륜저면에 마모보상을 위한 압력기구를 장착하여 베어링의 마모에 의해 발생된 틈새만큼 압력기구를 작동하여 마모량을 보상하여 원활한 회전운동이 이루어질 수 있도록한다.

도 1 가)는 본 발명의 설명을 위한 테이퍼로울러베어링을 도시한 단면도,

나)는 앵귤러컨텍트 볼베어링을 도시한 단면도,

도 2는 본 발명이 적용된 베어링마모 보상장치를 도시한 일부파절 단면도,

도 3은 도 2의 A 부분 확대단면도.

*도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명*

3;베어링마모보상장치 4;압력발생부

5;세팅부 6;작동부

30;테이퍼로울러베어링 60;실린더

61;커버 63;피스톤

65;0 - 링 66;볼트

도면상 미설명부호 P 는 피스톤에 작용하는 압력.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명이 적용된 베어링마모 보상장치를 도시한 일부파절 단면도, 도 3은 도 2의 A 부분 확대단면도로서 함께 설명한다.

고정체와 회전체상간에 개제되어 마찰력을 감소시키고 원활한 회전이 가능하도록 내, 외륜사이에 금속재 리테이너에 의해 등간격 구비된 로울러형 혹은 볼형의 구름전동체로 형성된 구름베어링을 구비한다.

상기 구름베어링은 축의 외주연에 장착되어 구름운동을 통하여 축의 원활한 회전을 도모하고, 이 때 베어링은 구성품상호간의 마찰에 의한 마모가 발생한다.

상기와 같이 베어링에 마모가 발생할 경우 많은 문제점이 도출되고 이를 위해 축의 회전운동상태에서 보상하기위한 방법으로 공압 혹은 유압에 의해 작동하는 압력기구를 베어링의 외륜저면에 장착하여 일정압력이 베어링에 작용하도록한다.

상기와 같이 일정압력이 설정된 베어링외륜은 베어링마모에 의한 틈새로 인하여 외륜이 외측(도면상 우측)으로 이동하여 작용압력이 저하되고, 이에 따라 압력기구는 설정된 압력값을 유지하기위해 압력조절장치를 통하여 공압 혹은 유압을 공급하여 베어링외륜의 이동으로 감소한 압력을 보상하고, 이 압력보상으로 인하여 베어링외륜이 전동구름체와 밀착하여 마모에 의한 틈새를 보상하여 베어링본연의 기능을 수행하도록한다.

상기와 같은 베어링마모보상방법을 이루기 위해서는 도 2 및 도 3에서와 같은 보상장치를 통하여 수행된다.

상기 베어링마모보상장치(3)는 압력발생부(4)와 세팅부(5) 그리고 작동부(6)로 크게 구성되며, 상기 압력발생부(4)는 공압 혹은 유압의 발생을 위한 컴프레셔(compressure;40)와 압력전달에 필요한 파이프라인(41)으로 구성된다.

상기 파이프라인(41)은 발생압력의 유입측(42)과 작동부(6)로의 토출측(43)으로 구성되며, 토출측(43) 일측에는 작동부(6)에 작용하는 압력의 초기설정과 변화값을 감지하기 위한 세팅부(5)가 장착되는데, 상기 세팅부(5)는 압력조절장치(50)와 압력값의 변화를 지시하는 압력계(51)로 구성된다.

상기와 같이 압력발생부(4)에 의해 생성된 압력은 파이프라인(41)의 토출측(43)을 통하여 작동부(6)와 연결되며, 상기 파이프라인(41)을 통해 압력이 전가되는 작동부(6)는 커버(61)에 의해 일측이 폐쇄되고, 그 내방으로 베어링(30)의 장착공간(62)을 가지는 실린더(60)로 구성되고, 상기 실린더내방에는 베어링(30)의 외륜(31)을 가압하는 피스톤(63)이 구비되며, 상기 피스톤(63)에는 단(段;64)을 형성여 실린더(60)와의 체결부위로 활용한다.

상기 피스톤(63)의 외주연에는 작동공압 혹은 유압의 누출을 방지하는 O - 링(65)과 같은 실링재를 개제하여 밀봉성을 높인다.

상기 커버(61)는 볼트(66)를 통하여 실린더(60)와 고정하고, 상기 커버(61)의 중심에는 베어링(30)이 좌우로 유동하는 것을 방지하기위해 내륜(32)을 고정하는 스톱퍼역할과 간격조절역할을 동시에 수행하는 칼라(coller;67)를 장착하고, 그 외측으로 풀림방지용 너트(68)와 와셔(69)를 개제하여 실린더(60)를 단속한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 살펴보면; 먼저 축의 외주연에 장착된 베어링마모보상장치(3)의 작동부(6)는 파이프라인(41)과 압력조절장치(50)를 통하여 일정압력을 전가받으며;

상기 인가된 압력은 피스톤(63)의 저면을 가압하여 피스톤(63)으로 하여금 베어링(30)의 외륜(31)을 압박한 채 일정압력이 베어링(30)전체에 전달될 수 있도록한다.

상기와 같은 베어링(30)은 축의 장시간에 걸친 고속회전으로 인하여 내륜(32)과 구름전동체인 테이퍼로울러(33), 외륜(31)상간에 마모로 인한 틈새가 발생하고, 상기 틈새로 인하여 피스톤(63)에 의해 가압된 베어링외륜(31)은 그 틈새만큼을 이동하여 마모로 인한 틈새를 보상한다.

상기와 같이 마모로 인한 틈새를 보상하기위해 이동한 베어링외륜(31)은 저면에 장착되어 가압하는 피스톤(63)의 압력저하를 유발하고, 이는 압력조절장치(50)와 압력계(51)를 통하여 표출된다.

상기와 같이 저하된 압력은 공압 혹은 유압을 다시 보충하여 초기 설정압력값을 공급될 수 있도록하여 베어링(30)에 균일한 압력이 작용하도록한다.

상기와 같은 베어링마모 보상작업은 종래의 예압용너트를 이용한 보상이 일정한 압력설정이 난이하고, 보상작업이 복잡난이한 것에 비하여 본 발명은 베어링의 마모에 의한 틈새를 압력기구를 통하여 지속적이면서 곧바로 일정하게 보상할 수 있어 베어링수명의 연장과 비정상적인 회전의 발생을 미연에 방지하여 원활한 작업수행이 가능하도록하다.

이상과 같은 본 발명인 구름베어링마모에 대한 보상방법 및 장치는 베어링의 마모를 즉시 보상할 수 있으므로 베어링수명연장이 가능하고, 축의 비정상적인 회전을 방지하여 진동을 감소하고 축의 내구성을 증대시키고 소음절감을 이루는 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 구름 베어링 마모에 대한 보상 방법에 있어서; 공압 혹은 유압에 의해 작동하는 압력 기구를 베어링 외륜 측방에 장착하고, 장착된 압력 기구는 마모로 인해 발생하는 구름 베어링의 구성 부품 상호간의 틈새만큼 베어링 외륜을 이동시켜 이를 보상하도록 하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링 마모에 대한 보상 방법.
2. 상기 구름 베어링 마모에 대한 보상 방법을 실현하기 위한 구름 베어링 마모에 대한 보상 장치를 구성함에 있어서; 상기 구름 베어링 마모에 대한 보상 장치(3)는; 공압 내지는 유압의 발생을 위한 컴프레셔(compressure;40) 및 이를 통해 생성된 압력을 전달하기 위한 파이프 라인(41)으로 구성된 압력 발생부(4)와, 상기 압력 발생부(4)의 파이프 라인(41) 토출측(43)을 통하여, 커버(61)와 칼라(67), 풀림방지용너트(68) 및 와셔(69)에 의해 일측이 폐쇄되고, 그 내방에는 베어링(30) 외륜(31)을 가압하기 위해 단(段;64)을 형성한 피스톤(63)과 베어링(30)을 수용하는 실린더(60)로 구성된 작동부(6) 및, 압력 조절 장치(50)와 압력계(51)로 구성된 세팅부(5)로 형성되는 것을 특징으로 하는 구름 베어링 마모에 대한 보상 장치.