KR100839182B1 - 미분기 감속기용 스러스트 베어링 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스러스트 베어링에 있어서, SS400재질로 이루어지고, 일측면에 배빗 메탈이 형성된 스러스트 베어링 본체와, 상기 스러스트 베어링 본체의 타측면에 베어링 심을 개재시킨 상태에서 피봇 조립용 볼트를 통해 조립되는 피봇을 포함하고, 상기 스러스트 베어링 본체에 조립된 피봇이 마모되었을 경우, 상기 피봇의 하단면에 배치된 베어링 심의 두께를 조정함으로써 보정할 수 있고, 마모가 심한 경우에는 상기 피봇만 분해하여 교체할 수 있는 것을 특징으로 하는 미분기 감속기용 스러스트 베어링에 관한 것이다.
미분기 감속기, 스러스트 베어링, 배빗 메탈, 중력 주조, 비파괴 검사
Description
본 발명은 미분기 감속기용 스러스트 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전량 수입에 의존하고 있는 미분기 감속기의 스러스트 베어링이 손상되었을 시에 제품 정비 및 공급 기간을 대폭 단축할 수 있도록 스러스트 베어링을 국산화하는 미분기 감속기용 스러스트 베어링에 관한 것이다.
현재, 미분기 감속기의 주요부품인 스러스트 패드 베어링(Thrust Pad BRG)은 독일 Renk Tacke사 제품으로 공급이 전량 수입에 의존하고 있다. 그 결과, 베어링이 손상되었을 경우, 정비 기간이 장기간 소요될 뿐만 아니라 수입으로 인한 외화 유출 등의 문제점이 발생되고 있는 실정이다.
또한, 이러한 현실은 국내업체의 기술력 육성에도 기여하지 못하고 있으며, 고장 발생시 부품 조달 기간 및 정비 기간이 장시간 소요되므로 설비 안정성 확보에도 심각한 장애 요인이 되고 있다.
또한, 이러한 현실은 국내업체의 기술력 육성에도 기여하지 못하고 있으며, 고장 발생시 부품 조달 기간 및 정비 기간이 장시간 소요되므로 설비 안정성 확보에도 심각한 장애 요인이 되고 있다.
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본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전량 수입에 의존하고 있는 미분기 감속기의 스러스트 베어링이 손상되었을 시, 제품 정비 및 공급 기간을 대폭 단축할 수 있도록 스러스트 베어링을 국산화하는 스러스트 베어링을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 탈,부착가능한 피봇을 스러스트 베어링에 구비하여 스러스트 베어링의 틸팅부 마모시 베어링 전체를 다시 제작하여 교체하는 일 없이 간단히 베어링 심으로 보정하거나 피봇만 분해하여 교체할 수 있도록 구성한 스러스트 베어링을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 탈,부착가능한 피봇을 스러스트 베어링에 구비하여 스러스트 베어링의 틸팅부 마모시 베어링 전체를 다시 제작하여 교체하는 일 없이 간단히 베어링 심으로 보정하거나 피봇만 분해하여 교체할 수 있도록 구성한 스러스트 베어링을 제공하는 것이다.
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상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 미분기 감속기용 스러스트 베어링은
스러스트 베어링의 제조 방법에 있어서,
스러스트 베어링의 소재를 선택하는 제1단계;와
상기 소재를 상기 제1단계 이후 탈,부착할 수 있는 피봇을 구비하여 상기 소제를 1차 황삭 가공하여 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 최초 제작하는 제2단계;와
상기 2단계의 1차 황삭 가공에 의해 최초 제조된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 열처리하여 탈수소화하는 제3단계;와
상기 제3단계를 통해 탈수소화된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 2차 황삭 가공하는 제4단계;와
2차 황삭 가공된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 세척하기 위해 솔벤트 클리닝(solvent cleaning)과, 알카린(alkaline) 클리닝과, 피클링(pickling) 공정과, 플럭싱(fluxing) 공정을 포함하는 전 처리 공정을 실시하는 제5단계;와
상기 제5단계의 전 처리 공정을 실시한 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 배빗팅 면에 주석을 입히는 티닝 공정을 실시하는 제6단계;와
상기 제6단계의 티닝 공정이 완료된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 배빗팅 면에 용융된 배빗 메탈을 중력 주조하여 배빗 메탈을 입히는 배빗팅 공정을 실시하는 제7단계;와
상기 제7단계의 배빗팅 공정이 완료된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 중삭 가공한 후, UT검사를 실시하는 제8단계;와
제8단계가 완료된 스러스트 베어링 본체(1)의 베어링 심(3)을 개재시킨 상태에서 피봇 조립용 볼트(4)를 통해 피봇(2)을 조립하여 상기 피봇(2)이 조립된 스러스트 베어링을 제작한 후, 정삭 가공하고 PT검사를 실시하는 제9단계;와
제9단계가 완료된 스러스트 베어링에 대해 치수 검사를 실시한 후, TECTYL506재로 방청을 실시하는 제10단계;를
포함하는 미분기 감속기용 스러스트 베어링의 제조 방법에 의해 제조되고,
스러스트 베어링에 있어서,
SS400재질로 이루어지고, 일측면에 배빗 메탈이 형성된 스러스트 베어링 본체(1)와;
상기 스러스트 베어링 본체의 타측면에 베어링 심(3)을 개재시킨 상태에서 피봇 조립용 볼트(4)를 통해 조립되는 피봇(2)을 포함하며,
상기 스러스트 베어링 본체(1)에 조립된 피봇(2)이 마모되었을 경우, 상기 피봇(2)의 하단면에 배치된 베어링 심(3)의 두께를 조정함으로써 보정할 수 있고, 마모가 심한 경우에는 상기 피봇(2)만 분해하여 교체할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스러스트 베어링 본체의 일측면에 온도계 홀(5)과, 타측면에 자리 이탈 방지용 키(key)(6)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
스러스트 베어링의 제조 방법에 있어서,
스러스트 베어링의 소재를 선택하는 제1단계;와
상기 소재를 상기 제1단계 이후 탈,부착할 수 있는 피봇을 구비하여 상기 소제를 1차 황삭 가공하여 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 최초 제작하는 제2단계;와
상기 2단계의 1차 황삭 가공에 의해 최초 제조된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 열처리하여 탈수소화하는 제3단계;와
상기 제3단계를 통해 탈수소화된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 2차 황삭 가공하는 제4단계;와
2차 황삭 가공된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 세척하기 위해 솔벤트 클리닝(solvent cleaning)과, 알카린(alkaline) 클리닝과, 피클링(pickling) 공정과, 플럭싱(fluxing) 공정을 포함하는 전 처리 공정을 실시하는 제5단계;와
상기 제5단계의 전 처리 공정을 실시한 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 배빗팅 면에 주석을 입히는 티닝 공정을 실시하는 제6단계;와
상기 제6단계의 티닝 공정이 완료된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 배빗팅 면에 용융된 배빗 메탈을 중력 주조하여 배빗 메탈을 입히는 배빗팅 공정을 실시하는 제7단계;와
상기 제7단계의 배빗팅 공정이 완료된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 중삭 가공한 후, UT검사를 실시하는 제8단계;와
제8단계가 완료된 스러스트 베어링 본체(1)의 베어링 심(3)을 개재시킨 상태에서 피봇 조립용 볼트(4)를 통해 피봇(2)을 조립하여 상기 피봇(2)이 조립된 스러스트 베어링을 제작한 후, 정삭 가공하고 PT검사를 실시하는 제9단계;와
제9단계가 완료된 스러스트 베어링에 대해 치수 검사를 실시한 후, TECTYL506재로 방청을 실시하는 제10단계;를
포함하는 미분기 감속기용 스러스트 베어링의 제조 방법에 의해 제조되고,
스러스트 베어링에 있어서,
SS400재질로 이루어지고, 일측면에 배빗 메탈이 형성된 스러스트 베어링 본체(1)와;
상기 스러스트 베어링 본체의 타측면에 베어링 심(3)을 개재시킨 상태에서 피봇 조립용 볼트(4)를 통해 조립되는 피봇(2)을 포함하며,
상기 스러스트 베어링 본체(1)에 조립된 피봇(2)이 마모되었을 경우, 상기 피봇(2)의 하단면에 배치된 베어링 심(3)의 두께를 조정함으로써 보정할 수 있고, 마모가 심한 경우에는 상기 피봇(2)만 분해하여 교체할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스러스트 베어링 본체의 일측면에 온도계 홀(5)과, 타측면에 자리 이탈 방지용 키(key)(6)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 의하면, 전량 수입에 의존하고 있었던 미분기 감속기에 사용되는 스러스트 베어링을 국산화함으로써 스러스트 베어링이 손상되었을 시, 제품 정비 및 공급 기간을 대폭 단축하여 설비 안정성을 확실히 확보할 수 있다. 게다가, 전량 수입에 따른 외화 유출을 원천적으로 방지함과 아울러, 국내 기술력 향상에도 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제조 방법으로 제조된 스러스트 베어링은 종래의 스러스트 베어링 보다 내구성 및 내마모성에서 더욱 우수하다.
또한, 본 발명에 의한 스러스트 베어링은 탈,부착할 수 있는 피봇을 구비하여, 스러스트 베어링의 틸팅부 마모시 베어링 전체를 재 제작하여 교체하는 일 없이 간단히 베어링 심으로 보정하거나 피봇만 분해하여 교체함으로써 비용과 정비 시간을 매우 효과적으로 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제조 방법으로 제조된 스러스트 베어링은 종래의 스러스트 베어링 보다 내구성 및 내마모성에서 더욱 우수하다.
또한, 본 발명에 의한 스러스트 베어링은 탈,부착할 수 있는 피봇을 구비하여, 스러스트 베어링의 틸팅부 마모시 베어링 전체를 재 제작하여 교체하는 일 없이 간단히 베어링 심으로 보정하거나 피봇만 분해하여 교체함으로써 비용과 정비 시간을 매우 효과적으로 단축시킬 수 있다.
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이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 미분기 감속기용 스러스트 베어링 및 그 제조 방법을 상세히 설명한다.
우선, 본 발명의 미분기 감속기용 스러스트 베어링의 제조 방법을 도1을 참조하며 각 단계별로 설명한다.
스러스트 패드 베어링(Rcnk Tacke사)의 모재 규격 및 성분에 대해 화학적, 기계적 분석을 시행하여, 표1은 스러스트 패드 베어링(Rcnk Tacke사 제조)에 사용되는 화이트 메탈(white metal)의 시료 분석을, 표2는 백 메탈(back metal)의 시료 분석, 표3은 충격시험 및 기계적 성질 분석값을 각각 나타낸다.
< 제1단계: 소재 선택>
본 발명에서는 국내의 유사한 재질인 White Metal은 WM-2종 및 Back Metal은 SS400으로 선정하였다.
소재(Base Metal)의 구매 선택시 고려해야할 범위는 아래와 같다.
1) 승인된 MPP & 제작도면에 의거, 소재를 단조/구매(수입)한다.
2) 단조는 금속을 적당한 온도로 가열하여 주어진 모양과 치수로 가압, 성형하여 제품을 만드는 가공법을 말한다. 단조품은 주물에 비하여 조직과 기계적 성질에서 신뢰성이 있으므로 기계의 중요한 부품으로 많이 사용한다. 금속을 단련하면 조직이 미세화되고 균일하게 되어 기계적 성질이 좋아진다.
3) 구매할 소재의 중량은 가열에 의한 스케일 손실(Scale loss), 붙임지느러미(fin), 가공여유, 고정여유 등을 고려하여 계산한다.
4) 가열로의 산화손실이 적은 것부터 염조로, 전기저항로, 가스로, 중유로, 석탄로 등의 순이다.
5) 단조품이 간단할 때에는 단조작업을 빠르게 하려면 단조품의 모양과 동일한 소재를 사용한다. 또한, 단조품의 최대 단면보다 다소 큰 소재를 사용한다.
6) 제강
강괴는 염기성 전기로에서 제강, 정련되어진 킬드강괴(Killed Steel Ingot)를 사용하여야 한다.
7) 단조
가) 단조작업은 프레스(press)나 해머(hammer) 등을 사용하여 열간상태에서 단조작업을 수행해야 하며, 최소한 3S 이상의 단조비를 갖도록 해야 한다.
나) 단조 작업 후 크랙(crack) 발생 가능성이 높기 때문에 즉시 열처리에 인계해야 한다.
다) 300℃ 이하로 공냉 금지한다.
라) 열처리
노멀라이징(NORMALIZING) 850 ~ 950℃ (AIM 890℃)×1HR/50mm A.C
본품 소재 검사로서는
1) 베이스 메탈(base metal) 재질 검사
가) 열처리 후 황삭가공한 다음 시료를 채취하여 국가공인기관에 화학성분과 기계적(물리적) 성질 실험을 의뢰하고, 그 결과값은 판정 기준에 엄격히 제한한다.
나) 판정 기준
MPP 및 KS-D-3503-SS400에 따른다.
2) 배빗트(BABBITT) 전 NDE(Non-Destructive Examination)
구매자재 중삭 후 제작도면 또는 MPP에 따라 베이스 메탈 전면에 대해서 수행한다.(적용SPEC : P3C-AL-0013)
3) 배빗트(BABBITT) 전 NDE(MT: Magnetic Particle Testing, 자분탐상검사)
베이스 메탈의 배빗트(BABBITT)면에 대하여 MT를 실시한다.
(적용SPEC : P3C-AL-0003)
소재 선택 및 검사 이후, 본품 제작 방법 및 작업 방법으로는
소재 구매로부터 소재 흑피 제거, 소재 검사, 열처리, 주조 전 가공, 소재 검사, 전 처리 공정, 중력 주조 후 황삭 가공, UT검사, 중삭 가공 및 홀 가공, 정삭 가공, PT체크, 최종 검사 순으로 진행될 수 있으며, 보다 구체적인 흐름도로서, 본 발명의 스러스트 패드 베어링(Thrust Pad BRG)의 본품 제작 과정은 소재 구매 → 열처리(노말라이징) → 1차 황삭가공 → 소재 UT(Ultrasonic testing, 초음파 탐상 검사) → 열처리(탈수소) → 배빗팅(BABBITTING)전 가공[전 처리 공정] → MT(BABBITTING면) → 배빗팅(BABBITTING) → 1차 중삭 → UT(화이트 메탈 부위) → 2차 중삭 → 정삭 → PT(Liquid Penetrant Examination, 액체 침투 탐상 검사) → 스탬핑(STAMPING) → 검사(VISUAL & PT) → CONTACT CHECK → 방청 및 포장으로 진행된다.
< 제2단계: 1차 황삭가공>
: 본 공정은 스러스트 베어링의 소재(base metal)을 1차 황삭 가공하여 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 최초 제작하는 공정이며, 또한, 열처리를 위한 황삭가공 공정으로 배빗트(BABBITT)전 가공여유 5mm(면당)를 포함하고 있어야 한다.
< 제3단계: 탈수소 열처리(HEAT TREATMENT for HYDROGEN REMOVAL)>
: 본 공정은 제2단계의 1차 황삭 가공에 의해 최초 제조된 상기 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)에 함유된 수소를 제거하기 위해 실시되는 공정이다.
가) 적용 범위 : 모든 배빗트 베어링(BABBITT BRG')
나) 열처리 곡선
: 아래의 그래프에 따라 열처리를 하되 언급되지 않은 사항은 DMB-QIP-21 을 적용하여야 한다.
< 제4단계: 2차 황삭 가공[배빗팅(BABBITTING) 전 정삭 가공]>
본 공정은 상기 제3단계를 통해 수소가 제거된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)에 대해 2차로 황삭 가공을 실시하는 것이며, 또한, 본 공정은 배빗팅(BABBITTING)을 수행하기 위한 가공으로 접착 강도(BONDING STRENTH) 및 후속 공정의 작업성에 영향을 미치므로 반드시 다음 사항을 준수하여야 한다.
가) 가공시 내/외경 동심도는 Φ0.05mm 이내에 들어야 한다.
나) 원활한 탈지 및 접착력 향상을 위해서 황삭 가공 후 신속히 후속 공정을 진행하여야 한다. 부득이한 경우에는 반드시 작동유(gear oil, hydraulic oil)를 사용하여 방청을 하여야 한다.
다) 가능한 절삭유의 사용을 억제하여 작업을 한다.
- 시험편 채취 및 성적서 제출
화이트 메탈(white metal)의 화학성분(%)은 아래 도표와 같다.
- 화이트 메탈(WM-2)의 잉곳(ingot) 제조
가) 도가니(爐) 또는 남비로(POT FURNACE)에서 제조한다.
나) 먼지나 이물질이 들어가지 않도록 제조한다.
다) 시편 채취 : INGOT제조 시 각 LOT별로 주입완료 시에 시험편을 채취한다.
라) 시편 크기 : 25mm × 25mm × 14mm
마) 검 사
ⅰ)화학 성분 : 상기 화학성분 도표에 만족해야 한다.
ⅱ)육안 검사 : 표면은 깨끗하고 흠집, 구멍이 없어야 한다.
바) 제품의 판정 및 사용
시험편은 채취 후 국가공인기관에 의뢰하여 성분 분석시험을 실시하고, 성적서는 유지/보관되어야 하며, 성분 분석 결과가 불만족시에는 배빗트(BABBITT)를 제거한 후 재 배빗팅(BABBTTING)하여야 한다.
< 제5단계: 전 처리 공정(CLEANING) >
본 공정은 주조 전 전처리 공정으로서, 2차 황삭 가공된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 세정, 세척하는 공정이다. 전처리 전에 베어링 내,외면에 치수 검사를 실시하여 균열 및 변형 여부를 검사한다. 세척 시에는 최고 60℃의 깨끗한 물을 계속적으로 공급할 수 있어야 한다.
본 공정은 크게 솔벤트 클리닝(solvent cleaning)과, 알카린(alkaline) 클리닝과, 피클링(pickling) 공정과, 플럭싱(fluxing) 공정을 포함한다.
(1) 솔벤트 클리닝(SOLVENT CLEANING) : 솔벤트와 깨끗한 종이 타월로 닦아 기름[오일(oil) 및 그리스(grease)]을 철저히 제거하여 스러스트 베어링에 얼룩이 없어야 한다.
(2) 알카린 클리닝(ALKALINE CLEANING) & 워터 린스(WATER RINSE)
① 알카린(ALKALINE) 용액의 제조
224g(8 ounces)의 약품을 사용하여 3.8ℓ(1gallon)의 용액을 만들 수 있다. 용액 431gallon의 무게는 약 107kg이다.
* 사용 가능한 약품
Okaite No.20
Kemtex No.43
Enthone No.S-61
② 탱크에 물 180gallon을 채운다.
③ 미세 철망 바스켓을 이용하여 알맞은 알카린 약품을 서서히 용해시킨다. 폭발의 위험성이 있으므로 한꺼번에 갑자기 넣지말아야 한다.
④ 탱크 상단 200mm되는 곳까지 물을 추가한다.
⑤ 작업 중에는 온도 72~100℃(160~212℉)를 유지한다.
가) 70~100℃의 알카린 용액에 베어링을 담궈 기름을 제거한다. 이때 탱크 내에 베어링을 매달아 이리저리 움직이면서 4~5분을 유지한다. 만약, 제거되지 않는 녹(RUST) 및 이물질이 있다면 브러시(BRUSH)를 이용하여 이물질을 완전히 제거해야 한다.
나) 알카린 탱크에서 꺼내 최대한 빠른 시간 내에 린스 탱크(RINSE TANK)에 담근 후 표면에 생긴 엷은 색깔의 얼룩을 와터 호스(WATER HOSE)의 수압을 이용하여 제거한 다음 알카린 탱크에 다시 담근다.
다) 얼룩이 완전히 제거될 때까지 알카린 탱크에 3~5분 동안 세척하고 다시 꺼내 린싱(RINSING)하는 공정을 되풀이한다. 그리고 흐르는 물에서 표면에 비딩(BEADING)현상이 생기지 않아야 하며, 표면이 고르지 못한 얼룩이 없어야 하며, 작업을 끝낸 후 압축공기로 표면의 수분을 완전히 제거한다.
(3) 피클링(PICKLING)(ACID CLEAN, 산 세정)
구리(COPPER) 재질에는 산 세정을 실시하지 않고, 배빗트(BABBIT)될 부위가 일정한 색깔을 띄도록 해야한다.
가) 산 세정 용액의 제조
약품은 20Baume(보메)의 염산 용액(GE MATERIAL D4A3D)을 사용하고, 용액 3.8ℓ(1gallon)를 만드는데 0.87~1kg(32~36.5 ounces)의 약품을 사용한다.
① 탱크에 270gallon의 물을 채운다.
② 118gallon의 염산을 추가한다.
③ 탱크 TOP에서 200mm 위치까지 물을 채운다.
④ 작업 중에는 온도가 38~54℃(100~130℉)되도록 유지한다.
나) 산 세정 후에는 최대한 빠른 시간(30초 이내)내에 린스 탱크(RINSE TANK)에 담궈야 한다.
- WATER RINSE
가) 물에 담궈 염산 부착물을 제거하고 일정한 빛의 회색이 되도록 한다.
나) 최대한 빠른 시간 내에 헹굼을 끝내고 즉시(15초 이내) 플럭스 컴펀(FLUX COMPOUN)에 담궈 산화를 방지해야 한다.
다) 최대 4분 동안(2~4분) 염산 용액에 담궈 표면을 세척해야 한다.
(4) 플럭싱(FLUXING)
가) 4분(2~4)정도 플럭스 탱크(FLUX TANK)에 담그고 손으로 이리저리 흔든다. 꺼낼 때도 역시 흔들면서 꺼내야 한다. 베어링에 이물질이 있으면 계속해서 만족할만한 결과를 얻을 때까지 계속 한다.
나) 표면이 마르기 전 최대한 빠른 시간(1분) 내에 주석 팟(TIN POT)에 담궈야 한다.
- FLUX의 제조(성분) WATER RINSE
가) 담금 FLUX
작업 중에는 37~49℃(100~120℉)를 유지시켜야 한다.
*염화아연 ---------- 50% 수용액 186gallon(1,238lbs)
*염화암모늄 ---------122lbs
*물 ---------------- 200gallon
나) FLUX를 스프레이(SPRAY)하는 경우
*염화아연 -------------- 1,120g(40onces)
*염화암모늄 ------------ 0.5lbs
*물 -------------------- 1quart
< 제6단계: 티닝(TINNING) 공정 >
본 공정은 상기 제5단계의 전 처리 공정을 실시한 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)에 주석을 입히는 공정이며, 티닝(tinning)이란 배빗팅(BABBITTING)면에 주석을 입히는 작업으로서, 배빗 메탈(BABBITT METAL)의 접착성을 좋게 한다.
가) 화학적 성분 및 재질
본 공정에서는 순수한 주석{ASTM-B339(GE MATERIAL B10E3A)}을 사용하며 그 화학적 성분은 다음과 같다.
나) 구리(COPPER)에 티닝을 하는 로(瀘)와 일반 금속(IRON METAL)에 티닝을 하는 로(瀘)는 반드시 구분하여 사용되어져야 한다.
다) 티닝 작업 전에 비 배빗팅(BABBITT'G)부위는 페인트(PAINT) 또는 초크(CHALK)를 사용하여 마스킹(MASKING)하여야 하며, 모든 홀(HOLE)은 석면이나 석고를 이용하여 막는다.
라) 플럭싱(FLUXING) 후 곧바로 젖은 상태에서 베어링을 300~320℃로 유지되는 용융 주석탕에 담근다.(대략 4분이내)
마) 배빗트(BABBIT)할 면(배빗팅 면)은 균일하게 티닝(TINNING)이 이루어져야 한다. 주석 팟(TIN POT)에 담글때 반드시 상반부가 위로 오도록 해야 하며 공기(AIR) 등의 가스가 남아있지 않도록 베어링을 담근 상태에서 약간 흔들어 준다.
바) 일정시간 경과(5분 이상:제품 크기에 따라 약간의 차이가 있음) 후에 위에 뜬 불순물을 걷어내고 베어링의 일부가 나오게 하여 베어링 메탈의 온도를 측정하여 온도가 아래와 같으면 꺼낸다. 이때, 온도 측정 후 1분 정도 다시 주석탕에 담궈 온도의 편차를 없앤다.
* 스러스트 베어링(THRUST BEARING): 305±5℃
* JOURNAL BEARING
① 내경이 φ350 이상일 경우: 230~270℃
② 내경이 φ350 미만일 경우: 280℃이상
사) 최소 침탕시간은 구리(COPPER)의 경우에는 본딩(BONDING)부의 중간층 조직(CuSn)의 최소 두께가 0.005mm 이상이 되도록 해야한다.
아) 꺼낸 베어링은 전면에 고르게 티닝(TINNING)이 되어 있어야 한다. 주석탕에서 꺼낸 후 배빗팅(BABBITTING)할 장소에 놓고 베어링이 움직이지 않도록 고정하고 냉각수를 준비한다.
자) 베어링에 부을 용융된 배빗트(BABBIT)를 준비하고 깨끗한 종이 타월로 플럭스(FLUX) 잔유물 및 다른 이물질을 제거한다. 필요하다면 깨끗한 브러시(BRUSH)를 이용하여, 표면의 잔유물 및 산화성 표면층을 제거시켜야 한다. 이 때 심하게 닦아서 주석이 제거되어서는 안된다.
차) 다시 플럭스(FLUX)를 배빗팅(BABBITTING) 예정 부위에 미세한 수증기 형상의 플럭스(FLUX)를 스프레잉(SPRAYING)한 후 배빗트(BABBITT) 주입 전까지 8분 이상 경과되어서는 안된다. 상기한 바)항의 온도(스러스트 베어링: 305±5℃가 유지되도록 한다.
< 제7단계: 배빗팅(BABBITTING) 공정 >
본 공정은 제6단계의 티닝(tinning) 공정이 완료된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)의 배빗팅 면에 배빗 메탈(babbitt metal)을 입히는 공정으로, 상기 배빗 메탈은 상기한 화이트 메탈(WM-2)이다. 본 작업시 배빗트 머신(BABBITT MACHINE)의 적당한 RPM 및 냉각 속도가 제품의 성능을 좌우하는 중요한 변수이다.
가) 스러스트 베어링을 제외한 모든 저널 베어링은 원심주조법을 사용하여 배빗팅을 해야 한다. 본 발명의 스러스트 베어링은 중력 주조법을 사용한다.
나) 배빗팅 작업을 위해서는 베어링을 예열해야 하는데 그 온도는 다음과 같다.(저널 베어링의 경우)
① 반경 방향의 두께가 350mm이상인 경우: 240 ~ 250℃
② 반경 방향의 두께가 350mm미만인 경우: 280 ~ 300℃
다) 국자를 비롯해서 배빗트(BABBIT) 용액과 접촉하는 모든 JIG류는 420~440℃의 온도로 예열을 실시해서 주입시 냉각 및 고착을 방지해야 한다.
라) 427~448℃의 배빗트 용탕을 베어링 원주를 따라서 200°~270°위치까지 돌려 가면서 용탕을 붓는다. 이때 연속적으로 최대한 빨리 배빗트(BABBIT)를 부어서 일정한 두께의 배빗트가 형성되도록 한다. 작업시에는 국부가열에 유의하여야 하며, 용탕이 주위에 튀지않도록 주의해서 주입 작업을 실시한다.
- 워터 스프레잉 쿨링(WATER SPRAYING COOLING)
가) 용입작업이 끝나면 냉각수를 이용하여 냉각을 해야 하는데 이때 응결 속도를 조절하여 배빗트(BABBIT) 합금의 박리나 수축 및 기포 발생에 유의해야 한다.
나) 용입이 끝난 뒤 30초 경부터 냉각을 시작하여 완전히 응고될 때까지 계속하되 베어링의 온도가 150±10℃이하로 떨어져서는 안된다.
- 에어 쿨링(AIR COOLING)
외경부의 온도가 125~150℃에 이르면 공기 중에서 냉각을 시작하는데 냉각 시간은 워터 쿨링(WATER COOLING)시간과 같아야 한다. 베어링이 너무 작아 쿨링 작업대에서 배빗팅 작업이 어려울 경우 스틸 칠 플레이트(STEEL CHILL PLATE)판에 얹어 물에 담글 수 있다. 담그기 전에 약 2분 동안 산소 에틸렌 토오치로 배빗트 용융 상태를 유지해야 한다.
- 베어링의 중력주조
제7단계의 배빗팅 공정은 용융된 배빗 메탈을 스러스트 베어링 본체(1)의 배빗팅 면(주조면)에 중력 주조하는 공정을 포함한다.
주조시 반드시 DMB-QIP09-12 절차서에 따라 적용하여야 한다.
< 제8단계: 중삭 가공 및 UT검사>
제7단계의 배빗팅 공정이 완료된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 중삭 가공한 후, UT검사를 실시하는 단계이다.
(1) 1차 중삭 가공
배빗트(BABBIT)부(내경부)를 정삭 여유를 면당 4mm 남기고 황삭 가공 실시한다. 내, 외경 동심도는 Φ0.1mm이내이여야 한다.
(2) 비파괴검사(U.T)
ISO 4386-3 규격에 의거 배빗트(BABBIT)부에 대해서 5-6항에 따라 UT검사를 실시한다.
(3) 2차 중삭 가공
내,외경 및 두께 등을 적용 도면에 의거 면당 2mm 남기고 중삭 가공(TURNING)을 실시한다.
- BABBITT DAM 육성
BABBITT DAM이 필요한 제품에[선형 & 타원형 베어링(LINER & ELLIPTICAL BEARING)] 한하여 실시한다. DMB-QIP09-13에 준하여 용접 또는 국부 배빗팅을 실시한다.
< 제9단계: 정삭 가공 및 PT검사 >
제8단계가 완료된 스러스트 베어링 본체(1)에 베어링 심(3)을 개재시킨 상태에서 피봇 조립용 볼트(4)를 통해 피봇(2)을 조립하여 상기 피봇(2)이 조립된 스러스트 베어링을 제작한 후, 정삭 가공하고 PT검사를 실시하는 단계이다. 정삭 가공시 마찰열에 의한 변형 및 조도(∇∇∇)에 주의하여야 한다.
- 비파괴 검사(P.T)
ISO 4386-1에 의거 5-5항에 따라 배빗트(BABBITT)전 부위에 대해 P.T를 실시하고, 결함 발견시 DMB-QIP09-13에 따라 수정 용접 실시한 후 재 P.T를 실시한다.
< 제10단계: 치수 검사 및 방청 >
제9단계가 완료된 스러스트 베어링에 대해 치수 검사를 실시한 후, 방청을 실시하는 단계이다.
(1) 치수검사(VISUAL & DIMENSIONAL)
가) 적용도면 및 치수검사 성적서에 따라 치수 검사를 실시한다.(DAMAGE 여부도 포함됨)
나) VISUAL(육안 검사) & P.T 검사를 실시한다.
다) 필요시 조도계를 사용하여 배빗트(BABBITT)부 조도를 측정하고 불만족시 사포 등을 사용하여 수정한다.
(2) 방청
가) 방청은 장기 방청을 기본으로 하며 사정에 따라 변경할 수 있다.
나) 아세톤이 포함되지 않은 솔벤트(SOLVENT)를 이용하여 제품을 깨끗이 세척하고 지문도 모두 제거되어야 한다.
다) 제품을 잘 건조 시킨 후 배빗트(BABBITT)면을 제외한 모든 부위에 TECTYL506을 도포한 후 건조시킨다.
다음으로, 본 발명에 의한 미분기 감속기용 스러스트 베어링의 제조 방법에 의해 제조된 본 발명의 미분기 감속기용 스러스트 베어링에 대해 설명한다.
도2는 본 발명의 스러스트 베어링을 나타내는 도면으로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 스러스트 베어링의 본체(1)에 구비된 피봇(2)이 마모되었을 경우, 1차로 상기 피봇(2)의 하단면에 배치된 베어링 심(3)의 두께를 조정함으로써 보정할 수 있다. 예를 들어, 피봇(2) 마모시, 베어링 심(3)의 두께를 0.1mm에서 0.2mm로 교체할 수 있다. 그리고, 피봇(2)의 마모가 심한 경우에는 상기 피봇(2) 자체만을 피봇 조립용 볼트(4)를 풀어서 분해함으로써 교체할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
우선, 본 발명의 미분기 감속기용 스러스트 베어링의 제조 방법을 도1을 참조하며 각 단계별로 설명한다.
스러스트 패드 베어링(Rcnk Tacke사)의 모재 규격 및 성분에 대해 화학적, 기계적 분석을 시행하여, 표1은 스러스트 패드 베어링(Rcnk Tacke사 제조)에 사용되는 화이트 메탈(white metal)의 시료 분석을, 표2는 백 메탈(back metal)의 시료 분석, 표3은 충격시험 및 기계적 성질 분석값을 각각 나타낸다.
< 제1단계: 소재 선택>
본 발명에서는 국내의 유사한 재질인 White Metal은 WM-2종 및 Back Metal은 SS400으로 선정하였다.
소재(Base Metal)의 구매 선택시 고려해야할 범위는 아래와 같다.
1) 승인된 MPP & 제작도면에 의거, 소재를 단조/구매(수입)한다.
2) 단조는 금속을 적당한 온도로 가열하여 주어진 모양과 치수로 가압, 성형하여 제품을 만드는 가공법을 말한다. 단조품은 주물에 비하여 조직과 기계적 성질에서 신뢰성이 있으므로 기계의 중요한 부품으로 많이 사용한다. 금속을 단련하면 조직이 미세화되고 균일하게 되어 기계적 성질이 좋아진다.
3) 구매할 소재의 중량은 가열에 의한 스케일 손실(Scale loss), 붙임지느러미(fin), 가공여유, 고정여유 등을 고려하여 계산한다.
4) 가열로의 산화손실이 적은 것부터 염조로, 전기저항로, 가스로, 중유로, 석탄로 등의 순이다.
5) 단조품이 간단할 때에는 단조작업을 빠르게 하려면 단조품의 모양과 동일한 소재를 사용한다. 또한, 단조품의 최대 단면보다 다소 큰 소재를 사용한다.
6) 제강
강괴는 염기성 전기로에서 제강, 정련되어진 킬드강괴(Killed Steel Ingot)를 사용하여야 한다.
7) 단조
가) 단조작업은 프레스(press)나 해머(hammer) 등을 사용하여 열간상태에서 단조작업을 수행해야 하며, 최소한 3S 이상의 단조비를 갖도록 해야 한다.
나) 단조 작업 후 크랙(crack) 발생 가능성이 높기 때문에 즉시 열처리에 인계해야 한다.
다) 300℃ 이하로 공냉 금지한다.
라) 열처리
노멀라이징(NORMALIZING) 850 ~ 950℃ (AIM 890℃)×1HR/50mm A.C
본품 소재 검사로서는
1) 베이스 메탈(base metal) 재질 검사
가) 열처리 후 황삭가공한 다음 시료를 채취하여 국가공인기관에 화학성분과 기계적(물리적) 성질 실험을 의뢰하고, 그 결과값은 판정 기준에 엄격히 제한한다.
나) 판정 기준
MPP 및 KS-D-3503-SS400에 따른다.
| T.S (n/㎟) | Y.S (n/㎟) | E.L (%) | HB |
| MIN 410 | MIN 265 | MIN 38 | 109 ~ 156 |
| C | Mn | P | 불순물 | |
| 0.15 ~ 0.20 | 1.45 ~ 1.25 | 0.10 ~ 0.35 | MAX 0.03 | MAX 0.035 |
2) 배빗트(BABBITT) 전 NDE(Non-Destructive Examination)
구매자재 중삭 후 제작도면 또는 MPP에 따라 베이스 메탈 전면에 대해서 수행한다.(적용SPEC : P3C-AL-0013)
3) 배빗트(BABBITT) 전 NDE(MT: Magnetic Particle Testing, 자분탐상검사)
베이스 메탈의 배빗트(BABBITT)면에 대하여 MT를 실시한다.
(적용SPEC : P3C-AL-0003)
소재 선택 및 검사 이후, 본품 제작 방법 및 작업 방법으로는
소재 구매로부터 소재 흑피 제거, 소재 검사, 열처리, 주조 전 가공, 소재 검사, 전 처리 공정, 중력 주조 후 황삭 가공, UT검사, 중삭 가공 및 홀 가공, 정삭 가공, PT체크, 최종 검사 순으로 진행될 수 있으며, 보다 구체적인 흐름도로서, 본 발명의 스러스트 패드 베어링(Thrust Pad BRG)의 본품 제작 과정은 소재 구매 → 열처리(노말라이징) → 1차 황삭가공 → 소재 UT(Ultrasonic testing, 초음파 탐상 검사) → 열처리(탈수소) → 배빗팅(BABBITTING)전 가공[전 처리 공정] → MT(BABBITTING면) → 배빗팅(BABBITTING) → 1차 중삭 → UT(화이트 메탈 부위) → 2차 중삭 → 정삭 → PT(Liquid Penetrant Examination, 액체 침투 탐상 검사) → 스탬핑(STAMPING) → 검사(VISUAL & PT) → CONTACT CHECK → 방청 및 포장으로 진행된다.
< 제2단계: 1차 황삭가공>
: 본 공정은 스러스트 베어링의 소재(base metal)을 1차 황삭 가공하여 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 최초 제작하는 공정이며, 또한, 열처리를 위한 황삭가공 공정으로 배빗트(BABBITT)전 가공여유 5mm(면당)를 포함하고 있어야 한다.
< 제3단계: 탈수소 열처리(HEAT TREATMENT for HYDROGEN REMOVAL)>
: 본 공정은 제2단계의 1차 황삭 가공에 의해 최초 제조된 상기 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)에 함유된 수소를 제거하기 위해 실시되는 공정이다.
가) 적용 범위 : 모든 배빗트 베어링(BABBITT BRG')
나) 열처리 곡선
: 아래의 그래프에 따라 열처리를 하되 언급되지 않은 사항은 DMB-QIP-21 을 적용하여야 한다.
< 제4단계: 2차 황삭 가공[배빗팅(BABBITTING) 전 정삭 가공]>
본 공정은 상기 제3단계를 통해 수소가 제거된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)에 대해 2차로 황삭 가공을 실시하는 것이며, 또한, 본 공정은 배빗팅(BABBITTING)을 수행하기 위한 가공으로 접착 강도(BONDING STRENTH) 및 후속 공정의 작업성에 영향을 미치므로 반드시 다음 사항을 준수하여야 한다.
가) 가공시 내/외경 동심도는 Φ0.05mm 이내에 들어야 한다.
나) 원활한 탈지 및 접착력 향상을 위해서 황삭 가공 후 신속히 후속 공정을 진행하여야 한다. 부득이한 경우에는 반드시 작동유(gear oil, hydraulic oil)를 사용하여 방청을 하여야 한다.
다) 가능한 절삭유의 사용을 억제하여 작업을 한다.
- 시험편 채취 및 성적서 제출
화이트 메탈(white metal)의 화학성분(%)은 아래 도표와 같다.
| Sn : 잔 부 | Pb : Max. 0.50 | Al : Max. 0.01 |
| Sb : 8.0 ~ 10.0 | Bi : Max. 0.08 | Zn : Max. 0.01 |
| Cu : 5.0 ~ 6.0 | Fe : Max. 0.08 | As ; Max. 0.10 |
- 화이트 메탈(WM-2)의 잉곳(ingot) 제조
가) 도가니(爐) 또는 남비로(POT FURNACE)에서 제조한다.
나) 먼지나 이물질이 들어가지 않도록 제조한다.
다) 시편 채취 : INGOT제조 시 각 LOT별로 주입완료 시에 시험편을 채취한다.
라) 시편 크기 : 25mm × 25mm × 14mm
마) 검 사
ⅰ)화학 성분 : 상기 화학성분 도표에 만족해야 한다.
ⅱ)육안 검사 : 표면은 깨끗하고 흠집, 구멍이 없어야 한다.
바) 제품의 판정 및 사용
시험편은 채취 후 국가공인기관에 의뢰하여 성분 분석시험을 실시하고, 성적서는 유지/보관되어야 하며, 성분 분석 결과가 불만족시에는 배빗트(BABBITT)를 제거한 후 재 배빗팅(BABBTTING)하여야 한다.
< 제5단계: 전 처리 공정(CLEANING) >
본 공정은 주조 전 전처리 공정으로서, 2차 황삭 가공된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 세정, 세척하는 공정이다. 전처리 전에 베어링 내,외면에 치수 검사를 실시하여 균열 및 변형 여부를 검사한다. 세척 시에는 최고 60℃의 깨끗한 물을 계속적으로 공급할 수 있어야 한다.
본 공정은 크게 솔벤트 클리닝(solvent cleaning)과, 알카린(alkaline) 클리닝과, 피클링(pickling) 공정과, 플럭싱(fluxing) 공정을 포함한다.
(1) 솔벤트 클리닝(SOLVENT CLEANING) : 솔벤트와 깨끗한 종이 타월로 닦아 기름[오일(oil) 및 그리스(grease)]을 철저히 제거하여 스러스트 베어링에 얼룩이 없어야 한다.
(2) 알카린 클리닝(ALKALINE CLEANING) & 워터 린스(WATER RINSE)
① 알카린(ALKALINE) 용액의 제조
224g(8 ounces)의 약품을 사용하여 3.8ℓ(1gallon)의 용액을 만들 수 있다. 용액 431gallon의 무게는 약 107kg이다.
* 사용 가능한 약품
Okaite No.20
Kemtex No.43
Enthone No.S-61
② 탱크에 물 180gallon을 채운다.
③ 미세 철망 바스켓을 이용하여 알맞은 알카린 약품을 서서히 용해시킨다. 폭발의 위험성이 있으므로 한꺼번에 갑자기 넣지말아야 한다.
④ 탱크 상단 200mm되는 곳까지 물을 추가한다.
⑤ 작업 중에는 온도 72~100℃(160~212℉)를 유지한다.
가) 70~100℃의 알카린 용액에 베어링을 담궈 기름을 제거한다. 이때 탱크 내에 베어링을 매달아 이리저리 움직이면서 4~5분을 유지한다. 만약, 제거되지 않는 녹(RUST) 및 이물질이 있다면 브러시(BRUSH)를 이용하여 이물질을 완전히 제거해야 한다.
나) 알카린 탱크에서 꺼내 최대한 빠른 시간 내에 린스 탱크(RINSE TANK)에 담근 후 표면에 생긴 엷은 색깔의 얼룩을 와터 호스(WATER HOSE)의 수압을 이용하여 제거한 다음 알카린 탱크에 다시 담근다.
다) 얼룩이 완전히 제거될 때까지 알카린 탱크에 3~5분 동안 세척하고 다시 꺼내 린싱(RINSING)하는 공정을 되풀이한다. 그리고 흐르는 물에서 표면에 비딩(BEADING)현상이 생기지 않아야 하며, 표면이 고르지 못한 얼룩이 없어야 하며, 작업을 끝낸 후 압축공기로 표면의 수분을 완전히 제거한다.
(3) 피클링(PICKLING)(ACID CLEAN, 산 세정)
구리(COPPER) 재질에는 산 세정을 실시하지 않고, 배빗트(BABBIT)될 부위가 일정한 색깔을 띄도록 해야한다.
가) 산 세정 용액의 제조
약품은 20Baume(보메)의 염산 용액(GE MATERIAL D4A3D)을 사용하고, 용액 3.8ℓ(1gallon)를 만드는데 0.87~1kg(32~36.5 ounces)의 약품을 사용한다.
① 탱크에 270gallon의 물을 채운다.
② 118gallon의 염산을 추가한다.
③ 탱크 TOP에서 200mm 위치까지 물을 채운다.
④ 작업 중에는 온도가 38~54℃(100~130℉)되도록 유지한다.
나) 산 세정 후에는 최대한 빠른 시간(30초 이내)내에 린스 탱크(RINSE TANK)에 담궈야 한다.
- WATER RINSE
가) 물에 담궈 염산 부착물을 제거하고 일정한 빛의 회색이 되도록 한다.
나) 최대한 빠른 시간 내에 헹굼을 끝내고 즉시(15초 이내) 플럭스 컴펀(FLUX COMPOUN)에 담궈 산화를 방지해야 한다.
다) 최대 4분 동안(2~4분) 염산 용액에 담궈 표면을 세척해야 한다.
(4) 플럭싱(FLUXING)
가) 4분(2~4)정도 플럭스 탱크(FLUX TANK)에 담그고 손으로 이리저리 흔든다. 꺼낼 때도 역시 흔들면서 꺼내야 한다. 베어링에 이물질이 있으면 계속해서 만족할만한 결과를 얻을 때까지 계속 한다.
나) 표면이 마르기 전 최대한 빠른 시간(1분) 내에 주석 팟(TIN POT)에 담궈야 한다.
- FLUX의 제조(성분) WATER RINSE
가) 담금 FLUX
작업 중에는 37~49℃(100~120℉)를 유지시켜야 한다.
*염화아연 ---------- 50% 수용액 186gallon(1,238lbs)
*염화암모늄 ---------122lbs
*물 ---------------- 200gallon
나) FLUX를 스프레이(SPRAY)하는 경우
*염화아연 -------------- 1,120g(40onces)
*염화암모늄 ------------ 0.5lbs
*물 -------------------- 1quart
< 제6단계: 티닝(TINNING) 공정 >
본 공정은 상기 제5단계의 전 처리 공정을 실시한 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)에 주석을 입히는 공정이며, 티닝(tinning)이란 배빗팅(BABBITTING)면에 주석을 입히는 작업으로서, 배빗 메탈(BABBITT METAL)의 접착성을 좋게 한다.
가) 화학적 성분 및 재질
본 공정에서는 순수한 주석{ASTM-B339(GE MATERIAL B10E3A)}을 사용하며 그 화학적 성분은 다음과 같다.
| Sn: 99.8 | Bi: Max. 0.015 | S: Max. 0.003 |
| Sb: Max. 0.04 | Fe: Max. 0.015 | Co+Ni: Max. 0.015 |
| Cu: Max. 0.03 | As: Max. 0.04 | 기타 Zn,Cd,Al: Max. 0.001 |
| Pb: Max. 0.05 | Ag: Max. 0.01 |
나) 구리(COPPER)에 티닝을 하는 로(瀘)와 일반 금속(IRON METAL)에 티닝을 하는 로(瀘)는 반드시 구분하여 사용되어져야 한다.
다) 티닝 작업 전에 비 배빗팅(BABBITT'G)부위는 페인트(PAINT) 또는 초크(CHALK)를 사용하여 마스킹(MASKING)하여야 하며, 모든 홀(HOLE)은 석면이나 석고를 이용하여 막는다.
라) 플럭싱(FLUXING) 후 곧바로 젖은 상태에서 베어링을 300~320℃로 유지되는 용융 주석탕에 담근다.(대략 4분이내)
마) 배빗트(BABBIT)할 면(배빗팅 면)은 균일하게 티닝(TINNING)이 이루어져야 한다. 주석 팟(TIN POT)에 담글때 반드시 상반부가 위로 오도록 해야 하며 공기(AIR) 등의 가스가 남아있지 않도록 베어링을 담근 상태에서 약간 흔들어 준다.
바) 일정시간 경과(5분 이상:제품 크기에 따라 약간의 차이가 있음) 후에 위에 뜬 불순물을 걷어내고 베어링의 일부가 나오게 하여 베어링 메탈의 온도를 측정하여 온도가 아래와 같으면 꺼낸다. 이때, 온도 측정 후 1분 정도 다시 주석탕에 담궈 온도의 편차를 없앤다.
* 스러스트 베어링(THRUST BEARING): 305±5℃
* JOURNAL BEARING
① 내경이 φ350 이상일 경우: 230~270℃
② 내경이 φ350 미만일 경우: 280℃이상
사) 최소 침탕시간은 구리(COPPER)의 경우에는 본딩(BONDING)부의 중간층 조직(CuSn)의 최소 두께가 0.005mm 이상이 되도록 해야한다.
아) 꺼낸 베어링은 전면에 고르게 티닝(TINNING)이 되어 있어야 한다. 주석탕에서 꺼낸 후 배빗팅(BABBITTING)할 장소에 놓고 베어링이 움직이지 않도록 고정하고 냉각수를 준비한다.
자) 베어링에 부을 용융된 배빗트(BABBIT)를 준비하고 깨끗한 종이 타월로 플럭스(FLUX) 잔유물 및 다른 이물질을 제거한다. 필요하다면 깨끗한 브러시(BRUSH)를 이용하여, 표면의 잔유물 및 산화성 표면층을 제거시켜야 한다. 이 때 심하게 닦아서 주석이 제거되어서는 안된다.
차) 다시 플럭스(FLUX)를 배빗팅(BABBITTING) 예정 부위에 미세한 수증기 형상의 플럭스(FLUX)를 스프레잉(SPRAYING)한 후 배빗트(BABBITT) 주입 전까지 8분 이상 경과되어서는 안된다. 상기한 바)항의 온도(스러스트 베어링: 305±5℃가 유지되도록 한다.
< 제7단계: 배빗팅(BABBITTING) 공정 >
본 공정은 제6단계의 티닝(tinning) 공정이 완료된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)의 배빗팅 면에 배빗 메탈(babbitt metal)을 입히는 공정으로, 상기 배빗 메탈은 상기한 화이트 메탈(WM-2)이다. 본 작업시 배빗트 머신(BABBITT MACHINE)의 적당한 RPM 및 냉각 속도가 제품의 성능을 좌우하는 중요한 변수이다.
가) 스러스트 베어링을 제외한 모든 저널 베어링은 원심주조법을 사용하여 배빗팅을 해야 한다. 본 발명의 스러스트 베어링은 중력 주조법을 사용한다.
나) 배빗팅 작업을 위해서는 베어링을 예열해야 하는데 그 온도는 다음과 같다.(저널 베어링의 경우)
① 반경 방향의 두께가 350mm이상인 경우: 240 ~ 250℃
② 반경 방향의 두께가 350mm미만인 경우: 280 ~ 300℃
다) 국자를 비롯해서 배빗트(BABBIT) 용액과 접촉하는 모든 JIG류는 420~440℃의 온도로 예열을 실시해서 주입시 냉각 및 고착을 방지해야 한다.
라) 427~448℃의 배빗트 용탕을 베어링 원주를 따라서 200°~270°위치까지 돌려 가면서 용탕을 붓는다. 이때 연속적으로 최대한 빨리 배빗트(BABBIT)를 부어서 일정한 두께의 배빗트가 형성되도록 한다. 작업시에는 국부가열에 유의하여야 하며, 용탕이 주위에 튀지않도록 주의해서 주입 작업을 실시한다.
- 워터 스프레잉 쿨링(WATER SPRAYING COOLING)
가) 용입작업이 끝나면 냉각수를 이용하여 냉각을 해야 하는데 이때 응결 속도를 조절하여 배빗트(BABBIT) 합금의 박리나 수축 및 기포 발생에 유의해야 한다.
나) 용입이 끝난 뒤 30초 경부터 냉각을 시작하여 완전히 응고될 때까지 계속하되 베어링의 온도가 150±10℃이하로 떨어져서는 안된다.
- 에어 쿨링(AIR COOLING)
외경부의 온도가 125~150℃에 이르면 공기 중에서 냉각을 시작하는데 냉각 시간은 워터 쿨링(WATER COOLING)시간과 같아야 한다. 베어링이 너무 작아 쿨링 작업대에서 배빗팅 작업이 어려울 경우 스틸 칠 플레이트(STEEL CHILL PLATE)판에 얹어 물에 담글 수 있다. 담그기 전에 약 2분 동안 산소 에틸렌 토오치로 배빗트 용융 상태를 유지해야 한다.
- 베어링의 중력주조
제7단계의 배빗팅 공정은 용융된 배빗 메탈을 스러스트 베어링 본체(1)의 배빗팅 면(주조면)에 중력 주조하는 공정을 포함한다.
주조시 반드시 DMB-QIP09-12 절차서에 따라 적용하여야 한다.
< 제8단계: 중삭 가공 및 UT검사>
제7단계의 배빗팅 공정이 완료된 스러스트 베어링 본체(1)와 피봇(2)을 중삭 가공한 후, UT검사를 실시하는 단계이다.
(1) 1차 중삭 가공
배빗트(BABBIT)부(내경부)를 정삭 여유를 면당 4mm 남기고 황삭 가공 실시한다. 내, 외경 동심도는 Φ0.1mm이내이여야 한다.
(2) 비파괴검사(U.T)
ISO 4386-3 규격에 의거 배빗트(BABBIT)부에 대해서 5-6항에 따라 UT검사를 실시한다.
(3) 2차 중삭 가공
내,외경 및 두께 등을 적용 도면에 의거 면당 2mm 남기고 중삭 가공(TURNING)을 실시한다.
- BABBITT DAM 육성
BABBITT DAM이 필요한 제품에[선형 & 타원형 베어링(LINER & ELLIPTICAL BEARING)] 한하여 실시한다. DMB-QIP09-13에 준하여 용접 또는 국부 배빗팅을 실시한다.
< 제9단계: 정삭 가공 및 PT검사 >
제8단계가 완료된 스러스트 베어링 본체(1)에 베어링 심(3)을 개재시킨 상태에서 피봇 조립용 볼트(4)를 통해 피봇(2)을 조립하여 상기 피봇(2)이 조립된 스러스트 베어링을 제작한 후, 정삭 가공하고 PT검사를 실시하는 단계이다. 정삭 가공시 마찰열에 의한 변형 및 조도(∇∇∇)에 주의하여야 한다.
- 비파괴 검사(P.T)
ISO 4386-1에 의거 5-5항에 따라 배빗트(BABBITT)전 부위에 대해 P.T를 실시하고, 결함 발견시 DMB-QIP09-13에 따라 수정 용접 실시한 후 재 P.T를 실시한다.
< 제10단계: 치수 검사 및 방청 >
제9단계가 완료된 스러스트 베어링에 대해 치수 검사를 실시한 후, 방청을 실시하는 단계이다.
(1) 치수검사(VISUAL & DIMENSIONAL)
가) 적용도면 및 치수검사 성적서에 따라 치수 검사를 실시한다.(DAMAGE 여부도 포함됨)
나) VISUAL(육안 검사) & P.T 검사를 실시한다.
다) 필요시 조도계를 사용하여 배빗트(BABBITT)부 조도를 측정하고 불만족시 사포 등을 사용하여 수정한다.
(2) 방청
가) 방청은 장기 방청을 기본으로 하며 사정에 따라 변경할 수 있다.
나) 아세톤이 포함되지 않은 솔벤트(SOLVENT)를 이용하여 제품을 깨끗이 세척하고 지문도 모두 제거되어야 한다.
다) 제품을 잘 건조 시킨 후 배빗트(BABBITT)면을 제외한 모든 부위에 TECTYL506을 도포한 후 건조시킨다.
다음으로, 본 발명에 의한 미분기 감속기용 스러스트 베어링의 제조 방법에 의해 제조된 본 발명의 미분기 감속기용 스러스트 베어링에 대해 설명한다.
도2는 본 발명의 스러스트 베어링을 나타내는 도면으로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 스러스트 베어링의 본체(1)에 구비된 피봇(2)이 마모되었을 경우, 1차로 상기 피봇(2)의 하단면에 배치된 베어링 심(3)의 두께를 조정함으로써 보정할 수 있다. 예를 들어, 피봇(2) 마모시, 베어링 심(3)의 두께를 0.1mm에서 0.2mm로 교체할 수 있다. 그리고, 피봇(2)의 마모가 심한 경우에는 상기 피봇(2) 자체만을 피봇 조립용 볼트(4)를 풀어서 분해함으로써 교체할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 미분기 감속기용 스러스트 베어링의 제조 방법을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 미분기 감속기용 스러스트 베어링의 일부 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 미분기 감속기용 스러스트 베어링의 피봇을 나타내는 평면도 및 B-B선 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 미분기 감속기용 스러스트 베어링의 베어링 심의 평면도와, 피봇 조립용 볼트의 정면도 및 평면도.
* 도면 부호의 간단한 설명 *
1: 스러스트 베어링 본체 2: 피봇
3: 베어링 심 4: 피봇 조립용 볼트
5: 온도계 홀 6: 자리 이탈 방지용 키(key)
Claims (4)
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- 스러스트 베어링에 있어서,SS400재질로 이루어지고, 일측면에 배빗 메탈이 형성된 스러스트 베어링 본체(1)와;상기 스러스트 베어링 본체의 타측면에 베어링 심(3)을 개재시킨 상태에서 피봇 조립용 볼트(4)를 통해 조립되는 피봇(2)을 포함하고,상기 스러스트 베어링 본체(1)에 조립된 피봇(2)이 마모되었을 경우, 상기 피봇(2)의 하단면에 배치된 베어링 심(3)의 두께를 조정함으로써 보정할 수 있고, 마모가 심한 경우에는 상기 피봇(2)만 분해하여 교체할 수 있으며,상기 스러스트 베어링 본체의 일측면에 온도계 홀(5)과, 타측면에 자리 이탈 방지용 키(key)(6)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미분기 감속기용 스러스트 베어링.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102109010A (zh) * | 2011-01-24 | 2011-06-29 | 南京工业大学 | 一种可在线监测的转盘轴承 |
| KR20200137321A (ko) | 2019-05-29 | 2020-12-09 | 동양메탈공업 주식회사 | 원심주조를 이용한 크롬동 저널베어링 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 저널베어링 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060055358A (ko) * | 2004-11-16 | 2006-05-23 | 가부시키가이샤 제이텍트 | 스러스트 롤러 베어링용 보유 지지기 및 그 제조 방법 |
| JP2007009803A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Toshiba Home Technology Corp | ファンモータ |
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2007
- 2007-10-23 KR KR1020070106835A patent/KR100839182B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060055358A (ko) * | 2004-11-16 | 2006-05-23 | 가부시키가이샤 제이텍트 | 스러스트 롤러 베어링용 보유 지지기 및 그 제조 방법 |
| JP2007009803A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Toshiba Home Technology Corp | ファンモータ |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 공개 특허 1998-030390호 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102109010A (zh) * | 2011-01-24 | 2011-06-29 | 南京工业大学 | 一种可在线监测的转盘轴承 |
| KR20200137321A (ko) | 2019-05-29 | 2020-12-09 | 동양메탈공업 주식회사 | 원심주조를 이용한 크롬동 저널베어링 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 저널베어링 |
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