KR101147473B1 - bearing for generator using wind power and coating method of bearing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 풍력 발전용 베어링에 관한 것으로서, 궤도면이 각각 마련된 내륜 및 외륜과, 상기 궤도면에 구름접촉되는 전동체와 상기 궤도면에 이물질이 삽입되는 것을 방지하는 씰로 구성된 풍력 발전용 베어링에 있어서, 씰과 접촉되는 상기 내륜 및 외륜의 접촉부를 세척하는 단계와, 상기 접촉부를 5μmm 이하의 표면 거칠기로 가공하는 단계와, 상기 일정한 표면 거칠기로 가공하는 단계를 거친 접촉부에 용사 코팅하는 단계와, 세라믹이 포함된 주제와 경화재를 일정한 비율로 혼합하고 이를 숙성시킨 용액을 상기 접촉부에 일정한 두께로 코팅하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법과 씰이 상기 내륜 및 외륜에 접촉되는 접촉부에 세라믹 코팅이 형성된 풍력 발전용 베어링을 제공하여, 외륜 및 내륜이 씰과 접촉되는 접촉부에 세라믹 코팅을 하여 내마모성 및 내부식성을 향상시켜 수명을 향상시키고, 잦은 교체 작업으로 인한 유지보수 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a wind turbine bearing, comprising: an inner ring and an outer ring each having a raceway surface, a rolling element in rolling contact with the raceway surface, and a seal for preventing foreign substances from being inserted into the raceway surface. Washing the contact portions of the inner ring and the outer ring in contact with the seal, machining the contact portion with a surface roughness of 5 μm or less, and thermally coating the contact portion after the processing with the constant surface roughness, and ceramics. The coating method and the seal of the wind turbine bearing, characterized in that consisting of a step of mixing the contained main material and the hardening material in a constant ratio and coating the solution to a predetermined thickness to the contact portion contact portion which contacts the inner ring and outer ring Provides a wind turbine bearing with a ceramic coating on the outer ring, the outer ring and the inner ring is in contact with the seal The ceramic coating on chokbu improve the wear resistance and corrosion resistance to the advantage that can improve the service life, reduce maintenance costs due to frequent replacement.
Description
본 발명은 풍력 발전용 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 궤도면이 각각 마련된 내륜 및 외륜과 상기 궤도면에 구름접촉되는 전동체와 상기 궤도면에 이물질이 삽입되는 것을 방지하는 씰로 구성된 풍력 발전용 베어링 및 그 코팅 방법이다.The present invention relates to a bearing for wind power generation, and more specifically, for a wind power generation comprising an inner ring and an outer ring each having a raceway surface, a rolling element in rolling contact with the raceway surface, and a seal preventing foreign substances from being inserted into the raceway surface. Bearing and its coating method.
구름 베어링은 2개의 궤도륜(race ring) 사이에 몇 개의 전동체(rolling body: 볼 또는 롤러)를 넣어 전동체에 의하여 구름접촉을 통해서 마찰손실을 크게 감소시킨 베어링을 말한다.Rolling bearings are bearings in which several rolling bodies (balls or rollers) are inserted between two race rings to greatly reduce frictional losses through rolling contact by rolling elements.
또한, 이들 전동체가 서로 접촉되지 않도록 적당한 등간격으로 배치하기 위하여 리테이너(retainer)를 끼우기도 한다.In addition, a retainer may be fitted to arrange the rolling elements at suitable equal intervals so that the rolling elements do not contact each other.
이러한 구름 베어링은 축을 지지하는 기계요소의 일종으로 다양한 종류의 기계분야에 적용되고 있다. Such rolling bearings are a kind of mechanical element supporting shafts, and are applied to various kinds of mechanical fields.
특히, 풍력 발전 설비에서는 바람을 동력으로 전기를 생산하기 위해서 각종 축을 지지하기 위한 베어링이 중요한 요소로서 작용한다.In particular, in the wind turbine, bearings for supporting various shafts act as important factors in order to produce electricity by wind power.
도 1은 풍력 발전 설비를 도시하는 개략도이다.1 is a schematic view showing a wind turbine.
도 1에 도시된 바와 같이 풍력 발전 설비에서는 블레이드(c)의 각도를 조절하기 위해서 사용되는 블레이드 베어링(a:blade or pitch bearing)과 나셀(f:nacelle)의 방향을 조절하는 데 사용되는 요 베어링(h:yaw bearing)등 다양한 형태의 베어링이 요구된다.As shown in FIG. 1, in a wind power installation, a yaw bearing used to adjust the direction of a blade bearing (a: blade or pitch bearing) and a nacelle (f: nacelle) used to adjust the angle of the blade (c). Various types of bearings are required, such as (h: yaw bearing).
상기 블레이드 베어링은 외륜과 내륜이 각각 블레이드(c)와 허브(b)와 조립되며, 블레이드(c)가 바람에 의해 회전될 때 바람의 세기에 따라 가능한 일정한 속도로 회전하도록 하기 위하여 블레이드(c)의 각도를 수시로 조절하여야 한다.The blade bearing is composed of the outer ring and the inner ring assembled with the blade (c) and the hub (b), respectively, so that the blade (c) to rotate at a constant speed as possible according to the strength of the wind when the blade (c) is rotated by the wind The angle of is to be adjusted from time to time.
또한, 요 베어링(h)은 나셀(f) 및 타워(i)측과 조립되어 블레이드(c)를 포함한 허브(b)와 나셀(f) 전체가 바람의 방향을 향하여 마주 볼 수 있도록 수시로 회전하여햐 한다.In addition, the yaw bearing (h) is assembled with the nacelle (f) and the tower (i) side to rotate frequently so that the entire hub (b) and the nacelle (f) including the blade (c) can face in the direction of the wind 햐 do.
도 1에 도시된 나머지 구성 요소들은 로터 샤프트 베어링과 하우징(d), 로터 샤프트(e), 기어 박스(g), 변속기(j), 요 드라이브(k), 제어 판넬(l) 및 발전기(m)이다.The remaining components shown in FIG. 1 are the rotor shaft bearing and housing (d), rotor shaft (e), gear box (g), transmission (j), yaw drive (k), control panel (l) and generator (m). )to be.
이러한 풍력 발전 설비에 이용되는 베어링은 외부가 대기 중에 노출되며, 풍력 발전 설비가 대부분 강한 바람이 많은 산악지대, 언덕, 바닷가 등에 주로 설치되어 외부에 노출된 부품이 외부 대기 속에 포함된 염분과 접촉하여 부식이 일어나기 쉽다는 사용상의 문제점이 존재한다.The bearings used in these wind turbines are exposed to the outside in the atmosphere, and most of the wind turbines are installed in mountainous areas, hills and beaches where there are strong winds, and the exposed parts come into contact with the salt contained in the outside atmosphere. There is a problem in use that corrosion is likely to occur.
또한, 풍력 발전 설비에 사용되는 베어링이 설치된 풍력 타워의 나셀 연결부 및 허브의 블레이드 연결부는 풍력 타워의 기초로부터 수십 미터 및 수백 미터 이상의 높이에 위치하므로 상기 베어링에 문제가 발생되어 씰이나 베어링 전체를 교체하려면 막대한 비용이 필요하고, 안전 사고의 위험성이 존재한다.In addition, the nacelle connections of the wind tower and the blade connections of the hub where the bearings used in the wind power plant are installed are located at a height of several tens of meters and hundreds of meters above the foundation of the wind tower, thus causing problems in the bearings, thereby replacing the seal or the whole bearing. This requires huge costs and there is a risk of a safety accident.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 도 2는 종래의 풍력 발전용 베어링을 도시하는 단면도이고, 도 3은 도 2의 A부분의 확대도이다.In order to solve this problem, FIG. 2 is a sectional view showing a conventional wind turbine bearing, and FIG. 3 is an enlarged view of portion A of FIG.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 풍력 발전 설비에 이용되는 베어링은 외륜(10), 내륜(20), 전동체(40) 및 씰(50,60)을 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the bearing used in the wind power generation facility includes an
특히, 볼 또는 롤러로 구성된 전동체(40)를 삽입한 후 구리스를 채워 넣어 상기 전동체가 원활하게 회전될 수 있도록 하며, 이러한 구리스의 누출을 방지하기위해서 외륜(10)과 내륜(20) 사이에 고무 재질의 씰(50,60)이 결합된다.In particular, after inserting the
그러나, 베어링이 회전하게 되면 외륜과 내륜이 서로 상태 운동을 하게 되어 외륜이나 내륜이 씰(50,60)과 접촉하게 되면서 접촉부가 손상되고, 손상된 접촉부는 대기에 노출되어 부식이 발생하게되며, 상기 부식으로인하여 씰링이 제대로 이루어지지 못하여 구리스가 새어나와 주변을 오염시키는 사용상의 문제점이 있었다. However, when the bearing rotates, the outer ring and the inner ring are in a state motion with each other, and the outer ring or the inner ring comes into contact with the
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 접촉부에 Zn,Al, Zn-Al 혼합재 등의 금속 코팅층(70)을 형성시키거나, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 외륜(10) 및 내륜(20)에 함몰부(12,22)를 형성시키고, 상기 함몰부(12,22)에 내식성이 강한 스테인레스 스틸(80)을 부착시키는 방안들이 제안된 바 있다.In order to solve this problem, as shown in (a) of Figure 3 to form a
그러나, 이러한 종래의 기술들은 금속 코팅을 위해서 대형 코팅 설비를 필요로하고, 스테인레스 재질을 얇은 띠 형상으로 가공하기 힘들고, 추가로 내식성이 있는 재질을 용접 등을 이용하여 함몰부에 접합하여야 하는 등 원가 상승과 생산 기간이 길어진다는 문제점이 여전히 존재한다.However, these conventional techniques require large coating equipment for metal coating, are difficult to process stainless steel into a thin strip shape, and additionally, corrosion resistant materials must be joined to the recesses by welding or the like. There is still a problem that the rise and the production period are long.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 외륜 및 내륜이 씰과 접촉되는 접촉부위의 마모를 방지하여 수명을 향상시키고, 유지보수 비용을 절감할 수 있는 풍력 발전용 베어링 및 그 코팅 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to prevent the wear of the outer ring and the inner ring contact with the seal to improve the service life, and to reduce the maintenance cost wind turbine bearing and The purpose is to provide the coating method.
본 발명에 따른 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법은 궤도면이 각각 마련된 내륜 및 외륜과, 상기 궤도면에 구름접촉되는 전동체와 상기 궤도면에 이물질이 삽입되는 것을 방지하는 씰로 구성된 풍력 발전용 베어링에 있어서, 상기 씰과 접촉되는 상기 내륜 및 외륜의 접촉부를 세척하는 단계와, 상기 접촉부를 5μmm 이하의 표면 거칠기로 가공하는 단계와, 상기 일정한 표면 거칠기로 가공하는 단계를 거친 접촉부에 용사 코팅하는 단계와, 세라믹이 포함된 주제와 경화재를 일정한 비율로 혼합하고 이를 숙성시킨 용액을 상기 접촉부에 일정한 두께로 코팅하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.The coating method of the wind turbine bearing according to the present invention is a wind turbine bearing consisting of an inner ring and an outer ring each having a raceway surface, a rolling element in contact with the raceway and a seal to prevent foreign substances from being inserted into the raceway surface. The method of
여기서, 상기 주제는 이산화규소, 산화 마그네슘, 산화알루미늄 어느 하나 이상을 포함하는 금속산화물계이며, 상기 경화재는 실란인 것을 특징으로 한다.Here, the subject is a metal oxide-based metal oxide containing at least one of silicon dioxide, magnesium oxide, aluminum oxide, the hardening material is characterized in that the silane.
또한, 상기 용액은 물, 용제, 안료를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 용액은 물 25 내지 40 중량부, 용제 2 내지 10중량부, 주제 30 내지 40 중량부, 안료 0 내지 10 중량부, 경화제 15 내지 25 중량부인 것을 특징으로 한다.In addition, the solution is characterized in that it further comprises water, a solvent, a pigment, the solution is 25 to 40 parts by weight of water, 2 to 10 parts by weight of solvent, 30 to 40 parts by weight of the subject, 0 to 10 parts by weight of pigment , Characterized in that the curing agent 15 to 25 parts by weight.
그리고 상기 접촉부에 일정한 두께로 코팅하는 단계를 거친 후 상기 접촉부를 일정한 온도에서 재가열하는 단계가 더 포함됨을 특징으로 한다.And reheating the contact part at a constant temperature after the coating of the contact part with a predetermined thickness.
또한, 상기 용액은 일정 크기 이내의 입자로 제한됨을 특징으로 한다.In addition, the solution is characterized in that it is limited to particles within a certain size.
특히, 용액을 상기 접촉부에 일정한 두께로 코팅하는 단계는 상기 접촉부에 10 내지 50μm의 두께로 코팅됨을 특징으로 한다.In particular, the step of coating the solution to a predetermined thickness to the contact is characterized in that the coating is coated with a thickness of 10 to 50μm.
본 발명에 따른 풍력 발전용 베어링은 궤도면이 각각 마련된 내륜 및 외륜과, 상기 궤도면에 구름접촉되는 전동체와 상기 궤도면에 이물질이 삽입되는 것을 방지하는 씰로 구성된 풍력 발전용 베어링에 있어서, 상기 씰이 상기 내륜 및 외륜에 접촉되는 접촉부에는 5μmm 이하의 표면 거칠기로 가공하고, 용사 코팅을 거친 후에 금속 산화물계인 주제와 실란을 경화재로하는 세라믹 코팅이 10 내지 50μm의 두께로 형성됨을 특징으로 한다.
In the wind turbine bearing according to the present invention is a wind turbine bearing consisting of an inner ring and an outer ring each provided with a raceway surface, a rolling element in rolling contact with the raceway surface and a seal to prevent foreign substances from being inserted into the raceway surface. The contact portion of the seal contacting the inner ring and the outer ring is processed with a surface roughness of 5 μm or less, and after the thermal spray coating, a ceramic coating having a metal oxide-based main material and a silane as a hardening material is formed to a thickness of 10 to 50 μm.
본 발명에 따른 풍력 발전용 베어링 및 그 코팅 방법은 외륜 및 내륜이 씰과 접촉되는 접촉부에 세라믹 코팅을 하여 내마모성 및 내부식성을 향상시켜 수명을 향상시키고, 잦은 교체 작업으로 인한 유지보수 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.Bearings for the wind turbine and the coating method according to the present invention to improve the wear resistance and corrosion resistance by applying a ceramic coating to the contact portion of the outer ring and the inner ring in contact with the seal to improve the life, reduce the maintenance cost due to frequent replacement work There are advantages to it.
도 1은 풍력 발전 설비를 도시하는 개략도.
도 2는 종래의 풍력 발전용 베어링을 도시하는 단면도.
도 3은 도 2의 A부분의 확대도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 풍력 발전용 베어링을 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법을 도시하는 흐름도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법으로 코팅된 시편의 테스트 사진.1 is a schematic diagram illustrating a wind turbine.
2 is a cross-sectional view showing a conventional wind turbine bearing.
3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a bearing for wind power generation according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart showing a coating method of a bearing for wind power generation according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a test photograph of the specimen coated by the coating method of the bearing for wind power generation according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명 풍력 발전용 베어링 및 그 코팅 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the bearing for the wind turbine and the coating method of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 풍력 발전용 베어링을 도시하는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a bearing for wind power generation according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 풍력 발전용 베어링은 궤도면이 각각 마련된 내륜 및 외륜과, 상기 궤도면에 구름접촉되는 전동체와 상기 궤도면에 이물질이 삽입되는 것을 방지하는 씰로 구성된다는 점은 종래의 풍력 발전용 베어링과 동일하다.Bearings for wind power generation according to the present invention is composed of the inner ring and outer ring provided with a raceway surface, the rolling element in contact with the track surface and the seal to prevent the foreign material is inserted into the track surface is conventional wind power generation Same as the bearing.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 주요 특징은 상기 씰(50)이 상기 내륜 (20)및 외륜(20)에 접촉되는 접촉부에는 세라믹 코팅(90)이 형성된다는 점이다.As shown in FIG. 4, the main feature of the present invention is that a
그리고 상기 세라믹 코팅은 제트 기관이나 원자로 부품 등에 사용되는 것으로 금속 산화물계 또는 불소계 세라믹이 주제임을 특징으로 한다.In addition, the ceramic coating is used in jet engines, reactor parts, and the like, and is characterized in that the subject is a metal oxide-based or fluorine-based ceramic.
또한, 외륜(10)과 내륜(20)의 외측면에는 종래와 동일하게 Zn,Al, Zn-Al 혼합재 등의 금속 코팅층(70)을 형성시키는 것이 바람직하다.In addition, the outer surfaces of the
구체적인 코팅 방법은 살펴보면, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법을 도시하는 흐름도이다.Looking at a specific coating method, Figure 5 is a flow chart illustrating a coating method of a bearing for wind power generation according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법은 씰과 접촉되는 내륜 및 외륜의 접촉부를 세척하는 단계와, 상기 접촉부를 5μmm 이하의 표면 거칠기로 가공하는 단계와, 세라믹이 포함된 주제와 경화재를 일정한 비율로 혼합하고 이를 숙성시킨 용액을 상기 접촉부에 일정한 두께로 코팅하는 단계로 구성된다.As shown in FIG. 5, the coating method of the bearing for wind power generation according to the present invention includes the steps of washing the contact portions of the inner ring and the outer ring which are in contact with the seal, processing the contact portion with a surface roughness of 5 μmm or less, and ceramics. It comprises a step of mixing the contained main ingredient and the hardening material in a constant ratio and coating the solution to a predetermined thickness to the contact portion.
상기 세척하는 단계는 코팅할 접촉부에 존재하는 기름이나 이물질을 용제를 이용하여 제거하는 단계이며, 필요한 경우 오븐이나 화염을 이용하여 건조시키는 것이 바람직하다.The washing step is to remove the oil or foreign substances present in the contact portion to be coated using a solvent, it is preferable to dry using an oven or a flame if necessary.
다음으로 접촉부를 비금속 또는 금속 재질의 그릿(grit)을 이용하여 5μmm 이하의 표면 거칠기로 가공하게 된다. 이러한 과정을 통해서 최적의 표면 조도를 형성하게 되며, 상기 과정을 거친 후에 상기 내륜 및 외륜을 일정한 온도로 가열하는 단계를 거치게 되며, 구체적으로는 일정한 온도(50°C 정도)로 건조 또는 예열하게 된다.Next, the contact portion is processed to a surface roughness of 5 μm or less by using a non-metal or metal grit. Through this process, an optimum surface roughness is formed, and after the process, the inner and outer rings are heated to a constant temperature, and specifically, the inner surface and the outer ring are dried or preheated to a constant temperature (about 50 ° C). .
그리고, 상기 과정을 거친 접촉부에 용사 코팅을 실시할 수도 있다.In addition, the thermal spray coating may be applied to the contact portion having undergone the above process.
용사(Thermal Spray, 溶射)란 분말 혹은, 선형재료를 고온열원으로부터 용융액적으로 변화시켜 고속으로 기재에 충돌시켜 급냉응고 적층한 피막을 형성하는 기술이다. 용사는 성질이 다른 재료로 기재표면에 피막을 형성하는 기술은 기재가 보유하고 있는 특성을 살리고, 결함을 보완할 수 있으며, 재료기능의 다양화 및 고도화를 가능하게 하는 표면처리법의 하나이다. Thermal spray (溶 射) is a technique of forming a film formed by rapid solidification of a powder or a linear material by melting into a liquid droplet from a high temperature heat source and impinging on a substrate at high speed. The technique of forming a film on the surface of the substrate by using different materials for thermal spraying is one of the surface treatment methods that make use of the characteristics possessed by the substrate, to compensate for defects, and to diversify and enhance material functions.
용사법을 이용하면 고속으로 두꺼운 피막형성이 가능하며, 용사 피막은 화염용사, 아크, 플라즈마 등의 열원에 의해 용융되고, 압축공기 제트 등에 의해 가속된 미세한 입자가 모재 표면에 부착 및 적층되어 형성된다. 따라서 대기 중 용사에 의해서 형성된 금속 피막은 일반적으로 층상의 단면조직을 나타내고, 내부는 기공과 산화물 등을 함유하는 구조를 이루고 있다.By using the thermal spraying method, a thick film can be formed at a high speed, and the thermal spray coating is formed by melting with a heat source such as flame spray, arc, or plasma, and by adhering and laminating fine particles accelerated by a compressed air jet or the like on the surface of the base material. Therefore, the metal film formed by the thermal spraying in the air generally exhibits a layered cross-sectional structure, and has an internal structure containing pores and oxides.
금속 용사에는 용사방법과 용사재료를 적당히 선정함으로서 여러 특성을 나타내는 피막을 형성시킬 수 있다. 이러한 금속 용사피막은 이종금속 및 세라믹 피막 등을 강화하기 위한 결합층의 기능을 하고 모재의 내식, 내마모, 내열 및 내고온 산화성 등을 향상하기 위한 표면 개질층의 기능을 한다. The metal spray can be formed with a coating having various properties by appropriately selecting a spraying method and a spraying material. The metal thermal spray coating functions as a bonding layer for reinforcing dissimilar metals and ceramic coatings, and as a surface modification layer for improving corrosion resistance, abrasion resistance, heat resistance, and high temperature oxidation resistance of the base material.
따라서, 상기 접촉부에 세라믹 코팅을 수행하기 전에 용사 피막을 형성하여 모재의 내식, 내마모성을 향상시킬 수 있다.Therefore, before the ceramic coating is performed on the contact portion, a thermal spray coating may be formed to improve corrosion resistance and wear resistance of the base material.
상기 과정을 거친 후에 세라믹이 포함된 주제와 경화재를 일정한 비율로 혼합하고 이를 숙성시킨 용액을 상기 접촉부에 일정한 두께로 코팅하는 단계를 거친다.After the above process, the ceramic-containing main ingredient and the hardening material are mixed at a constant ratio, and the aged solution is coated with a predetermined thickness on the contact portion.
여기서, 상기 주제는 이산화규소(SiO2), 산화 마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al2O3)중 어느 하나 이상을 포함하는 금속산화물계이며, 상기 경화재는 실란(silane)을 사용하는 것이 바람직하다.Here, the subject is a metal oxide-based containing any one or more of silicon dioxide (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), the hardening material is preferably a silane (silane). Do.
또한, 상기 용액은 물, 용제, 안료를 더 포함하여 이루어지며, 상기 용액은 물 25 내지 40 중량부, 용제 2 내지 10중량부, 주제 30 내지 40 중량부, 안료 0 내지 10 중량부, 경화제(실란) 15 내지 25 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the solution further comprises a water, a solvent, a pigment, the solution is 25 to 40 parts by weight of water, 2 to 10 parts by weight of solvent, 30 to 40 parts by weight of the subject, 0 to 10 parts by weight of pigment, curing agent ( Silane) preferably from 15 to 25 parts by weight.
그리고 상기 코팅 과정에서 세라믹이 포함된 주제의 침전물은 교반기를 이용하여 교반시킨 후 상기 주제, 경화재, 물, 용제, 안료를 일정한 비율로 혼합하고 일정한 온도(20°C정도)에서 3~5시간 숙성시키게 된다.(숙성 시간을 줄이는 경우에는 상기 온도를 높이면 된다.) And the precipitate of the main material containing ceramic in the coating process is stirred using a stirrer and then mixed with the main material, hardener, water, solvent, pigment in a constant ratio and aged for 3 to 5 hours at a constant temperature (about 20 ° C) (To reduce the aging time, increase the temperature.)
다음으로 숙성된 용액은 일정 크기 이내의 입자로 제한되는 것이 바람직하므로, 400메쉬 정도의 조밀한 망사를 통해 여과시킨 후 일정한 온도(50°C정도)로 건조 및 예열된 제품의 표면에 에어 스프레이 등의 분사 장치를 이용하여 일정한 두께로 코팅 작업을 한다. 여기서 상기 용액은 상기 접촉부에 10 내지 50μm의 두께로 코팅되는 것이 바람직하다.Next, since the aged solution is preferably limited to particles within a certain size, it is filtered through a dense mesh of about 400 mesh and then air sprayed onto the surface of the product dried and preheated at a constant temperature (about 50 ° C). The coating is performed to a certain thickness using the spray device of. Here, the solution is preferably coated with a thickness of 10 to 50μm in the contact portion.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법으로 코팅된 시편의 테스트 사진이다.Figure 6 is a test picture of the specimen coated by the coating method of the bearing for wind power generation according to an embodiment of the present invention.
테스크 과정은 염수 분무(5H), 건조(2H), 습윤(3H), 건조 과정(2H)을 30회 반복하고, 10,000회 이상의 마찰을 통해서 표면 녹발생과 부풀음 유무를 관찰하였다.The test process was repeated 30 times of salt spray (5H), drying (2H), wetting (3H), drying process (2H), and the surface rust and swelling was observed through more than 10,000 friction.
여기서, 시료1,2,3은 본 발명에 의한 코팅 방법으로 각각 30, 45, 65μm 세라믹 코팅이 실시된 시편이고, 시료4는 Ni도금, 시료5는 SUS 316육성용접, 시료6은 Zn 용사, 시료7은 Zn+Al용사 코팅(거칠기 Ry29)로 코팅된 시편이다.Here,
전체적으로, 세라믹 코팅이 실시된 시료는 다른 코팅에 의한 경우보다 녹발생과 부풀음 유무에 있어서 우수하다는 것을 알 수 있고, 시료 4,5에서는 부풀음이 발생되었다.Overall, it was found that the samples coated with ceramics were superior in the occurrence of rust and swelling than in the other coatings, and swelling occurred in samples 4 and 5.
또한, 도 6에 도시된 시료3은 세라믹 코팅 두께(50μm이상)가 너무 두꺼우면 녹 발생에 부정적인 영향을 미치게 된다는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that Sample 3 shown in FIG. 6 has a negative effect on rust generation if the ceramic coating thickness (50 μm or more) is too thick.
따라서, 표면 거칠기와 녹 발생을 고려하여 코팅 두께는 10 내지 50μm로 제한되는 것이 바람직하다.Therefore, in consideration of surface roughness and rust generation, the coating thickness is preferably limited to 10 to 50 μm.
상기 과정을 거친 후에 오븐(oven) 등의 가열 장치를 이용하여 일정한 온도(150°C정도)에서 20분간 재가열하여 하여 코팅 작업을 완료하게 되며, 자연적으로 경화될 수 있으므로 상기 재가열 과정은 생략될 수도 있다.After the above process is completed by reheating for 20 minutes at a constant temperature (about 150 ° C) using a heating device such as an oven (oven) to complete the coating operation, and may be cured naturally, so the reheating process may be omitted. have.
이상과 같이 본 발명은 외륜 및 내륜이 씰과 접촉되는 접촉부에 세라믹 코팅한 풍력 발전용 베어링 및 그 코팅 방법을 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
As described above, it can be seen that the present invention has a basic technical idea to provide a wind turbine bearing coated with a ceramic coating at a contact portion where the outer ring and the inner ring come into contact with a seal, and a coating method thereof. Of course, many other variations are possible to those skilled in the art.
10: 외륜
12: 함몰부
20: 내륜
22: 함몰부
40: 전동체
50: 씰
70: 금속 코팅층
80: 스테인레스 스틸
90: 세라믹 코팅층10: paddle
12: depression
20: inner ring
22: depression
40: rolling element
50: seal
70: metal coating layer
80: stainless steel
90: ceramic coating layer
Claims (9)
상기 씰과 접촉되는 상기 내륜 및 외륜의 접촉부를 세척하는 단계와;
상기 접촉부를 5μmm 이하의 표면 거칠기로 가공하는 단계와;
상기 일정한 표면 거칠기로 가공하는 단계를 거친 접촉부에 용사 코팅하는 단계와;
세라믹이 포함된 주제와 경화재를 일정한 비율로 혼합하고 이를 숙성시킨 용액을 상기 접촉부에 일정한 두께로 코팅하는 단계;로 구성됨을 특징으로 하는 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법.
In the wind turbine bearing consisting of an inner ring and an outer ring each provided with a raceway surface, a rolling element in rolling contact with the raceway surface and a seal for preventing foreign matter from being inserted into the raceway surface,
Washing the contact portions of the inner ring and outer ring in contact with the seal;
Machining the contact with a surface roughness of 5 μm or less;
Thermally coating the contact portion subjected to the processing to the predetermined surface roughness;
Mixing the ceramic and the main material and the hardening material in a constant ratio and coating the aged solution to a predetermined thickness to the contact portion; coating method of the wind turbine bearing, characterized in that consisting of.
상기 주제는,
이산화규소, 산화 마그네슘, 산화알루미늄 중 어느 하나 이상을 포함하는 금속 산화물계이며,
상기 경화재는 실란인 것을 특징으로 하는 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법.
The method of claim 1,
The subject is,
Metal oxide system containing any one or more of silicon dioxide, magnesium oxide, aluminum oxide,
The hardening material is a coating method of the wind turbine bearing, characterized in that the silane.
상기 용액은,
물, 용제, 안료를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법.
The method of claim 1,
The solution,
The coating method of the bearing for wind power, further comprising water, a solvent, and a pigment.
상기 용액은,
물 25 내지 40 중량부, 용제 2 내지 10중량부, 주제 30 내지 40 중량부, 안료 0 내지 10 중량부, 경화제 15 내지 25 중량부인 것을 특징으로 하는 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법.
The method of claim 3, wherein
The solution,
25 to 40 parts by weight of water, 2 to 10 parts by weight of solvent, 30 to 40 parts by weight of main material, 0 to 10 parts by weight of pigment, and 15 to 25 parts by weight of hardener.
상기 접촉부에 일정한 두께로 코팅하는 단계를 거친 후 상기 접촉부를 일정한 온도에서 재가열하는 단계;가 더 포함됨을 특징으로 하는 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법.
The method of claim 1,
And reheating the contact portion at a constant temperature after the step of coating the contact portion to a certain thickness. The coating method of claim 1, further comprising:
상기 용액은,
일정 크기 이내의 입자로 제한됨을 특징으로 하는 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법.
The method of claim 1,
The solution,
Coating method for a wind turbine bearing, characterized in that limited to particles within a certain size.
용액을 상기 접촉부에 일정한 두께로 코팅하는 단계는,
상기 접촉부에 10 내지 50μm의 두께로 코팅됨을 특징으로 하는 풍력 발전용 베어링의 코팅 방법.
The method of claim 1,
Coating the solution to a constant thickness on the contact,
The coating method of the wind turbine bearing, characterized in that the coating on the contact portion having a thickness of 10 to 50μm.
상기 씰이 상기 내륜 및 외륜에 접촉되는 접촉부에는,
5μmm 이하의 표면 거칠기로 가공하고 용사 코팅을 거친 후에, 금속 산화물계인 주제와 실란을 경화재로 하는 세라믹 코팅이 10 내지 50μm의 두께로 형성됨을 특징으로 하는 풍력 발전용 베어링.
In the wind turbine bearing consisting of an inner ring and an outer ring each provided with a raceway surface, a rolling element in rolling contact with the raceway surface and a seal for preventing foreign matter from being inserted into the raceway surface,
In the contact portion where the seal is in contact with the inner ring and outer ring,
After machining with a surface roughness of 5 μm or less and undergoing a thermal spray coating, a ceramic coating comprising a metal oxide-based main material and a silane as a hardening material is formed to a thickness of 10 to 50 μm.
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