KR101311195B1 - 무급유 원통형 미끄럼 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명의 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 내부공간이 형성되는 원통형의 제1 몸체와 제1 몸체 외주면의 둘레를 따라 소정 깊이(depth)로 형성되는 제1 삽입홈과 제1 삽입홈을 기준으로 구분되는 제1 몸체 외주면의 상, 하부에 각각 제2 삽입홈이 형성되는 내륜과, 내륜의 제2 삽입홈에 부착되는 필러패드와, 필러패드가 부착된 내륜이 삽입되는 공간부가 형성되는 제2 몸체와 제2 몸체 내주면의 둘레를 따라 소정 깊이(depth)로 형성되는 끼움홈과 끼움홈으로부터 제2 몸체 외주면까지 복수개의 관통부가 형성되는 외륜과, 외륜의 끼움홈에 끼워지는 복수개의 안내링과, 외륜의 관통부에 고정 결합되면서 외륜의 끼움홈에 끼워진 안내링에 외력을 가하여 안내링이 내륜의 제1 삽입홈에 맞닿도록 하는 결합부재를 포함한다.

Description

무급유 원통형 미끄럼 베어링{NON-OILING SPHERICAL SLIDE BEARING}

본 발명은 무급유 원통형 미끄럼 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화력발전소, 식품제조장치, 수중(해수포함), 사막의 모래바람, 추운지역(겨울) 또는 기타 분진발생을 최소화해야 하는 청정유지장소에 안전하게 사용할 수 있고 유지비용을 절감할 수 있는 무급유 원통형 미끄럼 베어링에 관한 기술이다.

일반적으로 동력전달 계통의 추진축은 베어링을 매개로 회전 가능하게 지지되는 바, 이러한 추진축계 베어링은 접촉상태에 따라 미끄럼 베어링(Sliding bearing)과 구름 베어링(Rolling bearing)으로 구분될 수 있다. 미끄럼 베어링은 베어링이 저널부의 표면 전부 또는 표면의 일부를 둘러싸고 있는 형태로 되어 있고, 베어링과 저널부의 접촉면 사이에 마찰을 줄이기 위한 윤활유가 도포된다.

미끄럼 베어링은 면과 면 사이의 접촉을 유지하는 것이기 때문에 추진축의 회전시 마찰계수와 하중을 지지하는 능력이 크기 때문에 전달되는 동력이 큰 경우에 주로 이용되고 있다. 예를 들어 선박이나 해양 구조물 또는 발전소 등과 같이 전달되는 하중이 비교적 큰 경우에는 동력전달 계통에 구비되는 추진축은 미끄럼 베어링 형태의 추진축계 베어링을 사용하게 된다.

베어링의 고강도 및 고내마모성을 달성하기 위하여, 탄소강 또는 강철강 등으로 된 강철기재 표면에 철계금속분말(철분말을 주성분으로 동분말을 혼합하고, 여기에 니켈, 주석 등 다른 금속분말을 선택적으로 혼합한 것)과 흑연, 이황화몰리브덴, 이황화텅스텐 등 고체윤활제의 미세분말을 혼합한 혼합분말을 프레스 또는 압연롤러 등으로 냉간 압착 성형한 후 소결로 내부에 넣고 가스 분위기하에서 고온으로 소결(燒結)하여 만들어지는 고상소결층을 갖는 미끄럼 베어링이 종래 기술로서 다수 소개되어 있다.

일 예로 한국등록특허 제10-286246호에 상기와 같은 강철기재 철계소결재 고상소결층을 갖는 미끄럼 베어링이 개시되어 있다. 또한, 한국등록특허 제10-286246호에는 강철이면금속과, 강철이면금속에 1065℃~1095℃에서 소결과 동시에 접합되며, 동 10~30 중량부, 나머지가 철로 이루어진 철계소결합금층과, 철계소결합금층에 함유된 건식윤활제를 포함하여 이루어지며, 건식윤활제는 흑연 0.1 중량부 내지 6.5 중량부 또는 이황화몰리브덴 0.1 중량부 내지 7.0 중량부 중의 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 미끄럼 베어링을 개시하고 있다.

다른 예로 한국등록특허 제10-707694호에는 강철기재의 마찰측 표면상에 철계금속분말 및 고체윤활제분말의 혼합분말을 도포하여 소결층을 형성한 미끄럼베어링에 있어서, 소결층은 소결로 내에 자치한 금형 내부에서 600℃~1060℃의 온도로 고상소결하되, 고상소결진행 도중에 금형 내부에서 압착수단에 의하여 일정한 압력범위로 가압하여 성형한 것을 특징으로 하는 고상소결층을 갖는 미끄럼 베어링을 개시하고 있다.

이들 미끄럼 베어링은 소결층에 포함된 고체윤활제분말에 의하여 윤활기능을 수행하게 된다. 그러나 상기에서 살펴본 바와 같이 철계금속분말을 이용하여 소결층을 형성할 경우에 양수 발전소 등 수중에서 운용되는 장치 또는 기계부품으로 사용할 경우에 소결층이 얇고 단기간에 녹이 슬어 윤활기능을 수행할 수 없는 문제점이 있다. 또한 이들 미끄럼 베어링의 최대 단점중 한가지는 베어링 내경과 추진축이 직접 마찰 회전 하기에 미끄럼 베어링은 물론 추진축의 경우 지정된 가공 치수(규격)가 아닌 사용위치, 지역, 온도 등에 따른 별도의 정밀 가공(제작)이 필요하며 그에따른 관리가 매우 어려우며 추진축의 파손 위험이 매우 높다. 그에 따라 조립및분해가 매우 어렵고 난해하다.

한국등록특허번호 제10-286246호 (등록일 2007.04.09) 한국등록특허번호 제10-707694호 (등록일 2007.04.09)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 화력발전소, 수중(해수포함), 사막의 모래바람, 추운지역(겨울) 식품제조장치 또는 기타 분진발생을 최소화해야 하는 청정유지장소에 안전하게 사용할 수 있고 유지비용을 절감할 수 있는 무급유 원통형 미끄럼 베어링을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 내열성과 내식성이 우수하고, 조립과 분해가 편리하고, 외부 충격과 진동을 잘 흡수하여 돌발적인 파손이 없어 신뢰성이 있고 예측 가능한 수명을 보장할 수 있는 무급유 원통형 미끄럼 베어링을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링은, 내부공간이 형성되는 원통형의 제1 몸체와 제1 몸체 외주면의 둘레를 따라 소정 깊이(depth)로 형성되는 제1 삽입홈과 제1 삽입홈을 기준으로 구분되는 제1 몸체 외주면의 상, 하부에 각각 제2 삽입홈이 형성되는 내륜과, 내륜의 제2 삽입홈에 부착되는 필러패드와,

필러패드가 부착된 내륜이 삽입되는 공간부가 형성되는 제2 몸체와 제2 몸체 내주면의 둘레를 따라 소정 깊이(depth)로 형성되는 끼움홈과 끼움홈으로부터 제2 몸체 외주면까지 복수개의 관통부가 형성되는 외륜과, 외륜의 끼움홈에 끼워지는 복수개의 안내링과, 외륜의 관통부에 고정 결합되면서 외륜의 끼움홈에 끼워진 안내링에 외력을 가하여 안내링이 내륜의 제1 삽입홈에 맞닿도록 하는 결합부재를 포함한다.

본 발명의 다른 양상에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링은, 외륜의 몸체가 그 외주면의 둘레를 따라 중심 부분이 볼록한 형태로 형성되고, 결합부재는 셋트볼트로, 필러패드는 테프론 필러으로, 내륜과 외륜은 알루미늄 또는 스테인리스스틸 (AL&STS)으로 구현되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 따르면 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 내륜의 외주면에 부착되는 필러패드가 기존 볼 베어링의 역할을 하도록 구현되어, 화력발전소의 중,저속회전장비및 기존의 고체 미끄럼 베어링을 대체사용 가능한 신규한 제품표준규격의 베어링으로 활용될 수 있다.

둘째, 본 발명의 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 내륜의 외주면에 부착되는 필러패드를 사용함에 따라 자가회전운동에 따른 마찰계수(0.07)가 낮고 마찰계수가 사용시간에 따라 거의 변하지 않기 때문에, 오일(OIL)을 급유가 필요없어 경제적이고 유지보수가 편리하다.

셋째, 본 발명의 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 자가회전운동 중에 베어링 자체에서 분진이나 녹이 발생하지 않으며, 분진이나 녹 발생이 없어 식품제조장치 또는 기타 분진발생을 최소화해야 하는 청정유지장소에 설치되는 중,저속회전장비에 사용 가능하다. 또한, 본 발명의 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 오일(OIL)을 사용하지 않아 물(해수 포함)이 많고 습한 지역에서도 사용 가능하다. 또한, 본 발명의 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 먼지, 모래, 철스크랩 등에 의해 파손되거나 기능이 저하되지 않는다.

넷째, 본 발명의 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 그 크기나 하중 증가에 상관없는 -73℃∼+235℃(최대 +260℃)의 넓은 사용온도 범위를 갖도록 구현되어, 내열성이 우수하다.

다섯째, 본 발명의 무급유 원통형 미끄럼 베어링의 내륜과 외륜은 알루미늄 또는 스테인리스스틸 (AL&STS)으로, 필러패드는 테프론 필러로 구현됨으로써 베어링의 내식성이 우수하다.

여섯째, 본 발명의 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 필러패드가 부착된 내륜과 안내링이 결합된 외륜을 셋트볼트를 이용하여 내륜과 외륜의 조합이기에 추진축과는 별개로 자체윤활 회전 한다. 기존의 미끄럼 베어링(예:오일레스 등)은 내,외륜이 구분되지 않고 일체형이기에 추진축(샤프트)과 직접 마찰회전으로 발생하는 추진축의 파손위험이 없으며 추진축의 정밀가공을 하지않아도 되기에 조립과 분해가 쉽고 편리하다.

일곱째, 본 발명의 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 기존의 볼 베어링과 기존의 미끄럼 베어링(예:오일레스 등)에 비해 상대적으로 충격과 진동을 잘 흡수하여 돌발적인 파손이 없어 신뢰성이 높고 예측 가능한 수명을 보장한다.

도 1 은 본 발명에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링의 내륜의 외관을 도시한다.
도 2 는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 필러패드가 부착된 내륜을 설명하기 위한 단면도 일예이다.
도 4 는 본 발명에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링의 외륜의 외관을 도시한다.
도 5 는 도 4의 B-B 단면도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링의 구조를 설명하기 위한 수직절단면을 도시한다.
도 7 은 본 발명에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링의 구조를 설명하기 위한 수평절단면을 도시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 크게 필러패드, 필러패드가 부착된 내륜, 복수개의 안내링, 복수개의 안내링이 끼워진 외륜, 필러패드가 부착된 내륜과 안내링이 끼워진 외륜을 결합하는 셋트볼트를 포함한다. 일례로, 무급유 원통형 미끄럼 베어링은, 복수개의 안내링 사이에 끼워져 복수개의 안내링을 지지하는 복수개의 지지링을 더 포함하여 구현될 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링의 내륜의 외관을 도시한 것이고, 도 2 는 도 1의 A-A 단면도이다. 도 1, 도 2 에 도시한 바와 같이, 내륜(110)은 내부공간(1)이 형성되는 원통형의 몸체(111)와, 몸체(111) 외주면의 둘레를 따라 소정 깊이(depth)로 형성되는 제1 삽입홈(112)과, 제1 삽입홈(112)을 기준으로 구분되는 몸체(111) 외주면의 상, 하부에 각각 제2 삽입홈(113a, 113b)이 형성된다.

원통형의 몸체(111)는 알루미늄 또는 스테인리스스틸(AL&STS)로 구현된다. 제1 삽입홈(112)에는 안내링(도 6의 참조부호 611)이 삽입되며, 제2 삽입홈(113a, 113b)에는 도 3에 도시한 바와 같이 필러패드(131, 132)가 부착된다. 필러패드(131, 132)는 기존 볼 베어링의 역할을 하며, 테프론 필러로 구현된다. 테프론 필러는 회전면에 마찰을 줄이면서 먼지 방지를 할 수 있고, 또한 정전기까지 방지할 수 있다. 필러패드(131, 132)는 접착제를 이용하여 제2 삽입홈(113a, 113b)에 부착한다.

도 4 는 본 발명에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링의 외륜의 외관을 도시한 것이고, 도 5 는 도 3의 B-B 단면도이다. 도 4 에 도시한 바와 같이, 외륜(310)은 도 1에 도시한 필러패드(131, 132)가 부착된 내륜(110)이 삽입되는 공간부(2)가 형성되는 몸체(311)와, 몸체(311) 내주면의 둘레를 따라 소정 깊이(depth)로 형성되는 끼움홈(312)과, 끼움홈(312)으부터 몸체(311) 외주면까지 복수개의 관통부(313)가 형성된다.

외륜(310)의 몸체(311)는 알루미늄 또는 스테인리스스틸(AL&STS)로 구현된다. 외륜(310)의 몸체(311)는 일례로 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이 원통형으로 구현될 수 있다. 외륜(310)의 몸체(311)는 그 외주면의 둘레를 따라 몸체 외주면 중심 부분이 볼록한 형태 또는 직선으로 구현될 수 있다. 외륜 몸체 외주면 중심 부분이 볼록한 형태로 구현되는 경우 베어링이 자가회전운동하는 경우 무게중심이 잘 잡혀 원활하게 동작할 수 있으며, 베어링에 조립하는 추진축(샤프트)의 중심점(또는 2개의 중심점)이 일치하지 않아도 자동조심(중심점 오차 보정)이 가능하다. 끼움홈(312)에는 안내링(도 6의 참조부호 611)이 삽입되고, 관통부(313)에는 결합부재가 결합되며, 관통부(313)와 연결되는 끼움홈(312)에는 나사 홈이 형성된다.

도 6 은 본 발명에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링의 구조를 설명하기 위한 수직절단면을 도시한 것이고, 도 7 은 본 발명에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링의 구조를 설명하기 위한 수평절단면을 도시한다.

본 발명에 따른 무급유 원통형 미끄럼 베어링은 필러패드(131, 132)가 부착된 내륜의 몸체(111)가 외륜의 몸체(311)에 형성된 끼움홈(도5의 참조부호 312)에 복수개의 안내링(611)이 끼워진 외륜의 몸체(311)에 삽입된 후, 결합부재(612)를 외륜의 몸체(311)에 형성된 관통부(313)에 고정 결합하면서 끼움홈에 끼워진 안내링(611)에 외력을 가하여 안내링(611)의 적어도 일부분이 내륜의 몸체(111)에 형성된 제1 삽입홈(도1의 참조부호 112)에 맞닿도록 조립된다.

일례로, 안내링(611)은 테프론이 코팅된 스테인리스강재(Stainless Steel, STS)로 구현되며, 결합부재는 스테인리스강재(Stainless Steel, STS)로 구현된 셋트볼트로 구현된다. 도 7에 도시한 바와 같이, 외륜의 몸체(311)에 형성된 끼움홈에 끼워지되, 수개의 안내링(611) 사이에 끼워져 복수개의 안내링(611)을 지지하는 복수개의 테프론 코팅된 지지링(711)을 더 포함하여 구현될 수 있다.

지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

110 : 내륜
111 : 몸체 112 : 제1 삽입홈
113a, 113b : 제2 삽입홈
131, 132 : 필러패드
310 : 외륜
311 : 몸체 312 : 끼움홈
313 : 관통부
611 : 안내링
711 : 지지링

Claims (6)

1. 내부공간이 형성되는 원통형의 제1 몸체와, 상기 제1 몸체 외주면의 둘레를 따라 소정 깊이(depth)로 형성되는 제1 삽입홈과, 상기 제1 삽입홈을 기준으로 구분되는 상기 제1 몸체 외주면의 상, 하부에 각각 제2 삽입홈이 형성되는 내륜;
   상기 내륜의 제2 삽입홈에 부착되는 필러패드;
   상기 필러패드가 부착된 내륜이 삽입되는 공간부가 형성되는 제2 몸체와, 상기 제2 몸체 내주면의 둘레를 따라 소정 깊이(depth)로 형성되는 끼움홈과, 상기 끼움홈으로부터 상기 제2 몸체 외주면까지 복수개의 관통부가 형성되는 외륜;
   상기 외륜의 끼움홈에 끼워지는 복수개의 안내링; 및
   상기 외륜의 관통부에 고정 결합되면서 상기 외륜의 끼움홈에 끼워진 안내링에 외력을 가하여 상기 안내링이 상기 내륜의 제1 삽입홈에 맞닿도록 하는 결합부재;
   를 포함하는 무급유 원통형 미끄럼 베어링.
   
2. 청구항 1 에 있어서,
   상기 제2 몸체는 그 외주면의 둘레를 따라 상기 제2 몸체 외주면 중심 부분이 볼록한 형태 또는 직선인 것을 특징으로 하는 무급유 원통형 미끄럼 베어링.
   
3. 청구항 1 에 있어서,
   상기 결합부재는 셋트볼트인 것을 특징으로 하는 무급유 원통형 미끄럼 베어링.
   
4. 청구항 1 에 있어서,
   상기 필러패드는 테프론 필러인 것을 특징으로 하는 무급유 원통형 미끄럼 베어링.
   
5. 청구항 1 에 있어서,
   상기 내륜과 외륜은 알루미늄 또는 스테인리스스틸(AL&STS)로 구현되는 것을 특징으로 하는 무급유 원통형 미끄럼 베어링.
   
6. 청구항 1 에 있어서, 상기 무급유 원통형 미끄럼 베어링은,
   상기 외륜의 끼움홈에 끼워지되, 상기 복수개의 안내링 사이에 끼워져 상기 복수개의 안내링을 지지하는 복수개의 지지링;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무급유 원통형 미끄럼 베어링.

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