KR20030002455A - 베어링 하우징 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 베어링의 조립 및 교체를 용이하게 함으로서 유지 보수에 소요되는 인력 및 비용을 최소화할 수 있도록 한 베어링 하우징에 관한 것으로, 본 발명에 따른 베어링 하우징은, 원통형 하우징 몸체의 양측 개구부에 부시가 결합되어 있으며, 상기 부시의 내주측에 결합되는 한쌍의 베어링에 의해 회전축을 지지하며, 상기 부시의 외측면에 하우징 캡이 볼트 결합되는 베어링 하우징에 있어서, 상기 하우징 캡중 적어도 어느 하나의 일측면에는 상기 부시의 내주면 안쪽으로 삽입되는 베어링 지지부가 형성되어, 상기 베어링의 외륜이 상기 베어링 지지부의 내주에 압입되는 것을 특징으로 하는 바,

본 발명의 베어링 하우징에 의하면, 부시에 볼트 결합되어 있는 하우징 캡을 부시로 부터 분리하는 것에 의해 하우징 캡과 베어링 외륜의 압입상태가 용이하게 해제되며, 회전축이 부하와 결합되어 있는 상태에서 하우징 몸체를 회전축의 일측으로 분리해 낸 후, 축에 압입되어 있는 베어링을 분해할 수 있게 되므로, 회전축에 결합되어 있는 임펠러 등의 부하를 분해하지 않고도 베어링의 분해 및 조립을 용이하게 할 수 있게 된다.

Description

베어링 하우징{Bearing Housing}

본 발명은 베어링 하우징에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어링의 조립 및 교체를 용이하게 함으로서 유지 보수에 소요되는 인력 및 비용을 최소화할 수 있도록 한 베어링 하우징에 관한 것이다.

베어링은 회전축에 작용하는 하중을 지지하여 진동을 방지함과 동시에 회전 부분의 마찰력을 감소시켜 축의 원할한 회전 운동을 가능케 하는 기계요소로서, 미끄럼 베어링과 구름 베어링으로 대별된다.

미끄럼 베어링은 축과 베어링의 접촉부가 상호 미끄럼 마찰를 이루는 데 대해, 구름 베어링은 회전체의 구름 마찰에 의해 회전축과 접촉하게 되므로 마찰 손실이 작고 윤활법 및 보수가 용이하여 미끄럼 베어링에 비해 범용으로 사용되고 있으나, 부하에 민감하여 정격하중 이상의 부하가 가해지는 경우 반복 응력에 의해 전동체의 표면이 움푹파이게 되는 소위 피팅 현상이 발생하게 되어 회전이 원할하지 않게 되며, 진동과 소음이 발생하게 된다.

따라서, 부하가 큰 기계를 전동기 등에 의해 구동하는 경우, 구동원과 부하사이에 별도의 베어링 하우징을 설치하여 회전축을 지지하여 줌으로서 구동원의 베어링 걸리는 부하를 경감시켜 주게 된다.

도 1은, 전동기와 부하 사이에 축을 지지해 주는 별도의 베어링 하우징을 설치한 예로서, 대형 송풍기를 나타내는 도면이다.

베이스(101) 상부 일측에 설치되는 송풍기 케이싱(101)의 중앙부 뒤쪽에는 흡기구인 벨 마우스(Bell Mouth)가 형성되어 있고, 그 상부에는 배기구(102a)가 형성되어 있으며, 그 내부에는 대형 임펠러가 설치되어 있어, 임펠러가 회전함에 따라 벨 마우스를 통해 외기를 흡입하여, 배기구를 통해 소요처에 공기를 공급하게 된다.

임펠러는 전동기(103)에 의해 구동되는 바, 전동기의 축에 임펠러를 직접 연결하면, 임펠러의 정적 부하 및 동적 부하가 전동기축 베어링에 가해지게 되어 결과적으로 전동기의 고장 또는 파손의 원인이 되므로, 전동기와 송풍기 케이싱 사이에 별도의 베어링 하우징(104)을 설치하여 임펠러의 하중이 베어링 하우징(104)의 베어링에 의해 지지되도록 함으로서 전동기의 베어링에 걸리는 부하를 경감시키고 있다. 도 1은 전동기의 축과 엠펠러의 축을 서로 평행하게 설치하고 전동기의 구동력이 벨트(113) 및 풀리(111, 112)를 통해 임펠러에 전달되는 예를 도시하였으나, 전동기축과 임펠러축의 중심이 일치되도록 전동기, 베어링 하우징, 임펠러를 일렬로 설치하는 경우도 있다.

도 2는 종래의 베어링 하우징의 일례를 나타내는 단면도로, 회전축(20)의 양단에는 풀리(112) 및 임펠러가 각각의 키이홈(21, 22)에 키이를 매개로 결합되며, 베어링 하우징(104)의 양단에 설치되는 한 쌍의 베어링(31, 32)에 의해 양단 지지됨으로서, 임펠러의 하중을 안정적으로 지지하여 진동을 방지함과 동시에 회전 부분의 마찰력을 감소시켜 송풍기가 원할히 작동될 수 있도록 구성되어 있다.

하우징 몸체(11)의 양단에는 부시(12, 13)가 용접 등에 의해 견고하게 결합되어 있으며, 베어링(31, 32)의 외륜은 부시의 내주에, 베어링(31a, 31b)의 내륜은 회전축(20)의 외주에 각각 압입됨으로서, 회전축이 회전함에 따라 회전축이 결합되어 있는 베어링의 내륜이 베어링 내부의 전동체의 회전을 매개로 베어링의 외륜에 대해 상대운동함으로서 원할한 회전이 가능하게 된다.

회전축(20)과 부시(12, 13) 각각에는 회전축 및 하우징 몸체에 대한 베어링의 상대적인 위치를 규제하기 위한 돌턱부(23, 24, 12a, 13a)가 형성되어 있으며, 베어링은 록크 너트(25, 26)와 상기 돌턱부 사이에 견고히 지지된다.

부시(12, 13)는 하우징 몸체(11)에 일체로 가공될 수도 있으며, 로크 너트(25, 26)는 스냅링으로 대체될 수 있다.

한편, 베어링 내부의 전동체의 회전 마찰을 원할하게 하기 위해 베어링 하우징의 내부에는 그리이스나 윤활유등의 윤활제가 수용되는 바, 윤활제의 누출을 방지하기 위해 하우징 몸체(11)의 개구부에는 하우징 캡(15, 16)이 설치되며, 하우징 캡(15, 16)의 내주와 회전축(20)의 외주 사이에는 오일 씨일(27, 28)이 장착된다.

미설명 부호 17a, 17b는 호이스트의 훅을 걸기 위한 고리를, 18은 윤활유 보충용 주유캡을 나타낸다.

상기와 같이 원통형 하우징 몸체의 양단에 베어링을 설치하여 구성되는 일체형 베어링 하우징은 하우징 몸체를 분할하여 구성하는 소위 분리형 베어링 하우징과 비교할 때, 중심축이 한점이므로 가공 오차 및 베어링의 조립 오차를 최소화 하여 베어링의 편심에 따른 진동 및 소음 발생을 최소화할 수 있으며, 따라서 베어링 수명을 최대화 하고 정숙한 운전이 가능토록 한다는 장점이 있으나, 그럼에도 불구하고 산업 현장에서 일반적으로 채택되고 있지 못하는 이유는 그 생산 원가가 분리형에 비해 높은 점에도 원인이 있으나, 무엇보다도 유지 보수시 그 작업이 몹시 까다로운데 원인이 있다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같은 종래의 일체형 베어링 하우징은, 어떠한 이유로 베어링에 이상이 생겨 이를 교체하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 송풍기 케이싱 뒷쪽의 벨마우스를 통해 임펠러와 회전축(20)을 분리하여 송풍기 케이싱

(102)으로부터 베어링 하우징(104) 전체를 분리하고난 후에야 부하측 베어링(32)의 교체가 가능했다.

이를 단계별로 좀 더 상세히 설명하면, 먼저 송풍기 케이싱 뒷쪽의 벨마우스를 통해 임펠러의 하중을 지지한 상태에서 회전축과 임펠러를 결합시키는 너트 및 키이를 분리한다.

다음, 벨트(111) 및 벨트 풀리(112)를 분리한 후, 호이스트 등을 사용하여 베어링 하우징(104)을 송풍기 케이싱(102)로 부터 분리한다.

다음, 분리된 베어링 하우징(104)으로부터 하우징 캡(15, 16), 오일 씨일

(27, 28) 및 위치고정 너트(25, 26)를 분리한 후, 회전축의 어느 일측, 예를 들어 임펠러 결합측에 헤머 등을 사용하여 타격을 가함으로서, 회전축(20)을 하우징 몸체(11)로부터 분리한다. 이때, 풀리측 베어링(31)역시 회전축과 결합된 상태로 함께 분리된다.

최종적으로, 하우징 몸체(11)에 결합되어 있는 상태의 임펠러측 베어링(32)과 회전축(20)에 결합되어 있는 상태의 풀리측 베어링(31)을 각각 분리함으로서 베어링의 분리가 완료되며, 새 베어링의 교환 및 조립 작업은 분해의 역순으로 수행된다.

이상 설명한 바와 같이, 종래 베어링 하우징의 구성에 의하면, 베어링 하우징의 유지보수 작업 수행시, 대형 임펠러를 회전축으로부터 분리한 후 재조립하는 작업이 필연적으로 따라야 했기 때문에, 유지보수 작업에 많은 시간과 노력을 필요로 하였으며, 통상적으로 4명을 기준으로 8시간 이상의 큰 작업이 되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 베어링의 조립 및 교체를 용이하게 함으로서 유지 보수에 소요되는 인력 및 비용을 최소화할 수 있도록 한 베어링 하우징을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 전동기와 부하 사이에 축을 지지해 주는 별도의 베어링 하우징을 설치한 예를 나타내는 사시도.

도 2는 종래의 베어링 하우징을 나타내는 조립상태 단면도.

도 3은 종래의 베어링 하우징의 분해 과정을 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 베어링 하우징의 일 실시예를 나타내는 조립상태 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 베어링 하우징의 분해 과정을 나타내는 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 하우징 몸체12, 13 : 부시

15, 16 : 하우징 캡15a, 16a : 베어링 지지부

31, 32 : 베어링20 : 회전축

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 베어링 하우징은, 원통형 하우징 몸체의 양측 개구부에 부시가 결합되어 있으며, 상기 부시의 내주측에 결합되는 한쌍의 베어링에 의해 회전축을 지지하며, 상기 부시의 외측면에 하우징 캡이 볼트 결합되는 베어링 하우징에 있어서, 상기 하우징 캡중 적어도 어느 하나의 일측면에는 상기 부시의 내주면 안쪽으로 삽입되는 베어링 지지부가 형성되어, 상기 베어링의 외륜이 상기 베어링 지지부의 내주에 압입되는 것을 특징으로 하는 바, 본 발명의 베어링 하우징에 의하면, 부시에 볼트 결합되어 있는 하우징 캡을 부시로 부터분리하는 것에 의해 하우징 캡과 베어링 외륜의 압입상태가 용이하게 해제되며, 회전축이 부하와 결합되어 있는 상태에서 하우징 몸체를 회전축의 일측으로 분리해 낸 후, 축에 압입되어 있는 베어링을 분해할 수 있게 되므로, 회전축에 결합되어 있는 임펠러 등의 부하를 분해하지 않고도 베어링의 분해 및 조립을 용이하게 할 수 있게 된다.

부시는 별도로 가공하여 하우징 몸체에 용접 등에 의해 결합하는 것도 가능하며, 하우징 몸체의 양단부의 두께를 하우징 캡을 나사 결합할 수 있을 정도의 두께로 주조하여 하우징 몸체에 일체로 가공하는 것도 물론 가능하다.

한편, 하우징 캡에, 상기 부시의 외측면에 형성되어 있는 나사공에 대응되는 볼트공 외에 복수의 나사공을 더 형성함으로서, 하우징 캡의 분리시 부시와 하우징 캡을 상호 결합시키는 볼트를 풀어낸 후, 분해한 볼트를 하우징 캡의 나사공에 체결하게 되면 볼트의 단부가 부시의 외측면에 닿은 후 볼트의 체결력에 의해 하우징 캡이 밀려나오게 되므로 하우징 캡의 분해를 보다 용이하게 할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 베어링 하우징의 조립 상태 단면도를, 도 5는 베어링을 교체하기 위해 베어링 하우징을 분해하는 과정의 일부를 나타내는 분해 사시도를 나타낸다.

원통형 하우징 몸체(11)의 양단 개구부에는 부시(12, 13)가 용접 등에 의해 견고하게 결합되어 있으며, 상기 부시의 외측면에는 하우징 캡(15, 16)이 볼트 결합되는 바, 하우징 캡의 일측면에는 부시의 내주면 안쪽까지 삽입되는 베어링 지지부가(15a, 16a)가 형성되어 있어, 베어링(31, 32)의 외륜은 베어링 지지부(15a, 16a)의 내주에 압입되고 베어링(31, 32)의 내륜은 회전축(20)의 외주에 압입됨으로서 회전축(20)이 베어링 하우징에 대해 회전 가능하게 지지된다.

부시(12, 13)는 상기한 바와 같이 별도로 제작하여 하우징 몸체(11)에 용접 결합할 수도 있으나, 하우징 몸체(11) 양단부의 두께를 하우징 캡이 나사 결합될 수 있을 정도의 두께로 주조하여 하우징 몸체에 부시를 일체로 가공하여 형성하는 것도 물론 가능하다.

하우징 캡(15, 16)은 베어링의 외륜을 지지함과 동시에, 하우징 몸체(11) 양단의 개구부를 폐쇄하여 몸체 내부의 윤활유가 유출되는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로, 하우징 캡(15, 16)의 내주와 회전축(20)의 외주 사이에는 오일씰(27, 28)이 장착되며, 하우징 캡에 형성되어 있는 베어링 지지부(15a, 16a)의 외주면에 테이퍼면(15b, 16b)을 형성하고, 그에 대응되는 부시의 내주면 역시 테이퍼면으로 형성함으로서 하우징 캡과 부시의 탈착이 원할히 수행될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 하우징 캡(15, 16)에 상기 부시의 외측면에 형성되어 있는 나사공(12b, 13b)에 대응되는 볼트공(15c, 16c) 외에 복수의 나사공(15d, 16c)을 더 형성함으로서, 하우징 캡의 분리시 부시와 하우징 캡을 상호 결합시키는 볼트를 풀어낸 후, 분해한 볼트를 하우징 캡의 나사공에 체결하게 되면 볼트의 단부가 부시의 외측면에 닿은 후 볼트의 체결력에 의해 하우징 캡이 밀려나오게 되므로 하우징 캡의 분해를 보다 용이하게 할 수 있게 된다.

한편, 회전축(20)의 양단에는 부하 및 풀리를 결합시키기 위한 키이 홈(21, 22)이 형성되어 있으며, 그 중간부에는 회전축에 대한 베어링의 상대적인 위치를 규제하기 위해 베어링의 내륜이 걸릴 수 있도록 돌턱부(23, 24)가 형성되어 있어, 베어링이 록크 너트(25, 26)의 체결력에 의해 록크 너트와 돌턱부 사이에 견고하게 지지되는 바, 회전축(20)의 직경을 부하측에서 풀리측으로 갈수록 단계적으로 작아지게 형성하여, 부하측 베어링(32) 지지용 돌턱부(24)의 직경을 풀리측 베어링(31) 지지용 돌턱부(23)의 직경보다 크게 형성하고, 각각의 돌턱부에 결합되는 베어링의 내경 역시 부하측 베어링(32)의 내경을 풀리측 베어링(31)의 내경 보다 큰 것을 채택하여 사용함으로서, 부하측 베어링(32)의 분리시 그 내륜과 회전축 사이의 간섭 없이 원할이 분리될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

미설명 부호 23은 돌턱부(23) 좌우의 직경차를 최소화하여 회전축의 강도를 유지하면서 베어링(31)의 내륜을 확실하게 지지해 주기 위한 백업 링을 나타내며, 록크 너트(25, 26)는 베어링 고정용으로 일반적으로 사용되는 스냅링으로 대체될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 실시예에서는 풀리측 베어링 및 부하측 베어링 모두 하우징 캡의 베어링 지지부에 그 외륜이 압입되는 예를 설명하였으나, 부하측 베어링 만을 하우징 캡의 베어링 지지부에 의해 지지하고, 풀리측 베어링의 외륜을 종래와 같이 부시에 압입하여도 무방하다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 베어링 하우징의 분해 및 조립과정을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

앞서 설명하였듯이, 도 2에 도시한 바와 같은 종래의 베어링 하우징은, 어떠한 이유로 베어링에 이상이 생겨 이를 교체하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 송풍기 케이싱 뒷쪽의 벨마우스를 통해 임펠러와 회전축(20)을 분리하여 송풍기 케이싱(102)으로부터 베어링 하우징(104) 전체를 분리하고난 후에야 부하측 베어링(32)의 교체가 가능하였으나, 본 발명에 따른 베어링 하우징은 베어링을 교체하고자 하는 경우, 부시(12, 13)에 볼트 결합되어 있는 하우징 캡(15, 16)을 부시로 부터 분리하는 것에 의해 하우징 캡과 베어링 외륜의 압입상태가 용이하게 해제되며, 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 회전축(20)이 부하와 결합되어 있는 상태에서 하우징 몸체(11)를 회전축의 일측으로 분리해 낸 후, 회전축에 압입되어 있는 베어링을 일방향으로 분해할 수 있게 되므로, 회전축에 결합되어 있는 임펠러 등의 부하를 분해하지 않고도 베어링의 분해 및 조립을 용이하게 할 수 있게 된다.

이를 단계별로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 벨트 및 벨트 풀리(112)를 분해한다.

부시와 하우징 캡을 상호 결합시키는 볼트를 풀어낸 후, 분해한 볼트를 하우징 캡의 나사공(15d)에 체결함으로서 하우징 캡(15, 16)을 하우징 몸체(11)로 부터 분리해 낸다.

하우징 캡(15, 16)이 하우징 몸체로 부터 분리되면, 베어링의 외륜에 대한 압입력이 해제되어 하우징 몸체(11)와 베어링(31, 32)이 분리된 상태가 되므로, 이 상태에서, 하우징 몸체의 고리(17a, 17b)에 훅을 연결하여 하우징 몸체를 회전축의 우측으로 분리해 낸다.

하우징 몸체가 분리되면, 회전축(20) 및 회전축에 압입되어 있는 베어링(31, 32)이 외부로 드러나게 되므로, 풀리측 록크너트(25) 및 베어링(31), 백업 링(27), 부하측 로크 너트(26) 및 베어링(32) 순으로 회전축(20)의 오른쪽으로 분리해 냄으로서 베어링의 분해 작업이 완료되게 되며, 새로운 베어링의 조립 작업은 분해의 역순으로 수행하게 된다.

이상 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 베어링 하우징에 의하면, 부시에 볼트 결합되어 있는 하우징 캡을 부시로 부터 분리하는 것에 의해 하우징 캡과 베어링 외륜의 압입상태가 용이하게 해제되며, 회전축이 부하와 결합되어 있는 상태에서 하우징 몸체를 회전축의 일측으로 분리해 낸 후, 축에 압입되어 있는 베어링을 분해할 수 있게 되므로, 회전축에 결합되어 있는 임펠러 등의 부하를 분해하지 않고도 베어링의 분해 및 조립을 용이하게 할 수 있게 된다.

따라서, 베어링의 조립 및 교체 작업을 용이하게 수행할 수 있게 되므로, 배어링 하우징의 유지 보수에 소요되는 인력 및 비용을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 원통형 하우징 몸체의 양측 개구부에 부시가 결합되어 있으며, 상기 부시의 내주측에 결합되는 한쌍의 베어링에 의해 회전축을 지지하며, 상기 부시의 외측면에 하우징 캡이 볼트 결합되는 베어링 하우징에 있어서,

   상기 하우징 캡 중 적어도 어느 하나의 일측면에는 상기 부시의 내주면 안쪽으로 삽입되는 베어링 지지부가 형성되어, 상기 베어링의 외륜이 상기 베어링 지지부의 내주에 압입되는 것을 특징으로 하는 베어링 하우징.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부시는 상기 원통형 하우징 몸체에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 하우징.
3. 제 1 항에 있어서, 하우징 캡에는 상기 부시의 외측면에 형성되어 있는 나사공에 대응되는 볼트공 외에 복수의 나사공이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 하우징.