KR20130022047A - 베어링 내구 시험기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구동수단(120)에 의하여 회전하며 한 쌍의 시험 베어링에 삽입되는 회전축(110)과, 반경 방향으로 내향 돌출되어 상기 회전축(110)이 삽입되는 한 쌍의 시험 베어링 중 어느 한 시험 베어링을 축방향으로 지지하는 제1 턱부(1313)를 가지는 제1 부재(131)와, 반경 방향으로 내향 돌출되어 상기 회전축(110)이 삽입되는 한 쌍의 시험 베어링 중 나머지 시험 베어링을 축방향으로 지지하는 제2 턱부(1333)를 가지는 제2 부재(133)로 이루어지며; 상기 제1 부재(131)와 제2 부재(133)는 하나 이상의 실린더로 서로 연결되어 실린더의 작동에 의하여 한 쌍의 시험 베어링에 축방향 하중이 작용하는 베어링 내구 시험기(100)에 관한 것으로; 동시에 복수 개(4개)의 베어링에 대한 내구 시험이 가능하며, 다양한 치수의 베어링에 대한 시험이 가능하며, 축 방향 하중이 시험 베어링에만 작용하고 시험기를 이루는 부품에는 작용하지 않는 구조이므로 시험기에 변형이나 파손과 같은 문제점에 의하여 수명이 단축되지 않으며, 한 쌍의 시험 베어링에 대하여 동일한 크기의 축방향 하중을 부여할 수 있으므로 정확한 실험 결과를 얻을 수 있으며, 동적 부하를 베어링에 부가하면서 시험하는 것이 가능하다.

Description

베어링 내구 시험기{Bearing Endurance Tester}
본 발명은 베어링 내구 시험기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 복수의 시험 베어링에 대한 내구 시험을 실시하는 것이 가능하며, 시험 베어링에 직접 축방향 하중과 반경 방향 하중을 부가하는 것이 가능한 베어링 내구 시험기에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 베어링 시험기의 축방향 하중 인가 장치는 고속으로 회전되는 로터(1)와, 상기 로터(1)의 일단부에 일정한 간격으로 다수 개 결합되고, 이 로터(1)와 구동장치를 연결시켜 주기 위한 베어링(3)과, 상기 로터(1)의 일단부와 타단부의 사이에 배치되고, 로터(1)의 외주면에 일정한 간격으로 결합되는 시험 베어링(5)과, 상기 시험 베어링(5)의 시험에 필요한 축방향의 하중을 오일을 공급받아 발생하기 위한 유압발생수단과, 상기 유압발생수단에 의하여 발생된 축방향의 하중을 시험 베어링(5)으로 전달하기 위한 하중전달수단을 포함한다.
상기 유압발생수단은 오일을 유입하기 위한 오일 유입구(7)와, 상기 오일 유입구(7)로부터 유입되는 오일을 저장하기 위한 유압실린더(9)와, 상기 유압실린더(9)에 강제로 유입된 오일의 유압에 의하여 축방향의 하중을 발생하는 유압피스톤(11)과, 상기 유압실린더(9)의 내부로 유입된 오일을 외부로 유출하기 위한 오일 유출구(13)를 포함한다. 상기 하중전달수단은 로터(1)의 타단부에 일정한 간격으로 결합되는 베어링(15)과, 상기 베어링(15)과 유압피스톤(11)을 서로 연결시켜 주고 유압피스톤에 의하여 발생된 축방향의 하중을 시험 베어링(5)으로 전달하기 위한 하중전달부재(17)로 이루어질 수 있다.
상기 베어링(15)은 로터(1)의 외주면에 결합되는 내륜(19)과, 상기 내륜(19)의 외측에 결합되는 배어링볼(21)과, 상기 베어링볼(21)의 외측면에 결합되는 외륜(23)으로 이루어질 수 있다. 상기 하중전달부재(17)는 베어링(15)의 외륜(23)이 장착되기 위한 베어링 장착부(25)와, 상기 베어링 장착부(25)의 일단면에 일체로 연장 형성되고, 이 베어링 장착부(25)를 지지하기 위한 지지부(27)와, 상기 지지부(27)의 일단면에 연장 형성되고, 유압피스톤(11)과 일체로 결합되기 위한 결합부(29)로 이루어질 수 있다.
상기 베어링 장착부(25)의 일단면에 내측으로 돌출 형성되고 이 베어링 장착부(25)에 장착된 베어링(15)을 시험 베어링(5) 방향으로 밀어주기 위한 돌기부(31)를 포함할 수 있다. 상기 지지부(27)는 유압피스톤(11)에 의하여 발생된 축방향 하중을 베어링 장착부(25)로 정확하게 전달해줄 수 있도록 소정크기의 강성을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한 상기 지지부(27)는 유압피스톤(11)으로부터 가해지는 하중을 완충하면서 전달할 수 있도록 결합부(29)의 일단면으로부터 일정한 간격으로 배치하고, 이 지지부(27)와 지지부(27)의 사이에 일정한 형상과 크기를 갖는 공간부(33)를 형성할 수 있다.
이에 따라 로터(1)를 고속으로 회전시켜주고 유압발생수단의 오일 유입구(7)를 통하여 유압실린더(9)의 내부로 오일을 공급하면 상기 오일의 유압이 유압피스톤(11)에 작용하게 되면서 축방향의 하중이 발생하게 된다.
상기 유압피스톤(11)에 작용하는 축방향의 하중은 하중전달수단의 하중전달부재(17)의 결합부(29)로 전달된 후 지지부(27)에 의하여 완충되면서 베어링 장착부(25) 및 돌기부(31)를 통하여 베어링(15)의 외륜(23)에 전달되고, 이 외륜(23)을 시험 베어링(5) 방향으로 밀어주게 된다. 상기 베어링(15)의 외륜(23)이 시험 베어링(5) 방향으로 밀림에 따라 베어링볼(21)과 내륜(19)이 시험 베어링(5) 방향으로 밀리게 되고, 상기 베어링(15)의 내륜(19)은 로터(1)에 축방향의 하중을 전달하면서 상기 로터(1)를 베어링(15)과 동일한 방향으로 밀어주게 되는 것이다.
시험 베어링에 대한 내구 신뢰성을 확보하기 위해서는 다수의 시험 베어링에 대한 시험 결과가 필요하나 종래 기술에 의한 상기와 같은 베어링 시험기는 1개의 베어링에 대한 시험이 가능하므로 내구 신뢰성을 확보하기 위한 시험기간이 길어지고, 시험 시편을 늘이는 방법으로 써든데스(Sudden Death) 시험이 필요하나 이에 대한 대응이 불가능한 문제점이 있었다.
대한민국 공개번호 제10-1999-0051316호 공개특허공보
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 동시에 복수 개의 시험 베어링에 대한 내구 시험이 가능하며, 다양한 치수의 시험 베어링에 대한 시험이 가능하며, 축방향 하중이 시험 베어링에만 작용하므로 시험기에 무리가 발생하지 않으며, 한 쌍의 시험 베어링에 대하여 동일한 크기의 축방향 하중이 작용하는 구조이므로 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있으며, 동적 부하를 시험 베어링에 부가하면서 시험하는 것이 가능한 베어링 내구 시험기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 구동수단에 의하여 회전하며 한 쌍의 시험 베어링에 삽입되는 회전축과, 반경 방향으로 내향 돌출되어 상기 회전축이 삽입되는 한 쌍의 시험 베어링 중 어느 한 시험 베어링을 축방향으로 지지하는 제1 턱부를 가지는 제1 부재와, 반경 방향으로 내향 돌출되어 상기 회전축이 삽입되는 한 쌍의 시험 베어링 중 나머지 시험 베어링을 축방향으로 지지하는 제2 턱부를 가지는 제2 부재로 이루어지며; 상기 제1 부재와 제2 부재는 하나 이상의 실린더로 서로 연결되어 실린더의 작동에 의하여 한 쌍의 시험 베어링에 축방향 하중이 작용하는 베어링 내구 시험기를 제공한다.
상기에서 제1 부재는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 경방향지지부를 구비하고, 상기 제1 턱부는 경방향지지부로부터 반경 방향 내향으로 돌출되어 시험 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제2 부재는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 제1 경방향지지부를 구비하고, 상기 제2 턱부는 제1 경방향지지부로부터 반경 방향 내향 돌출되어 시험 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제1 턱부와 제2 턱부 사이에 한 쌍의 시험 베어링이 위치하며; 상기 실린더는 상기 제2 부재에 형성되어 피스톤이 왕복 운동하는 실린더부와, 상기 실린더부에 구비되어 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤으로부터 연장되며 제1 부재에 연결되는 피스톤로드로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기에서 제1 부재는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 경방향지지부를 구비하고, 상기 제1 턱부는 경방향지지부로부터 반경 방향 내향 돌출되어 시험 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제2 부재는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 제1 경방향지지부를 구비하고, 상기 제2 턱부는 제1 경방향지지부로부터 반경 방향 내향 돌출되어 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제1 턱부와 제2 턱부는 한 쌍의 시험 베어링 사이에 위치하며; 상기 실린더는 상기 제2 부재에 형성되어 피스톤이 왕복 운동하는 실린더부와, 상기 실린더부에 구비되어 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤으로부터 연장되며 제1 부재에 연결되는 피스톤로드로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기에서 회전축은 반경 방향으로 외향 돌출되는 걸림턱을 구비하여 걸림턱을 사이에 두고 또 다른 한 쌍의 시험 베어링으로 회전축이 삽입되며; 상기 회전축에 삽입되는 또 다른 한 쌍의 시험 베어링 중 어느 한 시험 베어링을 축방향으로 지지하도록 구비되는 제1 부재와, 나머지 시험 베어링을 축방향으로 지지하도록 구비되는 제2 부재를 더 포함하며; 또 다른 한 쌍의 시험 베어링을 축방향으로 지지하도록 구비되는 상기 제1 부재와 제2 부재는 하나 이상의 실린더로 서로 연결되어 실린더의 작동에 의하여 다른 한 쌍의 시험 베어링에 축방향 하중이 작용하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제1 부재는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 경방향지지부를 구비하고, 상기 제1 턱부는 경방향지지부로부터 반경 방향 내향 돌출되어 시험 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제2 부재는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 제1 경방향지지부를 구비하고, 상기 제2 턱부는 제1 경방향지지부로부터 반경 방향 내향 돌출되어 시험 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제1 턱부와 제2 턱부 사이에 한 쌍의 시험 베어링이 위치하며; 상기 실린더는 상기 제2 부재에 형성되어 피스톤이 왕복 운동하는 실린더부와, 상기 실린더부에 구비되어 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤으로부터 연장되며 제1 부재에 연결되는 피스톤로드로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기에서 제1 부재는 회전축이 삽입되어 걸림턱의 양측으로 위치하는 두 쌍의 시험 베어링에서 걸림턱에 의하여 내륜이 축방향으로 지지되는 내측 시험 베어링을 축방향으로 지지하고, 상기 제2 부재는 내측 시험 베어링으로터 이격되어 위치하는 외측 시험 베어링을 축방향으로 지지하며; 상기 제2 부재가 삽입되는 원통부와 제2 부재의 외측면을 축방향으로 지지하는 환형의 덮개부재로 이루어지는 제2 지지수단을 더 포함하고, 상기 제2 지지수단의 원통부 내경면과 제1 부재 사이에는 반경 방향으로 틈새가 형성되며, 상기 원통부에는 반경 방향으로 개구된 개구부가 형성되어 개구부를 통하여 양 제1 부재의 일부가 노출되며; 제1 부재의 노출된 부분을 반경 방향으로 가압하는 가압수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 베어링 내구 시험기에 의하면, 동시에 복수 개(4개)의 시험 베어링에 대한 내구 시험이 가능하며, 다양한 치수의 시험 베어링에 대한 시험이 가능하며, 축방향 하중이 시험 베어링에만 작용하고 시험기를 이루는 부품에는 작용하지 않는 구조이므로 시험기에 변형이나 파손과 같은 문제점에 의하여 시험기 수명이 단축되지 않으며, 한 쌍의 시험 베어링에 대하여 동일한 크기의 축방향 하중을 부여할 수 있으므로 정확한 실험 결과를 얻을 수 있으며, 동적 부하를 시험 베어링에 부가하면서 시험하는 것이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 베어링 시험기를 도시한 것이며,
도 2는 본 발명에 따르는 베어링 내구 시험기를 도시한 개략적인 일부 단면도이며,
도 3은 본 발명 베어링 내구 시험기에 구비되는 제1 부재를 도시한 반단면도이며,
도 4는 본 발명 베어링 내구 시험기에 구비되는 제2 부재를 도시한 반단면도이며,
도 5는 본 발명에 따르는 베어링 내구 시험기의 변형 예를 도시한 개략적인 일부 단면도이며,
도 6은 도 2의 제1 부재와 제2 부재 부분을 도시한 변형 예를 도시한 단면도이며,
도 7은 제1 부재와 제2 부재의 연결을 설명하기 위하여 도시한 개략적인 단면도이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 베어링 내구 시험기를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따르는 베어링 내구 시험기를 도시한 개략적인 일부 단면도이며, 도 3은 본 발명 베어링 내구 시험기에 구비되는 제1 부재를 도시한 반단면도이며, 도 4는 본 발명 베어링 내구 시험기에 구비되는 제2 부재를 도시한 반단면도이며, 도 5는 본 발명에 따르는 베어링 내구 시험기의 변형 예를 도시한 개략적인 일부 단면도이며, 도 6은 도 2의 제1 부재와 제2 부재 부분을 도시한 변형 예를 도시한 단면도이며, 도 7은 제1 부재와 제2 부재의 연결을 설명하기 위하여 도시한 개략적인 단면도이다.
이하의 설명에서 도 2의 가로 방향을 "축방향"이라고 하며, 도 2에서 걸림턱(111)을 사이에 두고 양측으로 한 쌍의 시험 베어링씩 두 쌍의 시험 베어링이 설치된 경우 걸림턱(111)에 가깝게 설치된 시험 베어링을 "내측 베어링"이라 하고, 걸림턱(111)으로부터 멀리 설치된 시험 베어링을 "외측 베어링"이라 한다. "내측 베어링"과 "외측 베어링"에 대하여 보다 명확하게 하기 위하여 부연하면, 걸림턱(111)을 구비한 회전축(110)에 걸림턱(111)을 사이에 두고 양측에 시험 베어링이 위치하도록 내측 베어링을 회전축(110)에 설치하고, 회전축(110)의 양측에서 스페이서(103)를 삽입시켜 걸림턱(111) 양측으로 위치한 내측 베어링에 접촉시키고, 양 스페이서(103)에 접하도록 회전축(110)의 양측에서 외측 베어링을 회전축(110)에 삽입시킨다.
그리고 걸림턱(111)에 가까워지는 방향을 "내측"이라 하고, 걸림턱(111)에서 멀어지는 방향을 "외측"이라 한다.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따르는 베어링 내구 시험기(100)는 구동수단(120)에 의하여 회전하며 한 쌍의 시험 베어링에 삽입되는 회전축(110)과, 한 쌍의 시험 베어링을 축방향으로 지지하면서 시험 베어링에 축방향 하중을 발생시키는 제1 지지수단(130)으로 이루어진다.
상기 제1 지지수단(130)은 상기 회전축(110)이 삽입되는 한 쌍의 시험 베어링(B) 중 어느 한 시험 베어링을 지지하는 제1 부재(131)와, 상기 회전축(110)이 삽입되는 한 쌍의 시험 베어링 중 나머지 시험 베어링을 지지하는 제2 부재(133)로 이루어진다. 상기 제1 부재(131)와 제2 부재(133)는 축방향으로 서로 이격되어 구비된다.
상기 회전축(110)은 반경 방향으로 돌출된 걸림턱(111)을 구비하여 상기 걸림턱(111)을 사이에 두고 양측으로 한 쌍의 시험 베어링(B)씩 두 쌍의 시험 베어링(B)을 회전축(110)에 설치하는 것도 가능하다. 도 2 및 도 5에서 도면부호 101은 회전축(110)에 체결되어 시험 베어링(B)의 이탈을 방지하는 체결 너트를 도시한 것이며, 103은 한 쌍의 시험 베어링(B) 사이에 구비되어 양단이 한 쌍의 시험 베어링(B)의 내륜(B1)에 접하는 원통형상의 스페이서를 도시한 것이며, B3는 시험 베어링(B)에 구비되는 전동체를 도시한 것이다.
상기 구동수단(120)은 회전축(110)을 회전시키는 구성으로서 일반적으로 커플링(121)을 통하여 회전축(110)에 연결된다. 구동수단(120)은 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 회전축(110)에 구비되는 피동풀리(123)와, 모터(129)에 연결되는 구동풀리(127)와, 상기 피동풀리(123)와 구동풀리(129)에 감기어 동력을 전달하는 벨트(125)로 이루어질 수 있다. 본 발명에서는 구동수단(120)과 관련하여 풀리와 벨트로 도시하여 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며 기어, 체인 등과 같이 다양한 구동수단으로서 회전축(110)을 회전시키는 것이 가능하다.
상기에서 제1 부재(131)는 단면 형태가 환형으로서 도 2, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이 한 쌍의 시험 베어링 중 어느 한 베어링(B)이 삽입되는 경방향지지부(1311)와, 상기 경방향지지부(1311)로부터 반경 방향 내향 돌출되어 구비되는 제1 턱부(1313)로 이루어진다. 회전축(110)이 삽입된 시험 베어링(B)의 외륜(B2)이 제1 부재(131)의 경방향지지부(1311)로 삽입되며, 외륜(B2)의 측면에 제1 턱부(1313)가 접하게 되어 시험 베어링(B)은 제1 부재(131)에 의하여 축방향으로 지지된다.
상기 제2 부재(133)는 단면 형태가 환형으로서 도 2, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 한 쌍의 시험 베어링 중 제1 부재(131)에 의하여 지지되지 않는 다른 시험 베어링(B)이 삽입되는 제1 경방향지지부(1331)와, 상기 제1 경방향지지부(1331)로부터 반경 방향 내향 돌출되어 구비되는 제2 턱부(1333)로 이루어진다. 회전축(110)이 삽입된 시험 베어링(B)의 외륜(B2)이 제2 부재(133)의 제1 경방향지지부(1331)로 삽입되며, 외륜(B2)의 측면에 제2 턱부(1333)가 접하게 되어 시험 베어링(B)은 제2 부재(133)에 의하여 축방향으로 지지된다.
도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 상기 제1 부재(131)의 제1 턱부(1313)와 제2 부재(133)의 제2 턱부(1333)는 한 쌍의 시험 베어링(B)의 양측으로 위치하도록 구비될 수 있다. 즉 한 쌍의 시험 베어링(B)은 제1 턱부(1313)와 제2 턱부(1333) 사이에 위치할 수 있다. 그리고 상기 제1 부재(131)의 제1 턱부(1313)와 제2 부재(133)의 제2 턱부(1333)는 한 쌍의 시험 베어링(B) 사이에 위치하도록 구비될 수도 있다.
상기 제1 부재(131)와 제2 부재(133)는 하나 이상의 실린더로 서로 연결되어 실린더의 작동에 의하여 한 쌍의 시험 베어링(B)에 축방향 하중을 작용시킨다. 도 2, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제2 부재(133)에 피스톤(1337)이 축방향으로 왕복 운동하는 공간인 실린더부(1335)를 형성하고, 상기 실린더부(1335)에 왕복 운동하는 피스톤(1337)을 설치하며, 피스톤(1337)으로부터 연장된 피스톤로드(1339)를 제1 부재(131)에 연결한다. 상기 피스톤로드(1339)는 축방향으로 연장된다. 상기 실린더부(1335)는 도 4에 도시한 바와 같이 제2 부재(133)의 제1 경방향지지부(1331)에 원주 방향을 따라 서로 이격되게 복수로 형성하고, 각 실린더부(1335)에 피스톤(1337)을 설치하고, 각 피스톤(1337)으로부터 연장된 피스톤로드(1339)를 제1 부재(131)에 연결할 수 있다. 피스톤로드(1339)의 단부에 수나사를 형성하고, 제1 부재(131)의 경방향지지부(1311)에 암나사가 형성되며 축방향으로 연장된 연결홈(1315)을 형성하여 피스톤로드(1339)를 제1 부재(131)에 나사 체결하여 연결하는 것이 가능하다. 도 7에 도시한 바와 같이 상기 연결홈(1315)을 관통형태로 형성하고 피스톤로드(1339)를 제1 부재(131)의 일측으로부터 타측으로 통과시킨 후 제1 부재(131)의 타측으로 노출된 피스톤로드(1339)를 고정나사(1338)로 체결하여 제1 부재(131)에 연결하는 것도 가능하다. 도 4에서 도면부호 1332는 실린더부에 제1 부재(131)를 향하는 방향으로 형성되어 피스톤로드(1339)가 통과하는 피스톤공을 도시한 것이며, 1334는 유로관을 통하여 도시하지 않은 유압펌프로 연결된 제1 유로공을 도시한 것이며, 1336은 유로관을 통하여 도시하지 않은 유압펌프로 연결된 제2 유로를 도시한 것이다. 상기 피스톤로드(1339)와 피스톤공(1332) 사이로 유압유가 누출되는 것을 방지하는 씰부재가 구비될 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 제1 부재(131)의 제1 턱부(1313)와 제2 부재(133)의 제2 턱부(1333) 사이에 한 쌍의 시험 베어링(B)이 위치하도록 설치하고, 제1 유로공(1334)을 통하여 유압유를 실린더부(1335)로 유입시키면 피스톤(1337)에 우측으로 작용하는 하중이 작용하고, 피스톤로드(1337)를 통하여 제1 부재(131)로 하중이 전달되어, 제1 턱부(1313)와 제2 턱부(1333) 사이에 위치하는 한 쌍의 시험 베어링(B)에는 같은 크기의 축방향 하중이 작용하게 된다. 회전축(110)에 설치되는 한 쌍의 시험 베어링(B)에서 내륜(B1)은 회전축(110)에 헐거운 끼워맞춤으로 설치된다. 도 2에 화살표로 도시한 바와 같이 피스톤로드(1339)가 도 2의 "A" 방향으로 작동하여 제1 부재(131)를 제2 부재(133) 쪽으로 당기면, 제1 부재(131)의 제1 턱부(1313)에 의하여 내측 베어링(즉, 제1 부재(131)의 경방향지지부(1311)로 삽입된 시험 베어링)의 외륜이 제2 부재(133) 쪽으로 당겨지게 되고, 이 외력은 전동체를 통하여 내측 베어링의 내륜으로 전달되고, 다시 스페이서(103)를 통하여 외측 베어링(즉, 제2 부재(133)의 제1 경방향지지부(1333)로 삽입된 시험 베어링)의 내륜으로 그리고 전동체를 통하여 외측 베어링의 외륜으로 전달되며, 반대 쪽에서 제2 부재(133)의 제2 턱부(1333)가 외측 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하므로 한 쌍의 시험 베어링에 제1 턱부(1313)와 제2 턱부(1333)에 의하여 같은 크기의 축방향 하중이 작용하게 된다.
상기 제1 부재(131)와 제2 부재(133)는 도시하지 않은 베이스 등에 연결되어 회전하지 않는 상태로 구비된다. 회전축(110)에 한 쌍의 시험 베어링을 설치하고, 시험 베어링 각각의 외륜이 삽입되도록 제1 부재(131)와 제2 부재(133)를 각각 설치한 후 구동수단(120)으로 회전축(110)을 회전시키며, 제2 부재(133)의 제1 유로공(1334)을 통하여 실린더부(1335)로 유압유를 유입시켜 한 쌍의 시험 베어링에 같은 크기의 축방향 하중을 부여하면서 한 쌍의 시험 베어링의 내구성을 시험한다. 상기 제1 부재(131)와 제2 부재(133)는 도시하지 않은 베이스 등에 연결되어 회전하지 않는 상태로 구비되므로 내구성 시험 중 시험 베어링의 외륜은 회전하지 않는다. 도 2에 도시한 바와 같이 회전축(110)에 걸림턱(111)을 형성하고 걸림턱(111) 양측으로 각각 한 쌍의 시험 베어링을 설치하고, 각 쌍의 시험 베어링에서 시험 베어링 각각의 외륜이 삽입되도록 제1 부재(131)와 제2 부재(133)를 설치하고 제1 부재(131)와 제2 부재(133)를 통하여 축방향 하중을 부여하면서 실험함으로써 4개의 시험 베어링에 대하여 내구성 시험을 할 수 있다.
시험 베어링의 내륜 내경과 외륜 외경은 다양할 수 있으므로, 도 6에 도시한 바와 같이 시험 베어링의 내륜 내경 치수와 외륜 외경 치수에 맞추어, 제1 부재(131)와 제2 부재(133)의 교체 없이 시험 가능하도록 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 원통형의 외륜지지부(1611)와, 외륜지지부(1611)로부터 반경 방향 내향으로 돌출된 측방지지부(1613)를 가지는 단면이 환형인 제1 어댑터부(161)를 제1 부재(131)와 시험 베어링 외륜 사이 및 제2 부재(133)와 시험 베어링 외륜 사이에 각각 구비되도록 하고; 시험 베어링의 내륜이 삽입되는 원통형의 내륜지지부(1631)와, 내륜지지부(1631)로부터 반경 방향 내향 돌출된 측면지지부(1633)를 가지는 단면이 환형인 제2 어댑터(163)를 회전축(110)과 시험 베어링 내륜 사이에 각각 구비되도록 하여 베어링 내구성 시험을 하는 것이 가능하다. 상기에서 각 제1 어댑터(161)의 외륜지지부(1611)의 내경부로 시험 베어링의 외륜이 삽입되며, 외륜지지부(1611)는 제1 부재(131)의 경방향지지부(1311) 및 제2 부재(133)의 제1 경방향지지부(1331)로 각각 삽입된다. 그리고 제1 턱부(1313)와 제2 턱부(1333)로 각 제1 어댑터(161)의 측방지지부(1613)가 축방향으로 접하게 된다. 상기 각 제2 어댑터(163)의 측면지지부(1633)는 제1 턱부(1313) 및 제2 턱부(1333)와 축방향으로 반대 방향에 위치하도록 구비되며, 스페이서(103)는 제2 어댑터(163)의 측면지지부(1633) 사이에 위치한다. 상기와 같은 제1 어댑터(161)와 제2 어댑터(163)는 시험 베어링의 치수에 맞추어 준비된다.
도 5는 본 발명에 따르는 베어링 내구 시험기의 변형 예를 도시한 것으로, 상기 제1 부재(131)는 회전축(110)이 삽입되어 걸림턱(111)의 양측으로 위치하는 두 쌍의 시험 베어링에서 걸림턱(111)에 의하여 내륜이 축방향으로 지지되는 내측 시험 베어링을 축방향으로 지지하고, 상기 제2 부재(133)는 스페이서(103)에 의하여 내측 시험 베어링으로터 축방향 외측으로 이격되어 위치하는 외측 시험 베어링을 축방향으로 지지한다. 상기 제1 부재(131)는 원통형의 경방향지지부(1311)를 구비하고, 상기 제2 부재(133)는 원통형의 제1 경방향지지부(1331)를 구비하여, 각 시험 베어링은 제1 부재(131)와 제2 부재(133)에 의하여 반경 방향으로도 지지된다.
본 발명에 따르는 베어링 내구 시험기는 상기 제2 부재(133)가 삽입되는 원통부(141)와 제2 부재(133)의 외측면을 축방향으로 지지하는 환형의 덮개부재(143)로 이루어지는 제2 지지수단(140)을 더 포함한다. 상기 덮개부재(143)는 원통부(141)의 단부에 나사로 체결되어 구비될 수 있다. 상기 제2 지지수단(140)의 원통부(141) 내경면과 제1 부재(131) 사이에는 반경 방향으로 틈새가 형성되며, 상기 원통부(141)에는 반경 방향으로 개구된 개구부(145)가 형성되어 개구부(145)를 통하여 양 제1 부재(131)의 일부가 노출되며, 제1 부재(131)의 노출된 부분을 반경 방향으로 가압하는 가압수단(151)을 더 포함한다. 상기 가압수단(151)은 도시하지 않은 실린더에 연결되며 도시하지 않은 베이스에 하나 이상의 리니어 가이드를 설치하고 리니어 가이드를 따라 운동하는 테이블 상이 결합되어 노출된 제1 부재(131)를 통하여 시험 베어링에 반경 방향 하중이 작용되도록 한다. 상기 가압수단(151)의 단부는 2개로 분지되어 양측의 제1 부재(131)에 반경 방향 하중이 작용되도록 한다.
상기 제2 지지수단(140)은 도시하지 않은 베이스에 연결되어 고정된 상태로 구비되어 회전축(110)이 회전하여도 제2 지지수단(140)은 회전하지 않게 된다. 구동수단(120)에 의하여 회전축(110)이 회전하며 가압수단(151)을 통하여 제1 부재(131)에 반경 방향 하중(FR)이 작용하면 도 5에 화살표로 도시한 바와 같이 제1 부재(131)를 통하여 내측 베어링에 반경 방향 하중이 작용하고, 제2 지지수단(140)에 의하여 제2 부재(133)는 반경 방향으로 지지되고 제2 지지수단(140)과 제1 부재(131) 사이에는 반경 방향 틈새가 형성되므로, 반경 방향 하중은 제1 부재(131)를 통하여 내측 베어링에 작용하고, 계속해서 회전축(110)을 통하여 외측 베어링에 작용하게 된다. 한편, 축방향 하중은 실린더로 연결된 제1 부재(131)와 제2 부재(133)에 의하여 각 쌍의 시험 베어링에 부여된다. 따라서 본 발명은 간단한 구조이면서도 시험 베어링에 축방향 하중과 반경 방향 하중을 동시에 부여하면서 베어링 내구성을 시험하는 것이 가능하며, 축방향 및 반경 방향으로 동적 하중을 부여하면서 내구성을 시험하는 것도 가능하다.
도 2, 도 5 및 도 6에는 시험 베어링으로서 단열 볼 베어링을 도시하고 있으나 본 발명 베어링 내구 시험기에서 시험되는 베어링은 이에 한정되는 것이 아니며 복열 베어링도 가능하며, 볼 베어링뿐만 아니라 롤러 베어링도 가능하다.
100: 베어링 내구성 시험기 110: 회전축
120: 구동수단 130: 제1 지지수단
131: 제1 부재 133: 제2 부재
140: 제2 지지수단 151: 가압수단

Claims (6)

  1. 구동수단(120)에 의하여 회전하며 한 쌍의 시험 베어링에 삽입되는 회전축(110)과, 반경 방향으로 내향 돌출되어 상기 회전축(110)이 삽입되는 한 쌍의 시험 베어링 중 어느 한 시험 베어링을 축방향으로 지지하는 제1 턱부(1313)를 가지는 제1 부재(131)와, 반경 방향으로 내향 돌출되어 상기 회전축(110)이 삽입되는 한 쌍의 시험 베어링 중 나머지 시험 베어링을 축방향으로 지지하는 제2 턱부(1333)를 가지는 제2 부재(133)로 이루어지며; 상기 제1 부재(131)와 제2 부재(133)는 하나 이상의 실린더로 서로 연결되어 실린더의 작동에 의하여 한 쌍의 시험 베어링에 축방향 하중이 작용하는 것을 특징으로 하는 베어링 내구 시험기(100).
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 부재(131)는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 경방향지지부(1311)를 구비하고, 상기 제1 턱부(1313)는 경방향지지부(1311)로부터 반경 방향 내향으로 돌출되어 시험 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제2 부재(133)는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 제1 경방향지지부(1331)를 구비하고, 상기 제2 턱부(1333)는 제1 경방향지지부(1331)로부터 반경 방향 내향 돌출되어 시험 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제1 턱부(1313)와 제2 턱부(1333) 사이에 한 쌍의 시험 베어링이 위치하며; 상기 실린더는 상기 제2 부재(133)에 형성되어 피스톤(1337)이 왕복 운동하는 실린더부(1335)와, 상기 실린더부(1335)에 구비되어 왕복 운동하는 피스톤(1337)과, 상기 피스톤(1337)으로부터 연장되며 제1 부재(1331)에 연결되는 피스톤로드(1339)로 이루어진 것을 특징으로 하는 베어링 내구 시험기(100).
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 부재(131)는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 경방향지지부(1311)를 구비하고, 상기 제1 턱부(1313)는 경방향지지부(1311)로부터 반경 방향 내향 돌출되어 시험 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제2 부재(133)는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 제1 경방향지지부(1331)를 구비하고, 상기 제2 턱부(1333)는 제1 경방향지지부(1331)로부터 반경 방향 내향 돌출되어 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제1 턱부(1313)와 제2 턱부(1333)는 한 쌍의 시험 베어링 사이에 위치하며; 상기 실린더는 상기 제2 부재(133)에 형성되어 피스톤(1337)이 왕복 운동하는 실린더부(1335)와, 상기 실린더부(1335)에 구비되어 왕복 운동하는 피스톤(1337)과, 상기 피스톤(1337)으로부터 연장되며 제1 부재(1331)에 연결되는 피스톤로드(1339)로 이루어진 것을 특징으로 하는 베어링 내구 시험기(100).
  4. 제1 항에 있어서, 상기 회전축(110)은 반경 방향으로 외향 돌출되는 걸림턱(111)을 구비하여 걸림턱(111)을 사이에 두고 또 다른 한 쌍의 시험 베어링으로 회전축(110)이 삽입되며; 상기 회전축(110)에 삽입되는 또 다른 한 쌍의 시험 베어링 중 어느 한 시험 베어링을 축방향으로 지지하도록 구비되는 제1 부재(131)와, 나머지 시험 베어링(B)을 축방향으로 지지하도록 구비되는 제2 부재(133)를 더 포함하며; 또 다른 한 쌍의 시험 베어링을 축방향으로 지지하도록 구비되는 상기 제1 부재(131)와 제2 부재(133)는 하나 이상의 실린더로 서로 연결되어 실린더의 작동에 의하여 다른 한 쌍의 시험 베어링에 축방향 하중이 작용하는 것을 특징으로 하는 베어링 내구 시험기(100).
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 부재(131)는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 경방향지지부(1311)를 구비하고, 상기 제1 턱부(1313)는 경방향지지부(1311)로부터 반경 방향 내향 돌출되어 시험 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제2 부재(133)는 시험 베어링의 외륜이 삽입되는 제1 경방향지지부(1331)를 구비하고, 상기 제2 턱부(1333)는 제1 경방향지지부(1331)로부터 반경 방향 내향 돌출되어 시험 베어링의 외륜을 축방향으로 지지하며; 상기 제1 턱부(1313)와 제2 턱부(1333) 사이에 한 쌍의 시험 베어링이 위치하며; 상기 실린더는 상기 제2 부재(133)에 형성되어 피스톤(1337)이 왕복 운동하는 실린더부(1335)와, 상기 실린더부(1335)에 구비되어 왕복 운동하는 피스톤(1337)과, 상기 피스톤(1337)으로부터 연장되며 제1 부재(1331)에 연결되는 피스톤로드(1339)로 이루어진 것을 특징으로 하는 베어링 내구 시험기(100).
  6. 제4 항에 있어서, 상기 제1 부재(131)는 회전축(110)이 삽입되어 걸림턱(111)의 양측으로 위치하는 두 쌍의 시험 베어링에서 걸림턱(111)에 의하여 내륜이 축방향으로 지지되는 내측 시험 베어링을 축방향으로 지지하고, 상기 제2 부재(133)는 내측 시험 베어링으로터 이격되어 위치하는 외측 시험 베어링을 축방향으로 지지하며; 상기 제2 부재(133)가 삽입되는 원통부(141)와 제2 부재(133)의 외측면을 축방향으로 지지하는 환형의 덮개부재(143)로 이루어지는 제2 지지수단(140)을 더 포함하고, 상기 제2 지지수단(140)의 원통부(141) 내경면과 제1 부재(131) 사이에는 반경 방향으로 틈새가 형성되며, 상기 원통부(141)에는 반경 방향으로 개구된 개구부(145)가 형성되어 개구부(145)를 통하여 양 제1 부재(131)의 일부가 노출되며; 제1 부재(131)의 노출된 부분을 반경 방향으로 가압하는 가압수단(151)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 내구 시험기(100).


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