WO2011078499A2 - 슬라이딩 베어링 및 슬라이딩 베어링 조립체 - Google Patents

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WO2011078499A2
WO2011078499A2 PCT/KR2010/008729 KR2010008729W WO2011078499A2 WO 2011078499 A2 WO2011078499 A2 WO 2011078499A2 KR 2010008729 W KR2010008729 W KR 2010008729W WO 2011078499 A2 WO2011078499 A2 WO 2011078499A2
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lubricant reservoir
lubricant
reservoir
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이청래
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두산인프라코어 주식회사
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    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/103—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing
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    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/1065—Grooves on a bearing surface for distributing or collecting the liquid

Definitions

  • the present invention relates to a sliding bearing and a sliding bearing assembly. More specifically, the present invention is applied to a joint part of a mechanical device or the like, and relates to a sliding bearing and a sliding bearing assembly in which a shaft is inserted to guide the shaft movement under periodic lubricating oil supply.
  • sliding bearings in which shafts are inserted, rotate, flow, and support are widely used in various connecting parts throughout machinery such as construction machinery and hydraulic machinery.
  • lubricating oil is supplied to the sliding contact surface between the shaft and the bearing supporting the shaft to prevent internal wear.
  • the lubricating oil is fed periodically, which is introduced into the sliding contact surface between the shaft and the sliding bearing as the shaft rotates and flows to form a thin oil film.
  • the oil film may be partially broken when the apparatus is stopped, started or subjected to a variable load from the outside, and the oil film is insufficient due to exhaustion of the lubricant when a certain use time is reached.
  • the contact pressure between the shaft and the sliding bearing is increased, and the friction between the shaft and the sliding bearing is caused by frictional heat caused by the contact pressure, thereby increasing the amount of wear.
  • the surface pressure and speed conditions of the sliding bearings used in various connection parts exhibiting such a phenomenon are very diverse, and there is a limit in using the surface pressure and speed conditions of all ranges by one type of sliding bearing. As a result, it is important to apply the optimally applicable product within the range of constant surface pressure and speed conditions to reduce the seizure or wear between the shaft and the sliding bearing. In addition, it is necessary to increase the feeding time of the sliding bearing in order to maintain the lubrication effect.
  • a bearing device configured to prevent adhesion between the shaft and the sliding bearing is disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 2006-0070264.
  • the inside of the shaft is hollowed out to create a space in the form of a hollow body to store the lubricant therein to increase the amount of storage of the lubricant.
  • a plurality of lubricating oil feeding holes are formed in the shaft and connected to the hollow body.
  • the lubricating oil reservoir formed on the shaft as described above increases the amount of lubricating oil supplied to the sliding contact surface to lengthen the time for lubricating oil to be exhausted, thereby extending the lubricating oil feeding time.
  • the hollow body is formed on the shaft, there are cases where the rigidity is insufficient.
  • the bearing device disclosed herein has a lubricant pocket on the sliding contact surface with the shaft, the depth of which is 0.03 mm to 0.3 mm, and the ratio of the pocket area to the pocket depth is about 10 to 40 mm.
  • the lubricating oil pocket is formed on the sliding contact surface as described above, the lubricating oil contained in the pocket at the time of sliding supplies the lubricating oil to the sliding contact surface, thereby preventing local oil film breakage.
  • the depth of the lubricating oil reservoir is too low so that the amount of lubricating oil can be stored so as not to prolong the feeding cycle.
  • the feeding time can not be extended for a long time, so that the wear resistance and the wear resistance can not be secured. There is a possibility of causing this.
  • the present invention is to provide a sliding bearing that can improve the lubrication characteristics to ensure wear resistance, wear resistance.
  • the lubricant reservoir is formed in the sliding bearing rather than the shaft, and the volume ratio of the lubricant reservoir to the total volume of the sliding bearing is optimized to a predetermined value, and the area of the lubricant reservoir relative to the contact surface between the shaft and the sliding bearing is also determined.
  • the ratio and the ratio of the area of the lubricant reservoir to the contact surface of the sliding bearing with the boss outside the sliding bearing are also optimized to provide a sliding bearing that does not cause local oil breakage or short oil film shortage.
  • an object of the present invention is to provide a sliding bearing that can improve the lubrication characteristics and ensure wear resistance and wear resistance.
  • the present invention also aims to provide a sliding bearing having a lubricant reservoir, wherein the lubricant reservoir has a predetermined area ratio and a predetermined volume ratio.
  • the present invention is a sliding bearing 100 having an inner circumferential surface 110 and an outer circumferential surface 150 and used at a surface pressure of 100 to 1000 kg / cm 2, wherein at least one of the inner circumferential surface 110 and the outer circumferential surface 150 is formed with a lubricant reservoir. It provides a sliding bearing, characterized in that the area ratio of the lubricant reservoir to at least one of the inner circumferential surface 110 and the outer circumferential surface 150 is 15 to 60%.
  • the area ratio of the lubricant reservoir to at least one of the inner circumferential surface 110 and the outer circumferential surface 150 is 15 to 40%.
  • the sliding bearing can be used efficiently at a speed of 0.005 ⁇ 0.1 m / sec.
  • a first lubricant reservoir 120 is formed on the inner circumferential surface 110 of the sliding bearing 100, and a second lubricant reservoir 160 is formed on the outer circumferential surface 150,
  • the area ratio of the first lubricant oil reservoir 120 to the inner circumferential surface 110 is 15 to 60%
  • the area ratio of the second lubricant oil reservoir 160 to the outer circumferential surface 150 is 15 to 40%.
  • the first lubricant reservoir 120 is composed of a plurality of grooves formed on the inner peripheral surface, the plurality of grooves have at least two different forms, each of the plurality of grooves are isolated from each other It is.
  • the plurality of grooves forming the first lubricant oil reservoir include a dimple groove 121 having a circular grooved surface and a pocket groove 122 having different axial lengths and circumferential lengths. ) At least one.
  • the plurality of grooves may include an arc-shaped groove 123 formed to rotate about 1/4 to 1 rotation of the circumference along the circumferential direction at the inner circumferential surface with a uniform width.
  • the second lubricant reservoir 160 has at least one arc-shaped groove 161 formed to rotate about 1/4 to 1 rotation of the circumference along the circumferential direction on the outer circumferential surface with a uniform width. It includes more.
  • the first lubricant reservoir 120 and the second lubricant reservoir 160 are connected to each other by at least two or more connection through-holes 170.
  • the volume formed by the first lubricant reservoir 120 and the second lubricant reservoir 160 is 5-30% of the total volume of the sliding bearing 100.
  • the present invention also provides a sliding bearing 100 described above; A shaft 200 rotatably inserted into the sliding bearing; And a boss 300 press-fitting the sliding bearing from the outside of the sliding bearing.
  • the sliding bearing according to the present invention has excellent lubrication resistance and abrasion resistance because the lubrication characteristics are improved and the contact pressure on the sliding surface can be reduced without causing local oil breakage or shortage of oil film in a short time.
  • the lubricating oil supply period can be extended, and the efficiency of the machine to which the sliding bearing is applied can be improved.
  • the sliding bearing according to the present invention is particularly excellent in its use effect under a surface pressure of 100 to 1000 kg / cm 2 and a speed condition of 0.005 to 0.1 m / sec.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of a sliding bearing according to the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the sliding bearing of FIG. 2 taken along an axial direction.
  • FIG. 4 is an exemplary view showing a cross section of various types of grooves forming the first lubricant reservoir.
  • FIG. 5 is a view exemplarily showing a cross-sectional shape of a groove forming a second lubricant reservoir.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a sliding bearing assembly according to one example of the present invention in which a shaft, a sliding bearing and a boss are coupled.
  • the sliding bearing generally rotates or oscillates relative to an axis or a boss through an oil film of the lubricant
  • the sliding bearing according to the present invention includes a lubricant reservoir capable of storing the lubricant.
  • the lubricant reservoir is formed on the inner circumferential surface, which is a contact surface for sliding with the shaft inserted into the sliding bearing, and on the outer circumferential surface, which is a contact surface with the boss that is disposed outside of the sliding bearing.
  • the sliding bearing 100 has an inner circumferential surface 110 and an outer circumferential surface 150 and may be used at a surface pressure of 100 to 1000 kg / cm 2, at least one of the inner circumferential surface 110 and the outer circumferential surface 150.
  • Lubricant reservoir is formed in the area, and the ratio of the area of the lubricant reservoir to at least one of the inner circumferential surface 110 and the outer circumferential surface 150 is 15 to 60%.
  • the area ratio of the lubricant reservoir to at least one of the inner circumferential surface 110 and the outer circumferential surface 150 is 15 to 40%.
  • the sliding bearing is effectively used at a speed of 0.005 to 0.1 m / sec.
  • Figure 2 is an example of a sliding bearing according to the present invention
  • Figure 3 is a view showing a cross section cut along the axial direction the sliding bearing according to FIG.
  • the sliding bearing 100 has an inner circumferential surface 110 and an outer circumferential surface 150, and a first lubricating oil reservoir 120 is formed on the inner circumferential surface 110, and a second lubricating oil is formed on the outer circumferential surface 150.
  • the reservoir 160 is formed.
  • the area ratio of the first lubricant oil reservoir 120 formed on the inner circumferential surface 110 is 15 to 60% of the area of the inner circumferential surface 110 and the area of the second lubricant oil reservoir 160 formed on the outer circumferential surface 150. The ratio is 15 to 40% of the area of the outer circumferential surface 150.
  • the inner circumferential surface of the sliding bearing according to FIG. 2 is generally in contact with the shaft, and when the lubricating oil reservoir (first lubricating oil reservoir) 120 has an area corresponding to 15 to 60% of the area of the contact surface, the lubricating oil is sufficiently supplied to the sliding bearing. It can be circulated, resulting in less local oil breaks. When the area ratio is less than 15%, the overall lubricating oil circulation may be inadequate, and thus the local oil film breakage and heat generation rate may be increased. This phenomenon occurs even under the surface pressure condition of 100 ⁇ 1000kg / cm2 and the speed condition of 0.005 ⁇ 0.1m / sec.
  • the area ratio exceeds 60%, the area of the contact support surface, which is a portion in which the lubricating oil reservoir is not formed in the sliding bearing, may be too small to obtain a sufficient load resistance. As a result, the amount of heat generated is increased, and therefore, the occurrence of sintering is easily caused, resulting in rapid accelerated wear, which shortens the life of the bearing device.
  • the second lubricant reservoir 160 is formed in an area of 15 to 40% of the total area of the outer circumferential surface of the sliding bearing. do.
  • the second lubricant reservoir 160 is connected to the first lubricant reservoir 120 by at least two connection through holes 170 to supply lubricant to the first lubricant reservoir 120, thereby providing a sliding bearing 100. Enough lubrication is possible even if it is operated for a long time.
  • the second lubricant reservoir 160 serves to supply lubricant to the first lubricant reservoir, the shape and the outer circumferential surface 150 and the angle of the second lubricant reservoir 160 are not significant. Accordingly, according to an example of the present invention, the second lubricant reservoir 160 is a simple, like arc-shaped groove 161 formed to have a uniform width from one quarter rotation to one rotation of the circumference along the circumferential direction at the outer circumferential surface. It may be formed in the form. Of course, other types of grooves may be formed as the second lubricant reservoir 160, such as the grooves 162 of the square shape shown in FIG. 2.
  • the depth thereof is determined in consideration of the stiffness, processing cost and time of the sliding bearing 100, according to an example of the present invention, It is preferable to be within 2/5 of the thickness of the sliding bearing 100.
  • the area ratio of the second lubricant reservoir 160 to the outer circumferential surface of the sliding bearing is less than 15%, the amount of lubricant storage is less than the installation cost of the lubricant reservoir, so the efficiency is low, and the maximum clamping amount of the area ratio exceeds 40% is set. Even if the area of the part which is in direct contact with the external structure such as the boss disposed outside the sliding bearing is too small, it may be difficult for the external structure such as the boss to fix the sliding bearing, and as a result, the sliding bearing may be removed from the external structure such as the boss. This can lead to departures.
  • the first lubricant reservoir 120 is composed of a plurality of grooves formed on the inner peripheral surface, the plurality of grooves have at least two different forms, each of the plurality of grooves are isolated from each other It is. That is, the lubricant reservoir formed on the inner circumferential surface of the sliding bearing may have two or more isolated shapes that are not connected to each other.
  • the plurality of grooves forming the first lubricant oil reservoir include a dimple groove 121 having a circular grooved surface and a pocket groove 122 having different axial lengths and circumferential lengths. At least one of
  • the first lubricant reservoir 120 formed on the inner circumferential surface 110 of the sliding bearing is a moving passage and lubricating oil storage role of the lubricating oil, such as the dimple groove 121 and the pocket groove 122.
  • the dimple-shaped groove 121 and the pocket groove 122 are isolated shapes not connected to each other.
  • the plurality of grooves may include an arc-shaped groove 123 formed to rotate about 1/4 to 1 rotation of the circumference along the circumferential direction at the inner circumferential surface with a uniform width.
  • the arc-shaped groove 123 may smoothly serve as a moving passage of the lubricating oil.
  • the isolated lubricating oil reservoirs which are not connected to each other may serve to lower the actual surface pressure and supply lubricating oil to the sliding contact surface.
  • the lubricating oil reservoir of the isolated shape has a ratio of the length of the axial direction (z) to the circumferential direction ( ⁇ ) to be less than 1, and the load is low and the speed is low.
  • the isolated lubricant reservoir preferably has a ratio of the length of the axial direction z to the length of the circumferential direction ⁇ of 1 or more.
  • the lubricating oil reservoir of the isolated shape may be mixed with each other in which the ratio of the axial length to the circumferential length is one or more and less than one. This is related to the sliding direction, because if the ratio of the axial length to the circumferential length is less than 1, it is more favorable for the load bearing force, and if it is more than 1, it is advantageous at high speed.
  • the volume formed by the first lubricant reservoir 120 and the second lubricant reservoir 160 is 5-30% of the total volume of the sliding bearing 100. That is, the volume of the lubricant reservoirs 120 and 160 relative to the total volume of the sliding bearing 100 is such that the average volume per unit volume is in the range of 5 to 30%. If the lubricating oil reservoir in the sliding bearing secures a volume of 5 to 30% of the total volume of the sliding bearing, sufficient lubrication can be performed for a long time without causing local oil breakage or lack of oil on the sliding bearing contact surface.
  • the volume ratio of the lubricating oil reservoirs 120 and 160 is less than 5%, the amount of lubricating oil is insufficient to easily cause sintering in a short time, and when the volume ratio exceeds 30%, the total stiffness of the sliding bearing may be insufficient and deformation may occur. As a result, abnormal abrasion, sintering, etc. become large and breakage tends to occur, and the feeding time becomes very short under severe conditions.
  • the sliding bearing according to the present invention may be particularly useful at a surface pressure of 100 to 1000 kg / cm 2 and a speed of 0.005 to 0.1 m / sec.
  • the present invention also, as shown in Figure 6, the above-described sliding bearing 100, the shaft 200 is inserted rotatably inside the sliding bearing and the boss 300 for press-receiving the sliding bearing from the outside of the sliding bearing It provides a sliding bearing assembly comprising a).
  • the sliding bearing assembly illustrated in FIG. 6 can generally be applied to an excavator joint.
  • the sliding bearing assembly has a basic structure in which the sliding bearing 100 is forcedly pressed into the boss 300 and has a fixed amount of clamping amount, and the shaft 200 is inserted into the sliding bearing 100. Assembly.
  • an area of 15 to 60% of the total contact area of the sliding contact area of the first lubricant oil reservoir 120 having two or more different shapes is formed.
  • the second lube oil reservoir 160 having an area ratio of 15 to 40% with respect to the entire contact area is formed on the surface 150 formed at a ratio and in which the boss 300 and the sliding bearing 100 are pressed into contact.
  • the second lubricant reservoir 160 is formed of an arc-shaped groove 161 processed in the circumferential direction.
  • the first lubricant reservoir 120 and the second lubricant reservoir 160 are connected through two or more connecting through holes 170, so that the lubricant oil in the second lubricant reservoir 160 when driven is transferred to the first lubricant reservoir ( 120) to supply lubricant.
  • the volume of the first lubricant reservoir and the second lubricant reservoir is installed so that the average volume per unit volume of the sliding bearing is in the range of 5 to 30%.
  • each dimple-shaped groove 121 has an area of 200 mm 2 and a depth of 1.5 mm, and the arc-shaped groove has a depth of 1 to 1.1 mm in cross section and a width of 7 mm to make the inner circumferential surface 110. It was formed to rotate one.
  • the second lubricant reservoir cross section was formed into an arc-shaped groove 161 having a square shape and having a depth in the range of 1.2 to 1.3 mm.
  • the total volume of the sliding bearing is 109,508 mm 3, and the total inner surface of the sliding bearing is 13,188 mm 2.
  • Example 1 Table 1 division 1st lubricant reservoir Second lubricant reservoir Volume fraction 3) (%) Remarks Dimple Arc-shaped groove Area rate 1) (%) Count Area (mm2) Volume Count Area (mm2) Volume Area rate 2) (%) Volume Example 1 3 600 900 One 1538.6 1560.6 16.2 20% 3947.0 5.9
  • Example 2 6 1200 1800 One 1538.6 1560.6 20.8 20% 3947.0 6.7
  • Example 3 12 2400 3600 One 1538.6 1560.6 29.9 20% 3947.0 8.3
  • Example 4 18 3600 5400 One 1538.6 1560.6 39.0 20% 3947.0 10.0
  • Example 5 18 3600 5400 One 1538.6 1560.6 39.0 40% 7894.0 13.6
  • Example 7 6 1200 1800 One 1538.6 1560.6 20.8 20% 3947.0 6.7
  • Comparative Example 1 6 600 1800 One 1538.6 1560.6 16.2 8%
  • the grease which is lubricating oil, was supplied to the inner circumferential surface 110 of the sliding bearing and the sliding contact surface, which is the outer circumferential surface of the journal shaft, once, and the grease, which was lubricating oil, was also supplied to the outer circumferential surface 150 of the sliding bearing.
  • the sliding bearing assembly was subjected to continuous operation under a condition in which the swing angle was 90 ° and the maximum swing speed was 0.1 m / sec. A constant load was applied to the sliding bearing from the outside every 1,000 cycles during the continuous operation, and the load when sintering occurred was evaluated as the sintering load. The results are shown in Table 2.
  • the sintering load increases as the number of dimple-shaped grooves, the area ratio of the first lubricant reservoir and the volume ratio of the lubricant reservoir increase.
  • the quenching load is very low as the volume ratio and the area ratio of the lubricating oil reservoir are out of the ranges presented in the present invention.
  • the most influential factors in the sintering load are the number of grooves and the area ratio of the first lubricant reservoir, and the effect varies as the total volume ratio of the lubricant reservoir increases. .
  • the feeding cycle for how often the lubricant should be injected, in addition to the quenching load, is very important.
  • a feeding cycle of 140 hours or more is required in order to be able to supply lubricating oil every week.
  • the feeding cycle becomes longer as the volume ratio of the lubricant reservoir increases.
  • Example 5 in order to increase the volume ratio of the lubricating oil reservoir, the area of the first lubricating oil reservoir is excessively increased to lower the sintering load as shown in Table 2 above. And as a result, the quenching load is lowered, which often leads to the problem of supplying lubricating oil frequently.
  • the present invention is not limited to the joint portion of the excavator work machine, it can be applied to other equipment.
  • the sliding bearing according to the present invention is applicable to various connection parts of the work machine, for example, to be applied to the construction and civil engineering fields used in the surface pressure condition of 100 ⁇ 1000kg / cm2 and the speed condition of 0.005 ⁇ 0.1m / sec Can be.
  • the sliding bearing according to the present invention can be applied to various hydraulic devices or general machinery of compressors in other industries.

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Abstract

본 발명은 슬라이딩 베어링에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 내주면과 외주면에 윤활유 저장소를 구비하여 윤활특성이 개선된 슬라이딩 베어링에 대한 것이다. 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링은 특히, 100~1000 kg/㎠의 면압조건과 0.005~ 0.1 m/sec의 속도조건에서 사용하기에 유리한 특성을 갖고 있다.

Description

슬라이딩 베어링 및 슬라이딩 베어링 조립체
본 발명은 슬라이딩 베어링과 슬라이딩 베어링 조립체에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 기계장치의 관절부 등에 적용되며, 그 내부에 축이 삽입되어 주기적인 윤활유 공급하에서 축운동을 안내하는 슬라이딩 베어링과 슬라이딩 베어링 조립체에 대한 것이다.
일반적으로, 축이 삽입되어 회전, 유동 및 지지하는 슬라이딩 베어링은 건설기계, 유압기기 등 기계류 전반에 걸쳐 각종 연결부분에 많이 사용되고 있다. 이러한 슬라이딩 베어링에 있어서, 축과 상기 축을 지지하는 베어링 사이의 슬라이딩 접촉면에 내부 마모를 방지하기 위하여 윤활유가 급지된다. 윤활유의 급지는 주기적으로 실시되는데, 이러한 윤활유는 축이 회전 및 유동함에 따라 축과 슬라이딩 베어링 사이의 슬라이딩 접촉면으로 도입되어 얇은 유막을 형성한다.
이러한 슬라이딩 베어링에 있어서, 장치의 정지시나 기동시 또는 외부로부터 변동 하중을 받을 때에는 상기 유막이 부분적으로 파괴되는 경우가 있고, 일정 사용시간이 되면 윤활유의 소진으로 유막 부족 현상이 발생하게 된다. 이와 같은 국부적인 유막 끊김이나 유막부족이 발생하면 축과 슬라이딩 베어링 사이의 접촉압력이 증대되어 그 접촉압력에 의한 마찰열에 의해 축과 슬라이딩 베어링 사이에 소착이 발생되어 마모량이 더욱 증가되는 문제점이 있다.
이러한 현상을 보이는 각종 연결부분에 사용되는 슬라이딩 베어링의 면압 및 속도 조건은 매우 다양하여, 한 가지 타입의 슬라이딩 베어링에 의하여 모든 범위의 면압 및 속도조건을 맞추어 사용하는 데에는 한계가 있다. 결국, 일정 면압 및 속도조건의 범위 내에서 최적으로 적용 가능한 제품을 적재적소에 적용하여 축과 슬라이딩 베어링 사이의 소착이나 마모를 감소시키는 것이 중요하다. 아울러 윤활효과가 지속될 수 있도록 하기 위하여 슬라이딩 베어링의 급지시간을 늘릴 수 있도록 하는 것이 필요하다.
상기 축과 슬라이딩 베어링의 소착을 방지할 수 있도록 구성한 베어링 장치의 일례가 한국공개특허공보 2006-0070264호에 개시되어 있다. 여기서는 축의 내부를 중공체 형태의 공간을 만들어 여기에 윤활유를 저장함으로써 윤활유의 저장량을 늘릴 수 있도록 하였다. 상기 베어링 장치에서 상기 축에는 상기 중공체와 연결되는 다수개의 윤활유 급지 구멍이 형성되어 있다. 상기와 같이 축에 형성되어 있는 윤활유 저장소는 슬라이딩 접촉면에 공급되는 윤활유의 양을 증가시켜 윤활유가 소진되는 시간을 길어지게 하고, 이에 따라 윤활유 급지시간을 연장시키는 이점이 있다. 그러나 축에 중공체가 형성되기 때문에 경우에 따라서는 강성이 부족한 경우가 발생하기도 한다.
슬라이딩 베어링의 소착을 방지할 수 있도록 구성한 베어링 장치의 또 다른 일례가 한국공개특허공보 1999-0082076호에 개시되어 있다. 여기에 개시된 베어링 장치는 축과의 슬라이딩 접촉면에 윤활유 포켓(pocket)을 가지고 있는데, 그 깊이는 0.03mm~0.3mm이고, 포켓 깊이에 대한 포켓 면적의 비는 10~40mm 정도이다. 상기와 같이 슬라이딩 접촉면에 윤활유 포켓을 형성할 경우, 슬라이딩을 할 때 상기 포켓에 담겨 있던 윤활유가 슬라이딩 접촉면에 윤활유를 공급해주어 국부적인 유막 끊김 현상을 방지하는 이점이 있다. 그러나 상기에서는 윤활유 저장소의 깊이가 너무 낮아 윤활유를 저장할 수 있는 양이 적어 급지주기를 연장시키지 못한다.
상기에서 설명한 슬라이딩 베어링의 소착을 방지할 수 있도록 구성한 베어링 장치들에 있어서도, 급지시간을 장시간으로 연장하여 내소착성, 내마모성을 확보할 수는 없어, 여전히 짧은 시간 내에 유막 부족 또는 유막 끊김 등의 발생을 유발시킬 가능성이 존재한다.
이에 본 발명에서는 윤활특성을 향상시켜 내소착성, 내마모성을 확보할 수 있는 슬라이딩 베어링을 제공하고자 한다.
이를 위해 검토한 결과, 축보다는 슬라이딩 베어링에 윤활유 저장소를 형성하되, 슬라이딩 베어링의 전체 체적에 대한 상기 윤활유 저장소의 체적비를 소정값으로 최적화하고, 또한, 축과 슬라이딩 베어링의 접촉면에 대한 윤활유 저장소의 면적비율 및 슬라이딩 베어링과 슬라이딩 베어링 외부의 보스와의 접촉면에 대한 윤활유 저장소의 일정 면적비율 역시 최적화하여 국부적인 유막 끊김이나 짧은 시간내의 유막 부족을 발생시키지 않는 슬라이딩 베어링을 제공하고자 한다.
따라서 본 발명은 윤활특성을 향상시켜 내소착성, 내마모성을 확보할 수 있는 슬라이딩 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 윤활유 저장소를 구비하되, 상기 윤활유 저장소가 소정의 면적비 및 소정의 체적비를 갖는 슬라이딩 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 특정의 작동조건, 예를 들어 100~1000kg/㎠의 면압조건과 0.005~0.1m/sec의 속도조건에서 효과적으로 사용될 수 있는 슬라이딩 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 내주면(110)과 외주면(150)을 갖고 100~1000 kg/㎠의 면압에서 사용되는 슬라이딩 베어링(100)으로서, 상기 내주면(110)과 외주면(150)의 적어도 하나에는 윤활유 저장소가 형성되어 있고, 상기 내주면(110)과 외주면(150) 중 적어도 한 면에 대한 윤활유 저장소의 면적 비율이 15~60%인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링을 제공한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 내주면(110)과 외주면(150) 중 적어도 한 면에 대한 윤활유 저장소의 면적 비율이 15~40%이다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 슬라이딩 베어링은 0.005 ~ 0.1 m/sec의 속도에서 효율적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 슬라이딩 베어링(100)의 상기 내주면(110)에는 제 1 윤활유 저장소(120)가 형성되어 있고, 상기 외주면(150)에는 제 2 윤활유 저장소(160)가 형성되어 있으며, 상기 내주면(110)에 대한 상기 제 1 윤활유 저장소(120)의 면적비율은 15 ~ 60%이며, 상기 외주면(150)에 대한 상기 제 2 윤활유 저장소(160)의 면적비율은 15 ~ 40%이다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 윤활유 저장소(120)는 상기 내주면에 형성된 복수개의 홈으로 이루어져 있으며, 상기 복수개의 홈은 서로 다른 적어도 두 가지의 형태를 가지며, 상기 복수개의 홈 각각은 서로 고립되어 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 윤활유 저장소를 형성하는 상기 복수개의 홈은, 홈 형성 표면이 원형인 딤플형 홈(121) 및 축방향의 길이와 원주방향의 길이가 서로 다른 포켓형 홈(122) 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 본 발명의 일례에 따르면, 상기 복수개의 홈은, 균일한 폭으로 상기 내주면에서 원주 방향을 따라 원주의 1/4 회전 내지 1 회전 하도록 형성된 아크 형태의 홈(123)을 포함할 수도 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 2 윤활유 저장소(160)는, 균일한 폭으로 상기 외주면에서 원주 방향을 따라 원주의 1/4 회전 내지 1 회전 하도록 형성된 아크 형태의 홈(161)을 적어도 1개 이상 포함한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 윤활유 저장소(120)와 제 2 윤활유 저장소(160)는 적어도 2군데 이상에서 연결용 관통홀(170)에 의하여 서로 연결되어 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 윤활유 저장소(120)와 제 2 윤활유 저장소(160)에 의하여 형성된 부피는 상기 슬라이딩 베어링(100) 전체 부피의 5~30%이다.
본 발명은 또한, 상기 설명한 슬라이딩 베어링(100); 상기 슬라이딩 베어링 내부에 회전 가능하도록 삽입된 축(200); 및 상기 슬라이딩 베어링의 외부에서 상기 슬라이딩 베어링을 압입 수용하는 보스(300);를 포함하는 슬라이딩 베어링 조립체를 제공한다.
본 발명에 의한 슬라이딩 베어링은 윤활특성이 향상되어 국부적인 유막 끊김이나 짧은 시간내의 유막 부족을 발생시키지 않고 슬라이딩 면에서의 접촉압력을 저감시킬 수 있기 때문에 우수한 내소착성 및 내마모성을 가진다. 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링을 사용할 경우 윤활유 급지주기를 연장할 수 있고, 또한 상기 슬라이딩 베어링이 적용되는 기계의 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의한 슬라이딩 베어링은 특히 100~1000kg/㎠의 면압과 0.005~0.1 m/sec의 속도 조건하에서 그 사용 효과가 매우 뛰어나다.
도 1은 종래의 슬라이딩 베어링의 일례를 보여준다.
도 2는 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링의 일례를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 의한 슬라이딩 베어링을 축 방향을 따라 절단한 단면을 보여주는 도면이다.
도 4는 제 1 윤활유 저장소를 형성하는 다양한 형태의 홈의 단면을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 제 2 윤활유 저장소를 형성하는 홈의 단면형태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 축, 슬라이딩 베어링 및 보스가 결합되어 있는, 본 발명의 일례에 따른 슬라이딩 베어링 조립체의 단면을 보여주는 도면이다.
이하 구체적인 도면 및 실시예를 참고로 하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
슬라이딩 베어링은 윤활유의 유막을 통해 일반적으로 축이나 보스 등과 상대적으로 회전 또는 요동 운동을 하는데, 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링은 윤활유를 저장할 수 있는 윤활유 저장소를 구비한다. 여기에 윤활유 저장소는 슬라이딩 베어링 내부에 삽입되는 축과의 슬라이딩이 발생하는 접촉면인 내주면 및 슬라이딩 베어링의 외부에 배치되어 압입되는 보스와의 접촉면인 외주면에 각각 형성된다.
구체적으로, 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링(100)은 내주면(110)과 외주면(150)을 가지며 100~1000 kg/㎠의 면압에서 사용될 수 있는데, 상기 내주면(110)과 외주면(150)의 적어도 하나에는 윤활유 저장소가 형성되어 있고, 상기 내주면(110)과 외주면(150) 중 적어도 한 면에 대한 윤활유 저장소의 면적 비율이 15~60%이다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 내주면(110)과 외주면(150) 중 적어도 한 면에 대한 윤활유 저장소의 면적 비율이 15~40%이다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 슬라이딩 베어링은 0.005 ~ 0.1 m/sec의 속도에서 효율적으로 사용된다.
도 2는 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링의 일례이며, 도 3은 상기 도 2에 의한 슬라이딩 베어링을 축 방향을 따라 절단한 단면을 보여주는 도면이다.
상기 도 2에 의한 슬라이딩 베어링(100)은 내주면(110)과 외주면(150)을 가지며, 상기 내주면(110)에는 제 1 윤활유 저장소(120)가 형성되어 있고, 상기 외주면(150)에는 제 2 윤활유 저장소(160)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 내주면(110)에 형성된 제 1 윤활유 저장소(120)의 면적비율은 상기 내주면(110)의 면적대비 15 ~ 60%이며, 상기 외주면(150)에 형성된 제 2 윤활유 저장소(160)의 면적비율은 상기 외주면(150)의 면적대비 15 ~ 40%이다.
상기 도 2에 의한 슬라이딩 베어링의 내주면은 일반적으로 축과 접촉하는데 이러한 접촉면의 면적 대비 15~60%에 해당하는 면적에 윤활유 저장소(제 1 윤활유 저장소; 120)를 가지게 되면 상기 슬라이딩 베어링에 윤활유를 충분히 순환시킬 수 있게 되어 국부적인 유막 끊김이 적어진다. 상기 면적비가 15% 미만인 경우에는 전체적인 윤활유 순환이 미비하게 될 수도 있는 바, 국부적인 유막 끊김과 열 발생율이 높아질 수 있다. 이러한 현상은 100~1000kg/㎠의 면압조건과 0.005~0.1m/sec의 속도조건에서도 발생한다. 반면, 상기 면적비가 60%를 초과하게 되면, 슬라이딩 베어링에서 윤활유 저장소가 형성되지 않은 부분인 접촉 지지면의 면적이 너무 적게 되어 내하중성을 충분히 얻을 수 없다는 문제점이 생길 수 있다. 그 결과 열발생량이 증가하고 그에 따라 소착의 발생이 용이해져 급속한 가속마모현상이 발생하여 베어링 장치의 수명을 단축시킨다.
한편, 상기 슬라이딩 베어링의 외주면은, 일반적으로 슬라이딩 베어링의 외측에 배치되는 보스와 접촉하는데, 본 발명에서는 상기 슬라이딩 베어링의 외주면 전체면적 대비 15~40%의 면적에 제 2 윤활유 저장소(160)가 형성된다. 상기 제 2 윤활유 저장소(160)는 적어도 두 개 이상의 연결용 관통홀(170)에 의하여 제 1 윤활유 저장소(120)와 연결되어 제 1 윤활유 저장소(120)에 윤활유를 공급해 주어 슬라이딩 베어링(100)이 장시간 구동되더라도 충분한 윤활이 될 수 있도록 한다.
상기 제 2 윤활유 저장소(160)가 제 1 윤활유 저장소에 윤활유를 공급해주는 역할을 할 때에는, 제 2 윤활유 저장소(160)의 형상 및 외주면(150)과 각도는 큰 의미가 없다. 따라서 본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 2 윤활유 저장소(160)는, 균일한 폭으로 상기 외주면에서 원주 방향을 따라 원주의 1/4 회전 내지 1 회전 하도록 형성된 아크 형태의 홈(161)과 같이 단순한 형태로 형성될 수도 있다. 제 2 윤활유 저장소(160)로서 다른 형태의 홈, 예컨대 도 2에 도시된 사각형 형태의 홈(162)이 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 제 2 윤활유 저장소(160)가 상기 아크 형태의 홈(161)으로 형성될 때, 그 깊이는 슬라이딩 베어링(100)의 강성, 가공비용 및 시간을 고려하여 결정되는데, 본 발명의 일례에 따르면, 슬라이딩 베어링(100) 두께의 2/5이내로 하는 것이 바람직하다.
상기 슬라이딩 베어링의 외주면 대비 제 2 윤활유 저장소(160)의 면적비율이 15% 미만인 경우에는 윤활유 저장소의 설치비용 대비 윤활유 저장량이 적어서 효율성이 적고, 그 면적비율이 40%를 초과하는 최대 죔쇄량을 설정하더라도 슬라이딩 베어링 바깥쪽에 배치되는 보스와 같은 외부 구조체와 직접 접촉되는 부분의 면적이 너무 적어 보스 등의 외부 구조체가 슬라이딩 베어링을 고정하는 데 어려움이 있을 수 있고 그 결과 슬라이딩 베어링이 보스 등의 외부 구조체로부터 이탈하는 경우가 생길 수 있게 된다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 윤활유 저장소(120)는 상기 내주면에 형성된 복수개의 홈으로 이루어져 있으며, 상기 복수개의 홈은 서로 다른 적어도 두 가지의 형태를 가지며, 상기 복수개의 홈 각각은 서로 고립되어 있다. 즉, 슬라이딩 베어링의 내주면에 형성되는 윤활유 저장소는 2가지 이상의 서로 연결되지 않은 고립된 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 윤활유 저장소를 형성하는 상기 복수개의 홈은, 홈 형성 표면이 원형인 딤플형 홈(121) 및 축방향의 길이와 원주방향의 길이가 서로 다른 포켓형 홈(122) 중 적어도 하나를 포함한다
본 발명에 따른 슬라이딩 베어링의 조립체에 있어서, 슬라이딩 베어링의 내주면(110)에 형성된 제 1 윤활유 저장소(120)는 딤플형 홈(121) 및 포켓형 홈(122)과 같이 윤활유의 이동통로이면서 윤활유 저장역할을 할 수 있는 형상을 할 수 있다. 상기 딤플형 홈(121)과 포켓형 홈(122)은 서로 연결되지 않은 고립된 형상이다.
또한, 본 발명의 일례에 따르면, 상기 복수개의 홈은, 균일한 폭으로 상기 내주면에서 원주 방향을 따라 원주의 1/4 회전 내지 1 회전 하도록 형성된 아크 형태의 홈(123)을 포함할 수도 있다. 상기 아크 형태의 홈(123)은 윤활유의 이동통로 역할을 원활하게 수행할 수 있다.
상기 서로 연결되지 않은 고립된 형상의 윤활유 저장소는 실제 작용하는 면압을 낮추어 주는 역할과 슬라이딩 접촉되는 면에 윤활유를 공급해주는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 슬라이딩 베어링의 하중이 높고 속도가 느린 조건에서는 상기 고립된 형상의 윤활유 저장소는 원주방향(θ) 길이에 대한 축방향(z) 길이의 비율이 1 미만이 되는 것이 적합하고, 하중이 낮고 속도가 빠른 조건에서는 상기 고립된 형상의 윤활유 저장소는 원주방향(θ) 길이에 대한 축방향(z) 길이의 비율이 1 이상이 되는 것이 바람직하다. 한편, 하중도 높고 속도도 빠른 경우는 상기 고립된 형상의 윤활유 저장소는 원주방향 길이에 대한 축방향 길이의 비율이 1 이상인 것과 1 미만인 것이 서로 혼용되어 이루어지도록 할 수 있다. 이는 슬라이딩 방향과 연관이 있는데, 원주방향 길이에 대한 축방향 길이의 비율이 1 미만이면 하중 지지력에 더 유리하고 1 이상이면 빠른 속도에서 유리하기 때문이다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 윤활유 저장소(120)와 제 2 윤활유 저장소(160)에 의하여 형성된 부피는 상기 슬라이딩 베어링(100) 전체 부피의 5~30%이다. 즉, 슬라이딩 베어링(100)의 전체 부피 대비 윤활유 저장소(120, 160)의 부피는, 단위체적당 평균체적이 5~30% 범위가 되도록 한다. 상기 슬라이딩 베어링에서 윤활유 저장소가 슬라이딩 베어링 전체 체적 대비 5~30%의 부피를 확보하고 있으면, 상기 슬라이딩 베어링 접촉면에서 국부적인 유막 끊김이나 유막 부족을 발생시키지 않고 오랜시간 동안 충분한 윤활작용을 할 수 있다.
상기 윤활유 저장소(120, 160)의 체적비가 5% 미만인 경우에는 윤활유 량이 부족하여 짧은 시간 내에 소착이 발생하기 쉽고, 30%를 초과하는 경우에는 슬라이딩 베어링의 전체강성이 부족하여 변형이 발생할 수 있다. 그 결과, 이상 마모나 소착 등이 커져 파손 등이 발생하기 쉽고, 가혹 조건하에서 급지시간이 매우 짧아지게 된다.
이상에서 본 바와 같이 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링은 특히 100~1000 kg/㎠의 면압과 0.005 ~ 0.1 m/sec의 속도에서 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 설명한 슬라이딩 베어링(100), 상기 슬라이딩 베어링 내부에 회전 가능하도록 삽입된 축(200) 및 상기 슬라이딩 베어링의 외부에서 상기 슬라이딩 베어링을 압입 수용하는 보스(300)를 포함하는 슬라이딩 베어링 조립체를 제공한다.
상기 도 6에서 예시된 슬라이딩 베어링 조립체는 일반적으로 굴삭기 관절부에 적용될 수 있다. 상기 슬라이딩 베어링 조립체는, 슬라이딩 베어링(100)이 보스(300)에 일정 죔쇄량의 치수를 갖고 강제 압입되어 고정 지지되어 있고, 축(200)은 상기 슬라이딩 베어링(100)에 삽입되어 있는 기본 구조의 조립체이다.
상기 축(200)과 슬라이딩 베어링(100)이 슬라이딩하는 접촉면(110)에는 2 가지 이상의 다른 형상을 가진 홈으로 이루어진 제 1 윤활유 저장소(120)가 슬라이딩 전체 접촉면적에 대해 15~60% 범위의 면적비율로 형성되고, 보스(300)와 슬라이딩 베어링(100)이 압입되어 접촉되는 면(150)에는 전체 접촉면적에 대해 면적비율이 15~40%인 제 2 윤활유 저장소(160)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 제 2 윤활유 저장소(160)는 원주방향으로 가공된 아크 형태의 홈(161)으로 형성되어 있다.
상기 제 1 윤활유 저장소(120)와 제 2 윤활유 저장소(160)는 2개 이상의 연결용 관통홀(170)을 통하여 연결되어, 구동시 제 2 윤활유 저장소(160)에 있던 윤활유가 제 1 윤활유 저장소(120)로 이동되어 윤활유 공급을 해준다. 이 때, 제 1 윤활유 저장소와 제 2 윤활유 저장소의 부피는 슬라이딩 베어링의 단위체적당 평균체적이 5~30%범위가 되도록 설치된다.
이하, 본 발명의 더욱 구체적인 실시형태로서 비교예와 시험예를 통해 함께 설명한다.
<실시예 1-7 및 비교예 1-5> 슬라이딩 베어링의 제조
내경70mm×외경85mm×길이60mm인 슬라이딩 베어링 샘플 12개를 제조하고 이들을 침탄 열처리하였다.
상기 제조된 슬라이딩 베어링에, 하기 표 1에 규격으로 홈을 만들어 제 1 윤활유 저장소 및 제 2 윤활유 저장소를 형성하여 이들을 각각 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5로 하였다.
제 1 윤활유 저장소에 형성된 홈은 등간격으로 배치하였다. 구체적으로, 각각의 딤플 형태의 홈(121)의 면적은 200mm2, 깊이 1.5mm가 되도록 형성하였고, 아크형태의 홈은 단면의 깊이 1~1.1mm의 범위, 폭 7mm로 하여 내주면(110)을 1 회전 하도록 형성하였다.
제 2 윤활유 저장소 단면이 사각형이며 깊이가 1.2~1.3mm의 범위인 아크 형태의 홈(161)으로 형성하였다.
슬라이딩 베어링의 전체 체적은 109,508㎣이며, 슬라이딩 베어링의 내주면 전체 면적은 13,188㎟이다.
표 1
구분 제 1 윤활유 저장소 제 2윤활유 저장소 체적율3)(%) 비고
딤플 아크형태의 홈 면적율1)(%)
개수 면적(㎟) 체적(㎣) 개수 면적(㎟) 체적(㎣) 면적율2)(%) 체적(㎣)
실시예1 3 600 900 1 1538.6 1560.6 16.2 20% 3947.0 5.9
실시예2 6 1200 1800 1 1538.6 1560.6 20.8 20% 3947.0 6.7
실시예3 12 2400 3600 1 1538.6 1560.6 29.9 20% 3947.0 8.3
실시예4 18 3600 5400 1 1538.6 1560.6 39.0 20% 3947.0 10.0
실시예5 18 3600 5400 1 1538.6 1560.6 39.0 40% 7894.0 13.6
실시예6 24 4800 7200 1 1538.6 1560.6 48.1 20% 3947.0 11.6
실시예7 6 1200 1800 1 1538.6 1560.6 20.8 20% 3947.0 6.7
비교예1 6 600 1800 1 1538.6 1560.6 16.2 8% 1644.6 4.6
비교예2 6 600 1800 1 1538.6 1560.6 16.2 - - 3.1
비교예3 0 - - 1 1538.6 1560.6 11.7 - - 1.4
비교예4 2 400 600 1 1538.6 1560.6 14.7 - - 2.0
비교예5 32 6400 9600 1 1538.6 1560.6 60.2 20% 3947.0 13.8
1) 면적율: 슬라이딩 베어링의 내주면의 면적 대비 제 1 윤활유 저장소의 면적의 비2) 면적율: 슬라이딩 베어링의 외주면의 면적 대비 제 2 윤활유 저장소의 면적비율3) 체적율: 슬라이딩 베어링 전체 체적에 대해 윤활유 저장소 전체의 체적의 비율
<시험예 1> 소착(seizure) 하중 시험
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 슬라이딩 베어링(100)내에 직경 70mm인 저널 축을 장착하여 조립하고, 상기 슬라이딩 베어링의 외부에는 직경 85mm인 보스를 장착하여 슬라이딩 베어링 조립체를 형성하였다.
상기 슬라이딩 베어링의 내주면(110) 및 상기 저널 축의 외주면인 슬라이딩 접촉면에 윤활유인 그리스를 1회 공급하고, 아울러 슬라이딩 베어링의 외주면(150)에도 윤활유인 그리스를 공급하였다.
상기 슬라이딩 베어링 조립체를 요동각도는 90°, 최대 요동속도 0.1m/sec인 조건하에서 연속운전을 실행하였다. 상기 연속운전 중에 1,000cycles 마다 외부로부터 상기 슬라이딩 베어링에 일정한 부하 하중을 부여하여, 소착이 발생했을 때의 하중을 소착 하중으로 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.
표 2
구분 제1의 윤활유 저장소 제 2 윤활유 저장소체적(㎣) 체적율3)(%) 소착하중 비고
딤플 개수 면적율1)(%)
실시예 1 3 16.2 3947.0 5.9 27톤
실시예 2 6 20.8 3947.0 6.7 31톤
실시예 3 12 29.9 3947.0 8.3 39톤
실시예 4 18 39.0 3947.0 10.0 45톤
실시예 5 18 39.0 7894.0 13.6 47톤
실시예 6 24 48.1 3947.0 11.6 41톤
실시예 7 6 20.8 3947.0 6.7 33톤
비교예 1 6 20.8 1644.6 4.6 27톤
비교예 2 6 20.8 3.1 25톤
비교예 3 11.7 1.4 15톤
비교예 4 2 14.7 2.0 17톤
비교예 5 32 60.2 3947.0 13.8 20톤
실시예의 경우는 딤플형태의 홈의 개수, 제 1 윤활유 저장소의 면적율 및 윤활유 저장소의 체적비율이 증가함에 따라 소착하중이 증가된다는 것을 알 수 있다. 반면 비교예의 경우에는 윤활유 저장소의 체적율과 면적율이 본 발명에서 제시한 범위를 벗어남에 따라 소착하중이 매우 낮음을 알 수 있다.
상기 시험예를 통하여, 소착하중에 가장 많은 영향을 주는 인자는 홈의 개수와 제 1 윤활유 저장소의 면적율이고, 또한 윤활유 저장소의 전체 체적비율이 증가함에 따라서는 효과가 차이가 생긴다는 것을 알 수 있다.
<시험예 2> 급지 주기 시험
산업용 장비, 예를 들어, 굴삭기와 같은 장비의 경우 소착하중 이외에 윤활유를 얼마나 자주 주입하여야 하는 지에 대한 급지 주기가 매우 중요하다.
본 시험예에서는 급지 주기를 확인하기 위해 실제 굴삭기의 작업조건과 유사하게 고하중과 저하중을 반복하면서, 저널 축과 슬라이딩 베어링의 슬라이딩 접촉면에 윤활유인 그리스를 1회 공급하고 요동각도는 90°및 요동속도는 0.02m/sec에 의한 조건하에서 그리스를 1회 공급한 후에 몇 시간 만에 그리스 부족으로 유막 끊김 현상이 발생하는지를 시험하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
표 3
구분 제1의 윤활유 저장소 제2 윤활유 저장소 체적(㎣) 체적율3)(%) 급지 시간(H) 비고
딤플 개수 면적율1)(%)
실시예 1 3 16.2 3947.0 5.9 150
실시예 2 6 20.8 3947.0 6.7 180
실시예 3 12 29.9 3947.0 8.3 250
실시예 4 18 39.0 3947.0 10.0 500
실시예 5 18 39.0 7894.0 13.6 600
실시예 6 24 48.1 3947.0 11.6 550
실시예 7 6 20.8 3947.0 6.7 240
비교예 1 6 20.8 1644.6 4.6 100
비교예 2 6 20.8 3.1 80
비교예 3 11.7 1.4 50
비교예 4 2 14.7 2.0 60
비교예 5 32 60.2 3947.0 13.8 200
예컨대 굴삭기를 예로 들면, 하루 작업 시간을 20시간으로 볼 때, 일주일마다 윤활유를 급지할 수 있도록 하기 위해서는 140시간 이상의 급지 주기가 요구된다. 본 발명에 따른 실시예의 경우, 윤활유 저장소의 체적비율이 증가함에 따라 급지 주기가 길어짐을 알 수 있다.
한편 비교예 5의 경우 급지주기가 200시간 이기는 하지만, 상기 실시예 5에서는 윤활유 저장소의 체적비율 증가를 위해 과도하게 제 1 윤활유 저장소의 면적율을 증가시켜 상기 표 2에서 보는 것처럼 소착하중이 낮아지는 문제가 생기고, 그 결과 소착하중이 낮아져서 오히려 자주 윤활유를 급지하여야 하는 문제가 생기도 한다.
상기 실시예 및 시험예에서는 건설장비인 굴삭기의 관절부를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 굴삭기용 작업기의 관절부에 한정되지 않고, 다른 장비에도 적용될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링은 작업기의 다양한 연결부분에 적용가능하며, 예컨대, 예컨대 100~1000kg/㎠의 면압조건과 0.005~0.1m/sec의 속도조건에서 사용되는 건설 및 토목기계 분야에 적용될 수 있다. 다른 산업분야의 각종 유압기기나 압축기의 일반 기계류 등에도 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링이 적용될 수 있음은 물론이다.

Claims (11)

  1. 내주면(110)과 외주면(150)을 갖고 100~1000 kg/㎠의 면압에서 사용되는 슬라이딩 베어링(100)으로서,
    상기 내주면(110)과 외주면(150)의 적어도 하나에는 윤활유 저장소가 형성되어 있고, 상기 내주면(110)과 외주면(150) 중 적어도 한 면에 대한 윤활유 저장소의 면적 비율이 15~60%인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내주면(110)과 외주면(150) 중 적어도 한 면에 대한 윤활유 저장소의 면적 비율이 15~40%인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내주면(110)에는 제 1 윤활유 저장소(120)가 형성되어 있고, 상기 외주면(150)에는 제 2 윤활유 저장소(160)가 형성되어 있으며,
    상기 내주면(110)에 대한 상기 제 1 윤활유 저장소(120)의 면적비율은 15 ~ 60%이며,
    상기 외주면(150)에 대한 상기 제 2 윤활유 저장소(160)의 면적비율은 15 ~ 40%인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  4. 제 1항에 있어서, 0.005 ~ 0.1 m/sec의 속도에서 사용되는 것임을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 윤활유 저장소(120)는 상기 내주면에 형성된 복수개의 홈으로 이루어져 있으며,
    상기 복수개의 홈은 서로 다른 적어도 두 가지의 형태를 가지며,
    상기 복수개의 홈 각각은 서로 고립되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 복수개의 홈은,
    상기 홈 형성 표면이 원형인 딤플형 홈(121) 및 축방향의 길이와 원주방향의 길이가 서로 다른 포켓형 홈(122) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 복수개의 홈은,
    균일한 폭으로 상기 내주면에서 원주 방향을 따라 원주의 1/4 회전 내지 1 회전 하도록 형성된 아크 형태의 홈(123)을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 제 2 윤활유 저장소(160)는,
    균일한 폭으로 상기 외주면에서 원주 방향을 따라 원주의 1/4 회전 내지 1 회전 하도록 형성된 아크 형태의 홈(161)을 적어도 1개 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  9. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 윤활유 저장소(120)와 제 2 윤활유 저장소(160)는 적어도 2군데 이상에서 연결용 관통홀(170)에 의하여 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  10. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 윤활유 저장소(120)와 제 2 윤활유 저장소(160)에 의하여 형성된 부피는 상기 슬라이딩 베어링(100) 전체 부피의 5~30%인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 의한 슬라이딩 베어링(100);
    상기 슬라이딩 베어링 내부에 회전 가능하도록 삽입된 축(200); 및
    상기 슬라이딩 베어링의 외부에서 상기 슬라이딩 베어링을 압입 수용하는 보스(300);
    를 포함하는 슬라이딩 베어링 조립체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012205950A1 (de) * 2012-04-12 2013-10-17 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Radiallager
CN103388499A (zh) * 2012-05-11 2013-11-13 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有微孔的汽车动力系部件和轴承，及其方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9404484B2 (en) * 2012-06-07 2016-08-02 Northern Tool & Equipment Company, Inc. Diaphragm pump and valve assembly with molded wobble plate
KR20140078527A (ko) * 2012-12-17 2014-06-25 주식회사 티엠시 요홈 형상의 오일 저장소를 내주면에 구비한 슬라이딩 베어링
JP2014119080A (ja) * 2012-12-19 2014-06-30 Hitachi Ltd すべり軸受装置
CN104235174B (zh) * 2013-06-17 2018-06-05 博世汽车部件(长沙)有限公司 滑动轴承以及具有所述滑动轴承的 abs 电机
CN103498873A (zh) * 2013-10-23 2014-01-08 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 一种用于行星架旋转的低速大比压导油型行星轮轴承
DE102014204571B4 (de) * 2014-03-12 2016-02-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebeanordnung mit einem Hülsenbauteil
CN103953641B (zh) * 2014-05-05 2016-08-31 威乐(中国)水泵系统有限公司 滑动轴承和离心泵
DE102014106533B4 (de) * 2014-05-09 2016-03-24 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug
KR101548205B1 (ko) * 2014-07-25 2015-08-31 주식회사 티엠시 금속 유동 방식의 소성 가공을 통하여 다양한 요홈 형상의 오일저장소를 구비한 프레싱 엠보싱 부시를 제작하기 위한 복수개의 돌출부 패턴을 구비한 프레싱 엠보싱 부시용 금형
JP6331835B2 (ja) * 2014-07-28 2018-05-30 オイレス工業株式会社 トグル用の軸受ブッシュ
US9618039B2 (en) * 2015-02-03 2017-04-11 Caterpillar Inc. Sleeve bearing with lubricant reservoirs
KR101616015B1 (ko) * 2015-02-16 2016-04-27 유준일 끊어지지 않는 복합소재 섬유층을 포함하는 부시 베어링 및 슬라이딩 베어링
US10487901B2 (en) 2017-01-09 2019-11-26 Beijingwest Industries Co., Ltd. Damping strut
DE102017125137A1 (de) * 2017-10-26 2019-05-02 Man Diesel & Turbo Se Lagerbuchse eines Turboladers und Turbolader
KR20190057533A (ko) * 2017-11-20 2019-05-29 두산공작기계 주식회사 공작 기계용 슬라이드 베어링
WO2019208249A1 (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 株式会社Ihi 軸受および過給機
GB2577505B (en) * 2018-09-26 2020-10-14 Ford Global Tech Llc A bore portion for receiving a reciprocating piston
CN109296645B (zh) * 2018-11-15 2023-11-03 中国石油大学(华东) 一种自适应承载全域循环型水润滑艉轴承系统及设计方法
KR102345322B1 (ko) * 2020-08-11 2021-12-31 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
CN113182428B (zh) * 2021-05-10 2023-08-15 合肥波林新材料股份有限公司 一种钢套储油穴的制备方法
US11713716B2 (en) * 2021-08-16 2023-08-01 Hamilton Sundstrand Corporation Gear and bearing indents to induce fluid film
US11662026B2 (en) 2021-08-16 2023-05-30 Hamilton Sandstrand Corporation Seal with surface indents

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990082076A (ko) 1996-01-30 1999-11-15 리하르트 그라빈스키,로버트 게오르게 알렉산더 윤활유를 위한 포켓들을 가지는 플레인 베어링 기소
KR20060070264A (ko) 2004-12-20 2006-06-23 두산인프라코어 주식회사 건설기계의 관절부 연결구조

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1751906A (en) * 1926-12-27 1930-03-25 Merriman Brothers Inc Hollow cylinder or bushing and method of recessing the same
US1746020A (en) * 1928-05-02 1930-02-04 Himself As Trustee Bearing
CH273491A (de) * 1948-10-14 1951-02-15 Studer Ag Fritz Lagereinrichtung.
US3343893A (en) * 1965-01-27 1967-09-26 Ingersoll Rand Co Floating bearing of split-shell construction
US3300259A (en) * 1965-10-20 1967-01-24 William J Howard Shaft bushings
US4342491A (en) * 1980-03-24 1982-08-03 Projected Lubricants, Inc. Self-lubricating journal bearing
JP2832800B2 (ja) * 1993-10-22 1998-12-09 日立建機株式会社 すべり軸受組立体
ATE185888T1 (de) * 1996-01-30 1999-11-15 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerelement mit schmieröltaschen
JP3305979B2 (ja) * 1997-03-18 2002-07-24 大同メタル工業株式会社 すべり軸受
FR2783291B1 (fr) * 1998-09-16 2000-12-08 Stephanois Rech Mec Organes de guidage glissants, lubrifies a la graisse, a bas coefficient de frottement et a duree de vie amelioree
JP2001254739A (ja) * 2000-03-14 2001-09-21 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 焼結含油軸受およびその製造方法
US6354822B1 (en) * 2000-05-16 2002-03-12 Scroll Technologies Oil retention in compressor slider block
JP2002155945A (ja) * 2000-11-20 2002-05-31 Daido Metal Co Ltd 軸支承部材
US6709160B1 (en) * 2002-11-21 2004-03-23 Borgwarner, Inc. Turbocharger bearing lubrication system
US6896411B2 (en) * 2003-07-10 2005-05-24 Lee Hu I-Long Self-lubricating bearing and method of producing the same
KR20050011995A (ko) * 2003-07-24 2005-01-31 리 후에이-롱 미끄럼 베어링 및 그의 제조방법
KR100583658B1 (ko) * 2003-12-24 2006-05-26 두산인프라코어 주식회사 미세그루브를 갖는 부시타입 베어링 및 그 제조방법
US20050141792A1 (en) * 2003-12-29 2005-06-30 Mou-Kun Chen Oil-carrying single bearing unit
JP4271624B2 (ja) 2004-06-23 2009-06-03 日立粉末冶金株式会社 建設機械の関節用すべり軸受
FR2882409B1 (fr) * 2005-02-21 2008-09-05 Ct Stephanois De Recherches Organe de guidage autolubrifiant
WO2007122798A1 (ja) * 2006-03-29 2007-11-01 Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. すべり軸受
JP5059506B2 (ja) * 2007-07-20 2012-10-24 日立粉末冶金株式会社 すべり軸受
JP4604099B2 (ja) 2008-03-19 2010-12-22 株式会社日立製作所 ジャーナル軸受装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990082076A (ko) 1996-01-30 1999-11-15 리하르트 그라빈스키,로버트 게오르게 알렉산더 윤활유를 위한 포켓들을 가지는 플레인 베어링 기소
KR20060070264A (ko) 2004-12-20 2006-06-23 두산인프라코어 주식회사 건설기계의 관절부 연결구조

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2518341A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012205950A1 (de) * 2012-04-12 2013-10-17 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Radiallager
US9279453B2 (en) 2012-04-12 2016-03-08 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Radial bearing
CN103388499A (zh) * 2012-05-11 2013-11-13 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有微孔的汽车动力系部件和轴承，及其方法

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Publication number Publication date
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