무급유 부시의 기초 이해: 개념과 역사
무급유 부시는 “무급유” 또는 “급유 횟수를 줄일 수 있는” 슬라이드 베어링으로, 그 특징과 역사에 대해 살펴보겠습니다.
무급유 부시란?
부시란 일반적으로 부품 사이의 틈새를 메우는 부품을 의미하며, 좁은 의미에서는 베어링을 가리킵니다. 베어링은 축받이로도 불리며 회전하는 축을 지지하는 부품입니다. 회전하는 축이 있는 부분에는 필연적으로 마찰이 발생하므로 마찰 경감과 축의 올바른 위치 유지를 위해 베어링이 필요합니다.
무급유 부시는 윤활유 없이도 동작하는 베어링으로, 오일리스 베어링이라고도 불립니다.
무급유 부시의 역사
18세기 말, 프랑스 물리학자 쿨롬이 발표한 마찰력의 법칙은 현재까지도 변함없이 적용되고 있습니다. 무어가 쓴 “초정밀 기계의 기초”에서는 기하 형상, 길이의 기준, 원주 분할, 진원도(원통) 기술이 기본으로 여겨집니다. 마찰력과 원통을 키워드로 한 슬라이드 베어링은 마차 등의 운송 기기에 사용된 이후, 현재까지도 다양한 기계의 주요 부품으로 활용되고 있습니다.
20세기 초반, 소결 금속을 사용해 다공질 공간에 기름을 함침시킨 슬라이드 베어링이 개발되었습니다. 이는 사용자가 윤활유를 주유할 필요 없이 손쉽게 사용할 수 있는 무급유 부시의 시작이 되었습니다.
무급유 부시의 특징
무급유 부시는 베어링 본체에 윤활유가 함침되어 있거나 개체 윤활제가 매립되어 있어 “무급유로 사용”하거나 “급유 횟수를 줄일 수 있는” 구조를 갖추고 있습니다. 주요 특징은 다음과 같습니다:
- 급유 불필요
- 자기 윤활성이 있는 재료를 사용하여 마찰면에 윤활제를 공급할 필요가 없는 메인터넌스 프리 구조입니다. 일부 무급유 부시는 적정 주유를 통해 수명 증가 및 마찰 계수 저감을 꾀하기도 합니다.
- 회전과 직진 운동 동시 실현 가능
- 축과 홀의 맞춤 구조를 통해 축 방향의 직선 운동과 회전 운동을 동시에 실현할 수 있습니다. 콤팩트형으로 공간을 최소화하여 원하는 기능을 실현할 수 있습니다.
- 합리적인 비용
- 축과 부시의 두 개 부품으로 구성되어 부품 개수가 적고, 대량 생산 가능한 금속 재료를 사용해 합리적인 비용으로 구매할 수 있습니다. 윤활제가 필요 없으므로 메인터넌스 비용 절감이 가능하여 투자 비용과 공정 수를 모두 절감할 수 있습니다.
무급유 부시와 다른 슬라이드 베어링의 비교
무급유 부시는 다양한 슬라이드 베어링 중 하나로, 다른 슬라이드 베어링이나 롤러 베어링과의 특징적 차이를 비교한 표는 다음과 같습니다:
| 비교 항목 | 무급유 부시 | 급유 부시 | 정압 공기 베어링 | 동압 기름 베어링 | 자기 부상 베어링 | 롤러 베어링 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 급유 | 불필요 | 필요 | 불필요 | 필요 | 불필요 | 필요 |
| 부하 하중 | 베어링 면적 의존 | 베어링 면적 의존 | 베어링 면적 의존 | 베어링 면적 의존 | 낮음 | 소 |
| 마찰 | 대 | 소 | 극소 | 소 | 극소 | 소 |
| 충격성 | 강하다 | 강하다 | 약하다 | 약하다 | 약하다 | 약하다 |
| 내열성 | 강하다 | 강하다 | 약하다 | 약하다 | 약하다 | 약하다 |
| 고속 운동 | 약하다 | 약하다 | 강하다 | 강하다 | 강하다 | 강하다 |
| 저속 운동 | 강하다 | 강하다 | 강하다 | 약하다 | 강하다 | 강하다 |
| 장착 공간 | 극소 | 소 | 대 | 소 | 대 | 소 |
| 부품 개수 | 소 | 소 | 대 | 대 | 대 | 중 |
| 신뢰성 | 높은 | 높은 | 중 | 중 | 중 | 중 |
| 회전 정밀도 | 낮음 | 낮음 | 높은 | 높은 | 높은 | 중 |
| 회전·직진 동작 | 1축으로 실현 | 1축으로 실현 | 2축으로 실현 | 불가 | 불가 | 2축으로 실현 |
| 비용 | 저가 | 저가 | 고가 | 고가 | 고가 | 저가 |
무급유 부시는 신뢰성이 높고 충격과 내열성이 있으며 저렴한 가격에 이용할 수 있습니다. 부품 개수도 적고 소형화가 가능해 크기가 작아도 사용할 수 있습니다. 고속보다는 저속 회전 정밀도가 필요한 부품에 최적입니다.
무급유 부시는 금속제와 수지제로 구분되며, 수지제는 금속제보다 부식에 강해 약품 속에서도 이용할 수 있습니다. 그리스나 기름이 필요 없으므로 우주와 물 속에서도 사용할 수 있습니다.
출처: 한국 미스미
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