Contents
복층계 무급유 부시의 종류와 특징: 효율적 마찰 저감 방법
복층 슬라이드 베어링이란?
복층 슬라이드 베어링은 금속 뒷면에 여러 층의 재료를 겹쳐 사용하는 구조입니다. 이는 다양한 재료의 장점을 결합하여 마찰과 마모를 줄이는 데 효과적입니다.
마찰력의 개념
금속과 금속이 접촉한 경우 마찰력(F)은 접촉 면적(A)과 전단력(τ: 타우)의 곱에 근사합니다.
경질재 대 경질재
그림1의 (가)에서는 경질재(베어링)와 경질재(축)가 접촉하는 경우로, 접촉 면적(A1)은 작지만 전단력(τ1)은 커서 마찰 계수가 큽니다.
연질재 대 경질재
(나)에서는 연질재(베어링)와 경질재(축)가 접촉하는 경우로, 접촉 면적(A2)은 크지만 전단력(τ2)은 작아져 마찰력은 여전히 큽니다.
경질재 위에 연질재를 라이닝한 경우
(다)에서는 경질재 위에 얇게 연질재를 라이닝한 경우로, 접촉 면적(A3)과 전단력(τ3) 모두 작아져 마찰력이 감소합니다. 이는 솔리드 제품보다 하이메탈이 더 효율적임을 나타냅니다.
.
헤르츠 응력에 따른 접촉부 변형
슬라이드 베어링 재료의 접촉부가 구 형상인 경우, 접촉부는 헤르츠의 응력으로 계산할 수 있습니다. 그림2는 직경 10mm 강구에 100(N)의 하중을 가하여 평면 강재에 접촉시킨 경우, 0.15mm의 원형 형상 변형이 발생함을 보여줍니다.
복층재의 개념
구형의 경질재가 경질재에 가해졌을 때 접촉부 직경 A는 상대 재료의 재질에 따라 변합니다. 마찰 특성이 좋은 연질재를 경질재 위에 얇게 붙여 변형으로 인한 A를 작게 만든 것이 복층재입니다. 복층재는 강도와 내마모성을 다른 재료로 실현하며, 내마모성 재료를 슬림하게 가공하여 고하중에서 내마모성을 확보합니다. 복합재의 핵심은 두 재료가 견고하게 결합된다는 점입니다.
복층재의 제조 및 비용 효율성
복층재는 기능과 비용을 양립시키기 위해 층과 외층의 2층 구조로 구성됩니다. 내층에는 윤활제를 함침시킨 소결법으로 제작한 내마모성 재료를 사용하고, 외층은 고강도 재료인 철계를 사용합니다. 복층재는 얇아 장치의 소형화에 기여하며, 비용 절감에도 도움이 됩니다. 하지만 두 종류의 재료를 접합하는 공정은 비용 상승의 요인이 됩니다.
참고 문헌
오사카대학 공학부 저자 다구치 쵸베, 「최근의 슬라이드 베어링의 동향과 적용 예(생산과 기술 1694-12호)」(사단법인 생산기술진흥협회)
출처: 한국 미스미
기계요소 다른 글
기계요소 (66) – 무급유 부시의 기초 이해: 개념과 역사
기계요소 (67) – 직동 기구 부품의 차이와 무급유 부시의 역할
기계요소 (68) – 무급유 부시의 사용 분야와 사용 기기
기계요소 (69) – 무급유 부시 하우징의 구조와 메인터넌스
기계요소 (72) – 무급유 부시의 조립 방법 및 모멘트 하중 대응 방안
기계요소 (73) – 무급유 부시의 틈새 실현 (무급유 부시의 선정과 하중 계산)
기계요소 (74) – 무급유 부시와 축의 구조 (무급유 부시의 선정과 하중 계산)
기계요소 (75) – 무급유 부시를 사용한 기구의 구조 (무급유 부시의 선정과 하중 계산)
기계요소 (76) – 무급유 부시의 사용 수명과 마모 예측 (무급유 부시의 선정과 하중 계산)
기계요소 (77) – 무급유 부시의 효과적인 활용법 (무급유 부시 사용 예)
기계요소 (78) – 무급유 부시의 사용 기기 (무급유 부시 사용 예)
기계요소 (79) – 무급유 부시의 선정 방법 (무급유 부시의 선정과 하중 계산)
기계요소 (80) – 무급유 부시와 축 사이의 최적 틈새 유지 방법