때로는 물리학 및 공학에서 가장 유용한 장치가 가장 간단한 장치입니다. 볼 베어링은 금속 링이 어떻게 매우 다목적 일 수 있는지 보여줍니다. 금속 부품을 움직이는 차량, 자전거, 스케이트 보드 및 기타 기계와 같은 많은 일반적인 품목에서 볼 수 있듯이 인간은 수세기 동안 볼 베어링의 힘을 사용해 왔습니다.
볼베어링 용도
신발을 신고 부드러운 카펫 위를 미끄러지 듯 미끄러 진다고 상상해보십시오. 가죽, 플라스틱, 나무 또는 고무를 포함한 무엇이든 만들 수있는 카펫과 신발 사이의 마찰로 인해 어려울 수 있습니다. 대신 양말을 신었다면 부드러운 카펫과 양말 재료 사이의 마찰이 훨씬 적기 때문에 훨씬 쉬울 것입니다. 볼 베어링은 같은 방식으로 작동합니다.
볼 베어링은 하중 사이의 마찰을 줄여줍니다. 내부 루프와 외부 루프 (때때로 링이라고도 함)에서 매끄러운 금속 표면 주위를 움직이는 금속 볼 또는 롤러이기 때문에 이렇게합니다. 물리학을 통해 많은 볼 베어링 애플리케이션에 대해 배울 수 있습니다. 볼 베어링은 반경 방향으로 유형의 하중을 전달하며 이러한 하중은 볼 베어링의 회전축에 수직 힘을가합니다.
볼 베어링의 루프 주위로 금속 볼이 미끄러지면 물체와 물체 표면 사이에 마찰이 생겨 물체가 느려집니다. 어떤 경우에는 물체가 정지에 접근합니다. 이 메커니즘을 통해 볼 베어링은 제어해야하는 풀리 시스템 또는 회전 시스템에 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 자동차의 허브 휠은 자동차의 무게로 인한 반경 방향 하중과 회전을 돌 때의 추력을 사용합니다.
모든 볼 베어링의 경우, 추력과 반경 방향 하중 사이의 균형은 볼 베어링이 내륜과 외륜의 볼 사이의 마찰을 줄이고 물체의 하중을 처리하게합니다. 볼 베어링은 하중을 받아 외부 링에서 내부 링으로 전달하여 각 링의 중심에있는 구가 쉽게 회전 할 수 있도록합니다.
각 구는 두 개의 링으로 연결되지만 볼 베어링 자체의 구성 요소 간의 마찰을 줄이기 위해 필요한 경우에만 가능합니다. 이러한 이유로 볼 베어링은 마찰을 줄이고 회전 속도를 줄이기 위해 만들어졌습니다.
볼베어링의 종류
볼 베어링의 유형은 관련된 메커니즘에 따라 크게 다릅니다. 가장 널리 사용되는 종류는 단단한 단일 행입니다. 레이디 얼 볼 베어링. 이 디자인은 볼이 깊은 홈이있는 트랙에서 실행되도록하고 깊은 홈 볼 베어링 배열로 인해 반경 방향 및 축 방향 하중을 모두 견딜 수 있습니다. 밀봉 된 버전의 볼 베어링은 유지 보수를 줄이기 위해 영구적으로 윤활 처리됩니다.
복열 볼 베어링 두 줄의 공을 사용하십시오. 이 디자인은 베어링 자체의 움직임에 더 많은 강성을 제공합니다. 전기 모터, 원심 펌프 및 전자기 클러치에서 발견됩니다. 일부 볼 베어링은 샤프트가 볼 베어링의 하우징에 대해 비스듬히 정렬되지 않도록하는 방식으로 정렬됩니다.
그만큼 각도 접촉 유형 볼 베어링의 한쪽은 외부 링의 한쪽이 잘려서 더 많은 볼이 스스로 삽입되도록합니다. 이러한 베어링은 한 방향으로 많은 양의 축 방향 하중을 견딜 수있을뿐만 아니라 베어링 자체에 더 많은 볼을 사용할 수 있습니다. 즉, 엔지니어는 두 방향으로 쌍으로 사용하여 무거운 짐을 운반 할 수 있습니다. 각도 접촉 복열 볼 베어링. 이러한 유형의 볼 베어링은 재질에 따라 다릅니다.
볼 베어링 재질의 종류
볼 베어링은 용도에 따라 강철, 세라믹 또는 플라스틱 볼 베어링의 재질이 다양합니다. 이러한 유형의 볼 베어링은 작동 속도, 도달 할 수있는 온도 및 볼 베어링 사용과 관련된 기타 특성이 다릅니다. 각 재료 유형의 장점과 단점을 이해하면 볼 베어링이 필요한 경우 현명한 결정을 내릴 수 있습니다.
스틸 볼 베어링
강철 볼 베어링은 전체적으로 강철 또는 강철 합금으로 만들어진 구성 요소 중 하나를 사용하며 구성에 다른 요소가 있습니다. 회전 할 때 큰 회전 속도를 달성하면서 매우 무거운 하중을 처리하는 데 이상적인 후보입니다.
이러한 유형의 볼 베어링은 높은 정밀도로 제조되기 때문에 매우 정확한 측정을 제공 할 수 있습니다. 그들의 특성으로 인해 강철 탄소 볼 베어링은 자물쇠, 자전거, 롤러 스케이트, 트롤리 및 컨베이어 기계 등에 사용됩니다.
안타깝게도 스틸 볼 베어링 재질은 강철 자체의 화학적 구성을 변화시키는 물이나 가스의 존재에서 부식을 일으킬 수 있습니다. 이러한 유형의 볼 베어링은 제조 및 기타 환경에서 사용될 때 매우 무겁고 시끄러울 수 있습니다.
강철 볼 베어링은 매우 비쌀 수 있으며 엔지니어는 강철 금속이 효율적으로 작동하도록 지속적으로 윤활해야합니다. 제대로 관리되지 않으면 베어링 고장을 일으킬 수 있으며 의도 한 수명이 다하지 못합니다.
제조업체는 다양한 스타일의 스틸 볼 베어링을 만들고 판매합니다. 열처리에 노출되거나 다른 방법으로 경화 된 탄소 함량이 높은 강철 공을 구입할 수 있습니다. 강철 볼 베어링 간의 탄소 함량 변화는 특성에 영향을 미칩니다. 저탄소 강은 부식에 대한 내성이 필요하지만 표면이 경화 된 것은 아닌 응용 분야에서 발견됩니다.
저탄소 강 소재는 볼 베어링의 선형 샤프트에 사용할 수 있지만 볼 자체 간의 접촉에는 적합하지 않습니다. 일반적으로 이러한 경우 손상을 방지하기 위해 폴리머와 함께 사용됩니다. 적당한 양의 탄소를 함유 한 스틸 볼 베어링은 강하고 방수가되며 견고하며 이러한 특징으로 인해 기어, 차축, 스터드 및 기타 기계 구성품에 적합합니다. 고 탄소강은 부식에 강하면서도 가장 강하고 단단합니다.
세라믹 볼 베어링
세라믹 볼 베어링은 일반적으로 볼 자체가 세라믹으로 만들어진 강철로 제작 된 외부 링, 내부 링 및 케이지를 사용하는 "하이브리드"로 생성됩니다. 세라믹 특성으로 인해 작동 온도를 시원하게 유지하고 생성되는 소음을 제한하면서 분당 빠른 회전으로 작동 할 수 있습니다.
이러한 하이브리드 세라믹 스틸 디자인은 부식에 의해 손상되지만 세라믹 볼 자체는 더 적습니다. 강재보다 부식되기 쉽고 강구보다 내구성이 높고 가볍습니다. 문장.
이러한 유형의 볼 베어링은 세라믹 볼 베어링이 비전 도성이기 때문에 스틸 볼 베어링을 사용할 수없는 전기 응용 분야에서 사용할 수 있지만 매우 비쌉니다. 세라믹 볼 베어링은 고온을 견딜 수있어 더 빠른 속도로 작동 할 수 있습니다. 이러한 볼 베어링 중 일부의 가격은 일반적으로 비쌀 수 있지만 저렴한 버전도 찾을 수 있습니다.
이 볼 베어링의 세라믹 소재는 스틸 볼 베어링보다 40 % 미만의 무게를 제공합니다. 엔지니어는 일반적으로 이러한 화학적 및 물리적 특성을 발생시키기 위해 세라믹 질화규소를 사용하여 제조합니다. 앵귤러 베어링, 스러스트 베어링, 필로우 블록 베어링, 니들 베어링 및 롤러 베어링에 사용됩니다. 세라믹 재료는 강철보다 강할 수 있지만 일반적으로 볼 베어링 재료보다 더 뻣뻣합니다.
세라믹 스틸 볼 연마는 플라즈마 스트림과 함께 자기장을 사용합니다. 이 생산 방법은 스틸 볼 베어링보다 더 높은 회전 속도를 제공합니다. 전기적으로 절연되어있어 전기를 전도하지 않기 때문에 전류가 흐르면 고장 나지 않습니다. 그것들을 통과하고, 그들은 스틸 볼 베어링처럼 윤활되지 않고 기능 할 수 있습니다. 있다.
플라스틱 볼 베어링
최근 혁신은 플라스틱 링과 플라스틱 케이지를 사용하는 플라스틱 볼 베어링을 생산했으며 플라스틱, 유리 또는 스테인리스 스틸로 만든 볼 형태로 구입할 수 있습니다. 이 유형의 볼 베어링에서 가장 일반적인 볼 재료는 스테인리스 스틸 볼입니다. 가장 저렴한 옵션이지만 플라스틱이나 유리 종류보다 무겁습니다. 또한 쉽게 자기가되어 근처 물질의 움직임과 물리학을 방해 할 수 있습니다.
유리 볼이있는 플라스틱 볼 베어링은 금속을 사용할 수 없을 때 좋은 선택입니다. 그들은 높은 내 화학성을 가지고 있으며 강철 볼보다 무게가 적습니다. 플라스틱 볼 베어링 용 플라스틱 볼은 더 가볍고 시간이 지남에 따라 사용되므로 내마모성을 제공합니다. 대부분의 플라스틱 볼 베어링은 자체 윤활성이며 가볍고 부식에 강하며 조용하게 작동합니다.
이러한 유형의 볼 베어링은 안타깝게도 다른 볼 베어링과 마찬가지로 고온을 견디지 못하며 때로는 높은 하중을 처리 할 수 없습니다.