3열 롤러 선회 베어링 가이드

3열 롤러 선회 베어링 가이드

3열 롤러 선회 베어링이란 무엇입니까?

3열 롤러 선회 베어링는 막대한 전복 모멘트와 상당한 축방향 및 반경방향 하중에 대한 탁월한 저항성이 요구되는 용도에 맞춰 설계된 고도로 특수 제작된 대구경 구름 베어링입니다. 이 베어링의 가장 큰 특징은 동심원 내륜과 외륜 사이에 위치한 세 개의 서로 다른 평행한 원통형 롤러 열로 구성되어 있다는 것입니다. 이 롤러 열 중 두 개는 베어링 회전축에 평행하게 작용하는 축방향 하중을 처리하는 데 사용됩니다. 세 번째, 반경 방향으로 배치된 롤러 열은 축에 수직으로 작용하는 반경방향 하중만을 처리합니다. 이러한 하중 경로의 의도적인 분리는 탁월한 성능의 핵심입니다. 롤러가 이동하는 정밀 가공된 트랙인 레이스웨이는 일반적으로 평평한 홈 형상을 사용합니다. 엄청난 압력 하에서 탁월한 내구성과 표면 피로 저항성을 보장하기 위해 이 레이스웨이는 중주파 유도 표면 담금질을 거칩니다. 이 특수 열처리 공정을 통해 일반적으로 HRC 55~60의 경도를 가진 경화된 표면층이 형성되며, 임계 깊이는 3~6mm입니다. 결정적으로, 원통형 롤러는 표면 접촉을 통해 경화된 궤도면과 상호 작용하여 볼 베어링과 같은 점 접촉 베어링에 비해 훨씬 더 넓은 면적에 막대한 하중을 분산시킵니다. 이러한 표면 접촉과 전용 하중 열의 결합은 3열 롤러 선회 베어링에 탁월한 하중 용량과 고유한 안정성을 부여하여, 심각한 작동 응력을 받는 대형 구조물에 필수적인 솔루션입니다.

3열 롤러 선회 베어링에서 롤러 길이는 어떻게 선택됩니까?

3열 롤러 선회 베어링에서 최적의 롤러 길이를 선택하는 것은 하중 분포, 베어링 수명 및 구조적 무결성에 중점을 둔 복잡한 엔지니어링 계산을 통해 결정되는 중요한 설계 결정입니다. 롤러가 길수록 본질적으로 더 넓은 하중 지지 표면적을 제공합니다. 이는 베어링의 이론적인 동적 정격 하중이 더 높다는 것을 의미하며, 이는 설계 수명 동안 더 큰 하중을 견딜 수 있음을 의미합니다. 그러나 이러한 이점은 상당한 어려움으로 상쇄됩니다. 긴 롤러는 하중 하에서 스큐잉과 정렬 불량이 발생하기 쉽습니다. 특히 제조 공차 또는 장착 처짐이 완벽하게 제어되지 않은 경우 더욱 그렇습니다. 이러한 정렬 불량은 과도한 응력이 롤러 끝단에 집중되어 마모를 급격히 가속화하고 실제 베어링 수명(L10 수명)을 크게 감소시키는 해로운 에지 하중을 유발할 수 있습니다. 에지 하중은 긴 롤러 성능의 주요 적입니다. 이를 완화하기 위해 레이스웨이와 롤러 프로파일의 매우 정밀한 가공은 필수적입니다. 또한, 케이지(스페이서) 설계가 매우 중요합니다. 롤러를 완벽하게 안내하여 마찰을 최소화하면서 삐뚤어짐을 방지해야 합니다. 케이지의 재질과 강도 또한 상당한 하중을 견뎌야 합니다. 따라서 롤러 길이는 무분별하게 최대화되어서는 안 됩니다. 엔지니어는 ISO 281과 같은 표준에 기반한 상세한 유한 요소 해석(FEA) 및 수명 계산을 수행하여 이상적인 절충안을 찾습니다. 엔지니어는 적용되는 하중의 구체적인 크기와 방향(축 방향, 반경 방향, 모멘트), 필요한 L10 수명 목표, 레이스웨이 및 롤러의 달성 가능한 제조 정밀도, 지지 구조의 강성(처짐에 영향을 미침), 그리고 케이지 설계의 성능을 고려합니다. 목표는 롤러가 최적의 응력 범위 내에서 작동하고, 에지 효과를 최소화하며, 예상되는 작동 조건에서 신뢰할 수 있는 장기 성능을 보장하는 동시에 애플리케이션의 요구 사항을 충족하는 충분한 하중 용량을 제공하는 롤러 길이를 선택하는 것입니다. 이러한 복잡한 균형으로 인해 롤러는 레이스웨이 접촉 영역의 전체 폭보다 상당히 짧아지는 경우가 많습니다.

3열 롤러 선회 베어링의 특성

3열 롤러 선회 베어링은 고유한 3열 롤러 설계에서 파생된 뚜렷한 특성을 가지고 있어 극한 하중과 안정성이 가장 중요한 응용 분야에 선호되는 솔루션입니다.

탁월한 하중 용량: 전용 축방향 및 레이디얼 롤러 열과 표면 접촉 하중이 결합되어 이 베어링은 막대한 축방향 하중, 레이디얼 하중, 그리고 매우 높은 틸팅 모멘트를 동시에 견딜 수 있습니다. 동일한 직경의 일반적인 선회 베어링 유형 중 가장 높은 하중 정격을 제공합니다.

탁월한 안정성 및 강성: 하중 경로의 분리와 롤러-레이스웨이 표면 접촉의 고유한 강성은 탁월한 작동 안정성을 제공합니다. 이는 처짐을 최소화하고 대형 기계에 필수적인 고하중 하에서도 정밀한 위치 결정을 보장합니다.

최적화된 강성: 직접적인 표면 접촉과 롤러 열의 특정 배열은 모든 하중 방향(축 방향, 반경 방향, 모멘트 방향)에서 높은 강성을 제공하여 원치 않는 움직임과 진동을 줄입니다.

높은 모멘트 저항성: 이 제품의 가장 큰 강점은 두 축 하중 지지 열 사이의 넓은 분리로 인해 발생하는 큰 전복 모멘트에 대한 탁월한 저항력입니다. 따라서 높은 구조물이나 긴 붐에 적합합니다.

혹독한 환경을 위한 견고한 설계: 혹독한 환경에 적합하게 설계된 이 베어링은 고강도 합금강 구조, 그리고 레이스웨이의 깊은 표면 경화(일반적으로 HRC 55-60, 깊이 3-6mm)를 특징으로 합니다. 실링은 먼지, 물, 연마 입자와 같은 오염 물질의 유입을 방지하기 위해 다층 구조로 견고하게 제작되는 경우가 많습니다.

기어 옵션: 일반적으로 무치 기어, 외치 기어 또는 내치 기어 구성으로 제작됩니다. 기어 이는 토크 전달 요구 사항 및 작동 조건에 따라 다양한 경화 처리(치면 스캐닝 담금질, 치와 뿌리의 중주파 담금질, 또는 매트릭스 경화 및 템퍼링)를 거칠 수 있습니다. 피니언 기어 사양은 베어링 기어 및 적용 요건에 따라 신중하게 조정됩니다.

정밀 엔지니어링: 필요한 성능을 달성하려면 링, 롤러, 케이지를 제조할 때 매우 엄격한 허용 오차가 필요하며, 이를 통해 적절한 하중 분산을 보장하고 해로운 모서리 하중을 방지해야 합니다.

낮은 속도 정격: 롤러 설계는 볼에 비해 마찰이 더 크기 때문에 일반적으로 낮거나 중간 회전 속도에 적합합니다.

3열 롤러 선회 베어링의 응용 분야

3열 롤러 선회 베어링의 결정적인 특성, 즉 엄청난 하중 용량, 높은 모멘트 저항성 및 뛰어난 안정성은 자연스럽게 고장이 불가능한 가장 까다로운 중장비 분야에 배치되도록 합니다.

광산 대기업: 벅휠 굴삭기와 스태커-리클레이머는 이러한 베어링을 사용하여 지속적이고 극한의 굴착 및 자재 취급 하중을 받는 거대한 회전 상부 구조물과 붐을 지지합니다.

중량물 들어올리기: 대형 크롤러 크레인(종종 500톤 용량 초과), 중량물 모바일 항만 크레인, 정교한 선박용 크레인(화물이나 컨테이너를 취급), 견고한 해상 받침대 크레인은 하중, 붐 무게, 동적 풍력의 결합된 무게를 안전하게 처리하기 위해 이러한 크레인이 필요합니다.

항만 운영: 대형 선박-해안 컨테이너 크레인(STS)과 레일 장착 갠트리 크레인(RMG)의 회전 메커니즘에서 기본이 되는 요소로, 상당한 도달 범위에서 엄청난 컨테이너 무게를 처리하면서 전체 트롤리와 스프레더 시스템을 지지합니다.

철강 산업: 연속 주조 기계 내의 거대한 도가니 포탑과 용강 턴테이블에 사용되는 핵심 구성 요소로, 용탕이 채워진 도가니의 무게를 지탱하고 강렬한 열 구배를 견뎌냅니다.

건설용 대형 기계: 초대형 트럭 장착 크레인과 전지형 크레인의 회전 링에서 발견되며, 최대 하중 하에서 크레인의 상부 작업을 회전시킬 수 있습니다.

재생 에너지: 해상 풍력 터빈의 요잉 시스템에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 풍력 터빈은 수십 년 동안 혹독한 해양 환경에서 엄청난 바람에 의한 모멘트와 하중을 견뎌야 합니다.

터널 보링: 대형 터널 보링 머신(TBM)의 주 베어링 조립체에 사용되며, 암석과 토양을 관통하여 절삭 헤드를 구동하는 데 필요한 엄청난 추력과 회전력을 지지합니다.

기타 중공업: 적용 분야로는 대형 레이더 플랫폼, 중장비 산업용 턴테이블, 주조소의 특수 자재 취급 장비, 엄청난 결합 하중 하에서 극도의 안정성이 중요한 모든 기계류가 있습니다.

3열 롤러 선회 베어링 가격에 영향을 미치는 요인

3열 롤러 선회 베어링의 가격은 복잡성, 재료 요구 사항 및 제조 정밀도로 인해 일반 베어링 유형보다 훨씬 높습니다. 비용을 결정하는 주요 요인은 다음과 같습니다.

베어링 크기 및 치수: 직경, 폭, 그리고 전체 치수는 주요 비용 요인입니다. 베어링이 클수록 훨씬 더 많은 원자재(고급 합금강)가 필요하고, 더 크고 복잡한 가공 공정이 필요합니다. 링 두께와 롤러 치수는 크기에 따라 직접적으로 결정됩니다.

하중 용량 요구 사항: 더 높은 축 방향, 반경 방향 및 모멘트 하중 정격을 지정하려면 더 큰 단면, 더 넓은 롤러, 더 많은 롤러, 향상된 열처리 공정 및 잠재적으로 더 견고한 케이지 설계가 필요합니다. 이 모든 것이 재료 사용량과 제조 시간을 증가시킵니다.

재료 사양: 링과 롤러에 사용되는 단조 또는 압연 합금강(예: 42CrMo, 50Mn)의 등급과 품질은 매우 중요합니다. 강도가 높고, 피로 특성이 우수하며, 품질이 깨끗한 강재는 가격이 높습니다. 필요한 재료의 양도 상당합니다.

열처리 복잡성: 중주파 유도 경화를 통해 크고 복잡한 궤도면에 3~6mm의 깊은 경도(HRC 55~60)의 표면층을 형성하는 것은 정밀한 제어가 필요한 정교하고 에너지 집약적인 공정입니다. 기어 치면 경화는 복잡성과 비용을 더욱 가중시킵니다.

정밀 가공 공차: 롤러 경로 정렬 및 하중 분배에 필요한 매우 엄격한 기하 공차로 링을 제작하려면 첨단 CNC 머시닝 센터, 숙련된 작업자, 그리고 엄격한 품질 관리가 필요하며, 이는 생산 시간과 비용에 상당한 영향을 미칩니다. 롤러 정밀도 또한 매우 중요합니다.

기어링: 외부 또는 내부 기어링을 추가하면 복잡성이 크게 증가합니다. 기어 절삭(호빙, 쉐이핑), 치형 연삭, 그리고 필요한 특수 경화 공정(스캐닝 담금질, M/F 담금질)은 상당한 비용을 증가시킵니다. 더 큰 기어 모듈이나 경화된 치형은 이러한 비용을 더욱 증가시킵니다.

케이지 설계 및 재질: 케이지는 높은 하중을 감당하고 롤러를 정밀하게 안내할 수 있을 만큼 견고해야 합니다. 고강도 황동, 특수 폴리머 또는 정밀 가공된 강철 세그먼트를 사용하는 설계는 단순한 프레스 강철 케이지에 비해 비용이 증가합니다.

밀봉 시스템: 열악한 환경에서 효과적인 밀봉(다중 립 씰, 미로형 구조, 특수 엘라스토머)은 비용을 증가시킵니다. 그리스 퍼징 또는 모니터링 포트에 대한 요구 사항도 비용 증가에 영향을 미칩니다.

윤활 시스템: 통합 윤활 채널, 피팅, 잠재적으로 중앙 집중화된 윤활 시스템으로 인해 복잡성과 가격이 증가합니다.

맞춤형: 특정한 비표준 치수, 하중 케이스, 장착 배열 또는 특수 기능(특이한 볼트 패턴, 통합 센서, 특수 코팅)에 맞춰 설계된 베어링은 상당한 엔지니어링 및 설치 비용이 발생합니다.

품질 인증: 엄격한 국제 품질 기준(ISO 9001), 특정 산업 인증(예: DNV-GL, 해양용 ABS)을 충족하고 광범위한 재료 및 프로세스 문서(제분 인증서, 열처리 차트, NDT 보고서)를 제공하려면 관리 및 테스트 비용이 추가됩니다.

수량: 단위 비용이 높지만, 규모의 경제를 적용하면 대량 생산이 가능하므로 일회성 또는 소량 생산에 비해 단위당 비용을 줄일 수 있습니다.

공급업체의 전문성과 평판: 복잡한 베어링을 설계하고 제조하는 데 입증된 전문성을 갖추고 강력한 실적과 기술 지원을 바탕으로 하는 유명 제조업체는 일반적으로 신뢰성과 엔지니어링 역량을 반영하여 가격 프리미엄을 요구합니다.

공급업체3열 롤러 선회 베어링

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