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어셈블리에서 앵귤러 롤러 베어링과 볼 베어링에는 일반적으로 어셈블리에서 최소한의 설계 축 방향 힘을 유지하기 위해 사전 하중이 필요합니다. 이러한 최소 힘을 베어링 사전 하중(bearing preload)이라고 하며 어셈블리 내에서 공차의 스택을 극복하고 출렁임이나 틈새 없이 부드럽고 치밀한 회전을 보장하도록 설계됩니다.
어셈블리의 공차를 보상하고 원하는 사전 하중 힘을 얻기 위해 설계자는 다양한 선택을 할 수 있습니다.
이 기술 문서에서는 사용 가능한 몇 가지 옵션과 각 접근 방식의 주요 이점 및 단점을 소개합니다.
스레드 시스템
스레드 스톱 너트 또는 볼트로 사전 하중 조절.
스레드 스톱 너트 또는 볼트로 사전 하중 조절.
이점: 사전 하중을 무한대로 조절할 수 있고 현장에서 최소한의 부품(재고 보유)만으로 정비할 수 있습니다.
단점: 사전 하중의 양이 제한되며 사양에 따른 토크가 적용됩니다. 또한 스레드 시스템이 비교적 고가입니다.
스톱 너트
스프링(원뿔형, 코일/압축, 웨이브)
사전 하중이 스프링으로 인가되고, 스프링 상수 "K"에 의존하며, 다른 강도나 구성의 스프링으로 교체해야만 조절이 가능합니다.
이점: 설계가 단순하고 충격 과정에서 소폭의 항복이 허용됩니다.
단점: 사전 하중이 스프링 피로로 분산되고 충격 과정에서 항복이 허용되므로 어셈블리에 손상을 줄 수 있습니다(링 및 피니언 메싱 기어 세트 등). 조절이 어렵습니다.
웨이브 스프링, 접시 와셔 및 코일 스프링
단일 두께 심
조립 과정에서 요구되는 두께의 심으로 틈새를 없애 사전 하중 조절.
이점: 설계가 단순하고 저렴하며 서비스 주기 동안 일정한 사전 하중을 유지합니다.
단점: 조립 중 적절한 힘을 얻기 위해 여러 개의 심 두께(재고 보유)가 필요합니다.
단일 두께 심
표면 접합 적층 심 팩
단일 두께 심과 같은 방법으로 사전 하중을 얻지만 접합시킨 다중 레이어 심 팩을 사용하여 조립 시에 두께를 조절할 수 있습니다.
이점: 설계가 단순하고 저렴하며, 서비스 주기 동안 일정한 사전 하중을 유지하고, 현장에서 적은 부품만을 비치하여 쉽게 정비할 수 있습니다.
단점: 때로 레이어를 벗겨내기가 어려우며, 떼어낸 레이어는는 폐기해야 합니다.
표면 접합 심
가장자리 접합 심 세트
다중 레이어 심으로 사전 하중을 얻지만 심이 가장자리만으로 고정되어 있어 심을 필요한 두께로 벗겨내기가 상대적으로 쉽습니다.
이점: 레이어를 벗겨내기가 쉽습니다. 설계가 단순하고 저렴하며, 서비스 주기 동안 일정한 사전 하중을 유지하고, 현장에서 적은 부품만을 비치하여 매우 쉽게 정비할 수 있습니다. 사용하지 않은 레이어는 다른 어셈블리에 사용할 수 있습니다.
가장자리 접합 심 세트는 베어링 사전 하중 애플리케이션에 적합하며 기존 심 및 적층 심에 비해 고유한 이점이 있습니다. 가장자리 접합 심 세트와 적층 심 팩의 주된 차이는 각 재료 레이어를 연결시키는 방식에 있습니다.
- 적층 심 팩의 경우 각 재료 레이어의 전체 표면을 접착시키고 파티클 보드의 제조 방법과 매우 유사하게 레이어를 압착하여 경화시킵니다.
- 가장자리 접합 심 세트의 레이어는 우선 압착된 후 심 프로파일의 가장자리에 의해 접착됩니다. 따라서 현장에서 레이어를 분리시키기가 훨씬 쉽습니다.
가장자리 접합 심은 벗겨내기가 쉽습니다.사용하지 않은 레이어는 다른 애플리케이션용으로 사용할 수 있습니다.
참고: 굵은 및 얇은 조절 레이어.
또한, 적층 심 팩에서는 레이어를 벗겨내는 동안 변형이 발생하기 때문에 불필요한 레이어는 폐기해야 합니다. 가장자리 접합 심 세트는 쉽게 벗겨지기 때문에 필요 없는 레이어는 보관해 두었다가 나중에 다시 사용할 수 있습니다.
기존 사전 하중 기법과 비교한 가장자리 접합 심 세트의 추가적인 이점으로 크기와 모양이 더욱 다양하다는 점을 들 수 있습니다. 스프링 또는 스레드 사전 하중 시스템의 경우, 사전 하중 힘을 원형으로 분포시켜야 하지만 가장자리 접합 심 세트의 경우 심을 크기에 관계없이 어떤 모양으로도 제조할 수 있습니다. 또한 가장자리 접합 심 세트는 스레드 시스템과 달리 정밀 토크 설정 없이도 어셈블리의 사용 수명 내내 더욱 정확하고 일관된 사전 하중을 제공합니다.
링 앤 피니언 차축 기어 어셈블리에 사용된 가장자리 접합 심 세트. 빨간색 화살표가 사전 하중 힘을 나타냅니다.
A: 링 기어
B: 왼쪽 심 팩
C: 오른쪽 심 팩
D: 구동 피니언
대부분의 경우에 가장자리 접합 심 세트는 특히 현장 수리나 정비 과정에서 모든 앵귤러 베어링 사전 하중 시스템에 가장 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.
가장자리 접합 심 세트의 여러 가지 용도
SPIROL 가장자리 접합 심 세트는 재료가 저렴하기 때문에 표면 접합 심에 비해 경제적이라는 이점이 있습니다. 가장자리 접합 심 세트는 시간 소모적이고 벗기기 어려운 표면 접합 적층과 달리 수초 만에 안전하게 조절할 수 있습니다. 가장자리 접합 레이어를 제거할 때 칼을 사용할 필요가 없어 안전성이 확보됩니다. 또한 제거한 레이어를 재사용할 수 있기 때문에 비용이 절감됩니다.
다음 사례 연구는 제조 애플리케이션에서 SPIROL 가장자리 접합 심 세트 솔루션의 이점을 잘 보여줍니다.
사례 연구:
군사용 지상 공격 차량 제조업체가 SPIROL에 연락하여 장갑차 도어 힌지 간격을 위한 조절형 심 팩을 신속하게 제공해줄 것을 요청했습니다. 간격은 용접 공정에서 중요한데, 도어 시스템을 적절하게 밀폐시키고 정확한 체결을 보장해주기 때문입니다.
문제:
고객은 0.002" 두께의 레이어 94개가 필요한 표면 접합 심 재료로 조절 가능 심 팩을 설계했습니다. 부품의 크기와 구성으로 인해 표면 접합 재료는 비용, 치수 조절에 필요한 시간, 제조에 필요한 긴 리드 타임 측면에서 문제가 되었습니다.
SPIROL 솔루션:
SPIROL 애플리케이션 엔지니어는 고객과 협력하여 요구되는 조절을 결정하고 세 가지 가장자리 접합 심 세트 제안서를 작성했습니다. 이점을 검토한 고객은 안전하고 빠른 조절, 70%의 비용 절감, 짧은 제조 리드 타임을 제공하는 제안서를 선택했습니다. SPIROL은 SPIROL의 무공구 제조 기술을 이용하여 툴링 비용이 들지 않는 솔루션을 제공했습니다.
만약 파스너 관련하여 제품 생산에 문제가 있다면 당사의 엔지니어가 도움을 드릴수 있습니다. 귀사의 엔지니어링 요구사항에 대한 효율적인 솔루션을 추천하는 것이 스피롤의 역할입니다. 전화를 주시거나 아래 양식을 작성하여 보내 주시기 바랍니다.
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