8.1.6 미끄럼 베어링의 설계자료
실제의 미끄럼 베어링에서는 지금까지의 이론식만으로 설계계산을 할 수는 없다. 앞의
이론식은 완전윤활의 경우에 대한 것이며, 실제로는 시동 시 또는 회전 중의 축에서는 진
동이나 충격 등에 의하여 베어링과 축 사이에는 경계마찰 또는 고체마찰이 생기기 때문에
아직까지도 제1차 설계에서는 많은 경험치가 사용되고 있는 것이다.
따라서 미끄럼 베어링의 설계에서는 경험치를 기초로 하여, 축 및 저널의 충분한 강도와
강성을 갖도록, 베어링 압력 및 발열 계수 값이 어느 한계치를 넘지 않도록, 베어링
정수가 어느 한계치 이하가 되지 않도록 하여야 한다.
8.1.7 베어링 메탈
(1) 베어링 메탈의 모양
원주속도 및 하중이 작은 간단한 베어링에 있어서는 베어링 메탈 없이 몸체 자체가 베어
링 메탈의 역할을 하는 것도 있으나, 마찰을 적게 하고 마멸되었을 때 일부의 교환으로 수
리할 수 있도록 베어링 몸체에 베어링 메탈을 끼워 저널과 직접 접촉하도록 한다. 베어링
메탈을 원통형으로 만들면(이것을 베어링 부시라 한다) 제작비는 염가이나, 마멸되었을 때
전혀 조절할 수가 없다.
베어링 메탈의 교환에 편리하고 마멸에 대한 조절도 용이하도록 베어링 메탈은 보통 마
멸이 가장 적은 곳 또는 작용하는 압력 방향에 직각되는 면에서 2개로 분할한다.
또 베어링 메탈의 마멸을 조정하기 위하여 분할된 사이에 얇은 황동판 [이것을 라이너(liner)
또는 심(shim)이라 한다]을 여러 장 삽입하여 판의 두께를 가감함으로써 저널과의 끼워맞춤
을 적절히 유지한다. 예컨대, 0.1 mm 간격으로 두께 4 mm 까지의 조절은 0.1, 0.2, 0.2, 0.5,
1.0, 2.0 mm의 6장의 판의 조합으로 할 수 있다.
(2) 베어링 메탈의 재료
베어링 메탈은 축과 직접 접촉하는 부분이므로 특히 중요한 부분이다. 축의 운전 중 유
막이 완전유막윤활 상태라면 어떤 재료라도 좋으나, 불완전윤활 상태가 되면 베어링 메탈
과 축이 직접 접촉하게 되어 마멸될 뿐만 아니라, 마찰열에 의한 녹아붙음(seizing)이 발생
하므로 베어링 메탈은 적당한 것을 선택하여야 한다. 일반적으로 베어링 메탈이 구비하여
야 할 조건을 들면 다음과 같다.
① 녹아붙지 않을 것
② 길들임이 좋을 것(접촉성이 좋아진다)
③ 면압강도와 강성이 클 것
④ 피로강도가 클것
⑤ 마찰이나 마멸이 적을 것
⑥ 열전도도가 좋을 것
⑦ 내부식성이 좋을 것
⑧ 제작, 수리가 쉬우며 염가일 것
이들의 여러 조건은 서로 상반되는 것이 있다. 예를 들면, 길들임이 좋은 재료는 일반적
으로 연한 금속에서 얻을 수 있으며, 연한 재료에서는 면압강도나 강성이 클 것을 기대할
수 없다. 이것을 해결하는 하나의 방향은 합금(alloy)을 사용하는 것이다. 일반적으로 금속
의 합금 중에는 모재가 연한 경우에도 공정 재료는 비교적 굳은 재질로 되며, 공정점
을 조금 지난 곳의 배합에서는 이들 공정 사이에 연한 모재의 결정이 산재하는 조직
으로 된다 (화이트 메탈). 이와 같은 합금은 공정에 의하여 강도와 강성을 유지하며, 연한
모재의 결정은 기름을 보유하여 윤활작용을 돕는다. 또 반대로 굳은 모재에 연한 합금성분
이 산재하는 조직(주철, 동연합금)도 유용하다. 베어링 메탈 재료로는 주로 금속이 사용되
고 있으나, 용도에 따라 비금속 재료도 사용되고 있다.
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