PV 값, 마찰 계수 등 제품의 성능을 평가하는 데 필요한
기술 데이터를 제공합니다.
부시 & 핀은 다양한 산업 환경에서 사용되는 정밀 부품으로,
제품의 성능과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.
하중의 조건
Conditions of Load
PV 값
PV 값은 적합한 부시를 결정하는 중요한 매개 변수입니다. 단위 시간 동안 단위 면적에서 발생하는 마찰열 에너지
“Q”의 양은 아래 식을 써서 에너지, 압력 및 속도의 손실을 이용하여 계산할 수 있습니다.
Q = μ × P × V ÷ J
Q: 단위 시간 동안 단위 면적에서 발생하는 마찰열 에너지 (단위: kcal)
μ: 마찰 계수 (무차원)
P: 베어링 압력 (단위: N/m² 또는 kgf/mm²)
V: 속도 (단위: m/s 또는 m/min)
J: 단위 운동량 변환 상수 (427 kgf·m/kcal)
여기에서 마찰 계수가 일정하면, 열에너지는 PV 값에 비례합니다.
축 회전 중 베어링의 마찰열과 방사열은 베어링이 안정적인 온도를 유지하도록 합니다.
그러나 운전 시간이 길어지면, 미끄럼면 상태의 변화에 따라 마찰 계수가 증가합니다.
이물질, 열화된 윤활제, 마모로 인한 입자, 소재의 피로 및 기타 이유가 마찰 계수에 영향을 줄 수 있습니다.
결론적으로, 베어링의 온도가 상승하면 궁극적으로 미끄럼면의 손상이나 고착이 발생합니다.
베어링을 저온으로 유지하기 위해서는 PV 값을 작게 유지해야 하며 부하가 적은 조건을 고려해야 합니다.
베어링의 안전한 설계는 더 긴 베어링 수명을 얻기 위해 작은 PV 값에 대한 설계를 의미합니다.
운동방향과 PV 값
한 방향 저널 회전 움직임에서 적절한 유막 윤활 상태는 움직임을 쉽게 합니다.
그러나 트러스트 베어링의 경우, 미끄럼면에 적합한 윤활을 위해 오일 그루브를 설계하고 윤활 방법을 선택할 때 충분한 주의를 기울이고 심사숙고 해야 합니다.
이는 단속운전 및 요동 운동의 상황에서도 마찬가지 입니다.
일반적으로 (카달로그의 )최대 허용 PV 값은 회전 움직임에 적용됩니다.
트러스트 베어링의 회전운동 또는 왕복, 단속운전의 경우 최대 허용 PV 값의 절반을 적용해야 하며 요동 운동의 경우 더 낮은 값을 적용해야 합니다.
부시에서 이물질의 삽입
미끄럼면에 먼지나 기타 이물질이 혼입되면 유막이 파괴됩니다.
따라서 베어링과 축의 직접 접촉은 마모 또는 고착을 유발합니다.
부시의 기능에 파괴적인 장애물인 이러한 이물질은 그리스를 도포하거나 Oil Seal을 적용함으로써
이물질의 미끄럼면에 들어오는 것을 방지할 수 있습니다.
요동운동
사이클 운동에서 속도가 0이 되는 지점을 통과하기 때문에 요동 운동은 베어링의 가장 가혹한 작동 조건 중 하나입니다.
따라서, 유막이 쉽게 파괴되어 재질의 마모 및 약화를 가속화시킬 수 있으며 마모로 인한 입자도 더 오래 남을 수 있습니다.
주로 회전 움직임에서 사용되는 볼 베어링이나 롤러 베어링은 압력을 지지하는 위치에 극심한 접촉 응력을 갖는 지점 또는 선 접촉이 있을 수 있습니다.
따라서 이러한 베어링은 요동 운동에 적합하지 않습니다.
접촉 면적이 넓은 부시가 일반적으로 이러한 종류의 작동 조건에 더 적합합니다.
부시 상대 핀의 조건
Conditions of Pins coupled with Bushes
부시의 성능은 재질의 종류, 표면 코팅, 거칠기 등과 같이 마찰을 일으키는 결합 부의 품질에 의해 가장 큰 영향을 받습니다.
그리고 100℃ 이상의 고온에서 사용하는 경우 열팽창으로 핀의 직경을 고려해야 합니다.
표면조도
부시의 수명은 일반적으로 부시와 결합부의 미끄럼면에 형성되는 유막의 존재에 의해 결정됩니다.
부시의 적절한 성능을 얻기 위해서는 3~12μm의 조도가 필요합니다.
표면처리
결합부 표면 처리의 세 가지 주요 목적은 다음과 같습니다.
1) 내식성 향상 2) 표면 경도 향상 3) 더 효과적인 슬라이딩을 위해 표면의 매끄러움 향상
상기 1)의 목적으로 도금을 하는 경우, 경질 크롬 도금이 적극 권장되는데
이는 경질 크롬 도금이 결합부의 부식 및 마모를 예방하고 미끄러짐을 개선하기 때문입니다.
부시 상대 핀의 조건
Conditions of Pins coupled with Bushes
각 기계 및 부품 제조업체는 일반적으로 자체 노하우에 따른 핀과 부시의 허용 오차에 대한 자체 표준을 가지고 있으므로
고객의 사양에 따라 허용 오차가 결정되는 것이 일반적입니다.
그러나 본사는 오랜 경험을 바탕으로 본사의 제품에 적용하는부시, 핀, 하우징에 대한 권장 허용 치수표를 아래와 같이 제시합니다. 단 이 치수표는 참조용입니다.
| 하우징 내경 | 핀 외경 | 부시 내경 | 부시 외경 | Model |
|---|---|---|---|---|
| GST45 | H7 | f8 | C9 | u6 |
| 미끄럼속도 (sliding velocity : m/s) | H7 | f8 | C9 | u6 |
| PV값 (PV factor :MPa.m/s) | H7 | f8 | C9 | u6 |
| 온도범위(temperature range :℃) | H7 | h7 | C8 | u6 |
| 표면경도(hardness :HRC) | H7 | h7 | C8 | u6 |
| 마찰계수(friction coefficient : μ) | H7 | h7 | H9 | u6 |
| 주유주기(lubrication interval : Hr) | H7 | h7 | H9 | u6 |
| 축 공차(pin tolerance) | H7 | h7 | H9 | u6 |
핀과 부시의 운전 간극 설계는 유막 형성을 위한 최적의 틈새를 유지하기 위해 가장 중요합니다.
운전 간극을 결정하기 위해 작동 열로 인한 크기 변화와 부시를 하우징에 장착한 후 나타나는 내경 감소를 신중하게 고려해야 합니다.
간극 은 부시와 부시외경과 보스 하우징과의 죔새, 보스 및 부시의 형태,
플랜지의 유무 그리고 적용 열처리 및 재질에 따라 다양한 변형을 가져오므로 일반적으로 정하기는 쉽지 않습니다.
참고로 일반적으로 사용되는 부시와 핀의 간격은 약 0.1~0.3mm입니다.
제질 비교표
MATERIALS COMPARISON
대금지오웰 부시 및 핀 재질 특성 및 국제규격 비교
[ 크롬 몰리브덴 강 Chromium molybdenum steel ]
| SCM415(KS) | Chemical Composition | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Remarks |
| 0.13 ~ 0.18 | 0.15 ~ 0.35 | 0.60 ~ 0.85 | 0.030 이하 | 0.030 이하 | 0.90 ~ 1.20 | 0.15 ~ 0.30 | 해외규격 중 유사품만 존재 | ||
| Heat Treatment | Quenching | 850 ~ 900℃, Oil Cooling | |||||||
| Tempering | 150 ~ 200℃, Air Cooling | ||||||||
| SCM415(KS) | Mechanical Property | Yield Point (N/mm²) | Tensile Strength (N/mm²) | elongation (%) | Reduction of Area (%) | Charpy Impact (J/mm²) | Hardness (HB) | Remarks |
| 708 이상 | 833 이상 | 16 이상 | 40 이상 | 68.3 이상 | 235 ~ 321 | 해외규격 중 유사품만 존재 | ||
| quivalent int'l spec | DIN | BS | AISI | NF | JIS | GB | ||
| 15CrNi5 16CrMo4 |
708M20 708H20 |
4023 | 15CD4 12CD4 |
SCM415 | 15CrMo |
[ 크롬 몰리브덴 강 Chromium molybdenum steel ]
| SCM440(KS) | Chemical Composition | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Remarks |
| 0.38 ~ 0.43 | 0.15 ~ 0.35 | 0.60 ~ 0.85 | 0.030 이하 | 0.030 이하 | 0.90 ~ 1.20 | 0.15 ~ 0.30 | Application busi, pin | ||
| Heat Treatment | Quenching | 830 ~ 880℃, Oil Cooling | |||||||
| Tempering | 530 ~ 630℃, Air Cooling | ||||||||
| SCM440(KS) | Mechanical Property | Yield Point (N/mm²) | Tensile Strength (N/mm²) | elongation (%) | Reduction of Area (%) | Charpy Impact (J/mm²) | Hardness (HB) | Remarks |
| 833 이상 | 980 이상 | 12 이상 | 45 이상 | 58.5 이상 | 285 ~ 352 | Application busi, pin | ||
| quivalent int'l spec | DIN | BS | AISI | NF | JIS | GB | ||
| 42CrMo4 | 708M40 708H40 |
4140 4142 |
40CD4 42CD4 |
SCM440 | 42CrMo |
[ 기계구조용 탄소강 Carbon steel for machine structural use ]
| SM45C (KS) | Chemical Composition | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Remarks |
| 0.42 ~ 0.48 | 0.15 ~ 0.35 | 0.60 ~ 0.90 | 0.030 이하 | 0.030 이하 | 0.20 미만 | 0.20 미만 | Application bush, pin | ||
| Heat Treatment QT | Quenching | 820 ~ 870°C air cooling | |||||||
| Tampering | About 810°C Furnace cooling | ||||||||
| Quenching | 820 ~ 870°C water cooling | ||||||||
| Tampering | 550 ~650°C rapid cooling | ||||||||
| SM45C (KS) | Mechanical Property | Heat Treatment | Yield Point (N/mm2) | Tensile Strength (N/mm2) | elongation (%) | Reduction of Area (%) | Charpy impact (J/mm2) | Hardness (HB) | Remarks |
| N | 343 이상 | 569 이상 | 20 이상 | -- | - | 167 ~ 299 | Application bush, pin | ||
| A | -- | -- | -- | -- | -- | 137 ~ 170 | |||
| H(QT) | 490 이상 | 686 이상 | 17 이상 | 45 이상 | 78 이상 | 201 ~ 269 | |||
| Equivalent int'l spec | DIN | BS | AISI | NF | JIS | GB | |||
| CK45 C45 |
060A45 080M46 |
1045 1046 |
XC45 | S45C | 45 | ||||
[ 고력황동 주물 High strength brass castings ]
| CAC301 (HBsC1) (KS) | Chemical Composition | Cu | Zn | Mn | Fe | AI | Residual substance | Remarks | |||
| Sn | Pb | Ni | Si | ||||||||
| 55.0 ~ 60.0 | 33 ~ 42 | 0.1 ~ 1.5 | 0.5 ~ 1.5 | 0.5 ~ 1.5 | 1.0 | 0.4 | 1.0 | - | Application bush | ||
| CAC301 (HBsC1) (KS) | Mechanical Property | Yield Point (N/mm2) | Tensile Strength (N/mm2) | elongation (%) | Remarks | |||
| 430 이상 | 20 이상 | 90 이상 | Application bush | |||||
| Equivalent int'l spec | DIN | BS | EN | AISI | JIS | NF | ||
| CuZn34A12 | HTB1 | CC765S | SAE43 C86500 |
CAC301 (HBsC1) |
Cuzn30 - AlFeMn | |||
[ 고력황동 주물 High strength brass castings ]
| CAC301 (HBsC1) (KS) | Chemical Composition | Cu | Zn | Mn | Fe | AI | Residual substance | Remarks | |||
| Sn | Pb | Ni | Si | ||||||||
| 55.0 ~ 60.0 | 33 ~ 42 | 0.1 ~ 1.5 | 0.5 ~ 1.5 | 0.5 ~ 1.5 | 1.0 | 0.4 | 1.0 | - | Application bush | ||
| CAC301 (HBsC1) (KS) | Mechanical Property | Yield Point (N/mm2) | Tensile Strength (N/mm2) | elongation (%) | Remarks | |||
| 430 이상 | 20 이상 | 90 이상 | Application bush | |||||
| Equivalent int'l spec | DIN | BS | EN | AISI | JIS | NF | ||
| CuZn34A12 | HTB1 | CC765S | SAE43 C86500 |
CAC301 (HBsC1) |
Cuzn30 - AlFeMn | |||
[ 복합 자기윤활 부시재질 ]
고체윤활 부시 #500SP : 고력황동 베이스 메탈에 특수 윤활제 매입
소결부시 : Fe - Cu 베이스 특수 소결재