추운 날씨가 휠 베어링에 어떤 영향을 미치는지 아시나요? 그리고 이 악영향을 어떻게 완화할 수 있을까요?

산업 생산 및 기계 장비 작동의 많은 시나리오에서 베어링은 핵심 부품이며, 베어링 성능의 안정성은 전체 시스템의 정상적인 작동과 직결됩니다. 그러나 추운 날씨가 찾아오면 일련의 복잡하고 어려운 문제가 발생하여 베어링의 정상적인 작동에 상당한 악영향을 미치게 됩니다.

 

재료 수축

베어링은 일반적으로 열팽창과 수축의 특성을 가진 금속(예: 강철)으로 만들어집니다.베어링내륜 및 외륜, 전동체와 같은 부품은 추운 환경에서 수축합니다. 표준 크기 베어링의 경우, 온도가 20°C에서 -20°C로 떨어지면 내경과 외경이 수 미크론 정도 수축할 수 있습니다. 이러한 수축으로 인해 베어링의 내부 간극이 작아질 수 있습니다. 간극이 너무 작으면 작동 중 전동체와 내륜 및 외륜 사이의 마찰이 증가하여 베어링의 회전 유연성에 영향을 미치고, 저항이 증가하며, 장비의 기동 토크가 증가합니다.

경도 변화

추운 날씨는 베어링 재료의 경도를 어느 정도 변화시킵니다. 일반적으로 금속은 저온에서 취성을 띠며 경도가 상대적으로 상승합니다. 베어링강의 경우, 인성은 우수하지만 극한의 저온 환경에서는 경도가 감소할 수 있습니다. 베어링이 충격 하중을 받으면 이러한 경도 변화로 인해 균열이나 파단이 발생하기 쉽습니다. 예를 들어, 실외 광산 장비 베어링의 경우, 추운 날씨에 광석 낙하 충격을 받으면 상온에서보다 손상될 가능성이 더 높습니다.

그리스 성능 변화

그리스는 베어링의 기능적 작동을 보장하는 핵심 요소 중 하나입니다. 추운 날씨에는 그리스의 점도가 증가합니다. 일반 그리스는 점도가 높아지고 유동성이 떨어질 수 있습니다. 이로 인해 베어링의 전동체와 궤도 사이에 양호한 유막을 형성하기 어렵습니다. 모터 베어링의 경우, 상온에서는 그리스가 내부 모든 틈새에 충분히 채워질 수 있습니다. 온도가 낮아지면 그리스가 끈적거리게 되어 전동체가 회전하는 동안 모든 접촉부에 그리스를 균일하게 공급하지 못해 마찰과 마모가 증가하고 회전 속도가 변동하여 가공 부품의 표면 품질과 치수 정확도가 저하될 수 있습니다. 심각한 경우 베어링 과열 또는 소착으로 이어질 수 있습니다.

단축된 서비스 수명

이러한 요인들, 즉 마찰 증가, 충격 인성 감소, 그리고 추운 날씨에서의 베어링 윤활 불량은 베어링 마모를 가속화할 수 있습니다. 정상적인 환경에서는 베어링이 수천 시간 작동할 수 있지만, 추운 환경에서는 마모 증가로 인해 수백 시간 작동할 수 있으며, 구름 차체 마모, 궤도면 피팅 등과 같은 고장이 발생하여 베어링 수명이 크게 단축됩니다.

 

추운 날씨가 베어링에 미치는 이러한 부정적인 영향에 직면하여 우리는 어떻게 이를 완화해야 할까요?

올바른 그리스를 선택하고 양을 조절하세요

추운 날씨에는 저온 성능이 우수한 그리스를 사용해야 합니다. 이러한 그리스는 특수 첨가제(예: 폴리우레탄 기반 그리스)를 함유한 제품과 같이 저온에서도 우수한 유동성을 유지합니다. 점도가 높지 않아 시동 및 운전 시 베어링의 마찰을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 일반적으로 저온용 그리스의 유동점(특정 시험 조건에서 냉각된 오일 시편이 흐를 수 있는 최저 온도)은 매우 낮으며, 일부 그리스는 -40°C 이하까지 낮아 추운 날씨에도 베어링의 윤활을 양호하게 유지합니다.

추운 날씨에 베어링을 작동하려면 적정량의 그리스를 주입하는 것도 중요합니다. 그리스가 너무 적으면 윤활이 부족하고, 너무 많으면 작동 중 베어링의 진동 저항이 커집니다. 추운 날씨에는 그리스의 점도가 높아지므로 과다 주입은 피해야 합니다. 일반적으로 소형 및 중형 베어링의 그리스 주입량은 베어링 내부 공간의 약 1/3~1/2 정도입니다. 이렇게 하면 윤활이 원활해지고 과도한 그리스 주입으로 인한 저항을 줄일 수 있습니다.

 

그리스를 정기적으로 교체하고 씰을 강화하세요
적절한 그리스를 사용하더라도 시간이 지남에 따라 베어링 작동에 따라 그리스가 오염, 산화되는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 문제는 추운 날씨에 더욱 심해질 수 있습니다. 장비의 작동 및 환경 조건에 따라 그리스 교체 주기를 단축하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 일반적인 환경에서는 6개월에 한 번, 추운 환경에서는 3~4개월로 교체 주기를 단축하여 그리스의 성능을 항상 양호하게 유지할 수 있습니다.
우수한 밀봉은 차가운 공기, 습기, 그리고 불순물이 베어링 내부로 유입되는 것을 방지합니다. 추운 날씨에는 이중 립 씰이나 라비린스 씰과 같은 고성능 씰을 사용할 수 있습니다. 이중 립 씰은 내외부 립을 통해 외부 이물질과 습기를 효과적으로 차단합니다. 라비린스 씰은 복잡한 채널 구조를 가지고 있어 외부 물질이 베어링 내부로 유입되는 것을 더욱 어렵게 만듭니다. 이는 결빙 팽창으로 인한 베어링 내부 구조 손상을 줄이고 불순물 유입을 방지하여 베어링 마모를 증가시킵니다.
베어링 표면은 방청 페인트나 저온 보호 코팅과 같은 보호 코팅으로 코팅할 수 있습니다. 방청 페인트는 춥거나 습한 환경에서 베어링의 녹 발생을 방지하고, 극저온 보호 코팅은 온도 변화가 베어링 재료에 미치는 영향을 완화합니다. 이러한 코팅은 저온 환경에서 베어링 표면이 직접 침식되는 것을 방지하는 보호막 역할을 하며, 온도 변화로 인한 재료 특성 변화를 최소화하는 데에도 도움이 됩니다.
장비 워밍업
시동 전 전체 장치를 예열하는 것이 효과적인 방법입니다. 일부 소형 장비의 경우, 베어링 온도를 높이기 위해 일정 시간 동안 "콘서바토리(Conservatory)"에 두는 것이 좋습니다. 대형 크레인 베어링과 같은 대형 장비의 경우, 열 테이프나 열선 팬 또는 기타 장비를 사용하여 베어링 부분을 예열할 수 있습니다. 예열 온도는 일반적으로 약 10~20°C로 조절 가능하며, 이는 베어링 부분을 팽창시켜 정상 간극으로 복귀시키는 동시에 그리스 점도를 낮춰 장비의 원활한 시동을 보장합니다.
분해 가능한 일부 베어링의 경우, 오일 배스 예열이 좋은 방법입니다. 베어링을 적정 온도로 가열된 윤활유에 넣어 베어링이 고르게 가열되도록 합니다. 이 방법은 베어링 재질을 팽창시킬 뿐만 아니라 윤활유가 베어링 내부 간극에 충분히 침투하도록 합니다. 예열된 오일 온도는 일반적으로 약 30~40°C이며, 예열 시간은 베어링 크기, 재질 등 다양한 요인에 따라 약 1~2시간으로 조절할 수 있습니다. 이렇게 하면 추운 날씨에서 베어링의 시동 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.

추위는 베어링에 문제를 야기하지만, 적절한 그리스, 밀봉 및 예열 보호 장치를 선택하면 강력한 방어선을 구축할 수 있습니다. 이는 저온에서 베어링의 안정적인 작동을 보장하고 수명을 연장할 뿐만 아니라 산업의 안정적인 발전을 촉진하여 TP가 새로운 산업으로 나아가는 데 큰 도움이 됩니다.

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