에어 베어링이란 무엇인가요?
베어링아마 모두에게 익숙하실 거라 생각합니다. 우리가 흔히 사용하는 롤링 베어링이 가장 친숙할 텐데, 이는 현대 기계 및 장비의 중요한 부품입니다. 그렇다면 에어 베어링이란 무엇일까요?
가스 함유가스를 윤활제로 사용하는 일반 베어링입니다. 가장 흔하게 사용되는 가스 윤활제는 공기이지만, 필요에 따라 질소, 아르곤, 수소, 헬륨 또는 이산화탄소도 사용할 수 있습니다.
가스 압축기, 팽창기 및 순환기에서 작동 유체는 종종 윤활유로 사용됩니다.
공기 베어링은 베어링 슬라이딩 쌍의 표면 사이에 형성된 압력 공기막의 도움으로 하중을 지지하는 베어링을 말하며, 작동 시 슬라이딩 쌍의 표면은 공기막에 의해 완전히 분리됩니다.
공기 베어링은 작동 시 유체 윤활이 되는 유체 슬라이딩 베어링의 일종이며, 윤활 매체는 공기입니다.
공기 베어링의 분류
압력 공기막 형성 메커니즘에 따라 공기 베어링은 크게 공기역학적 베어링과 공기정압 베어링의 두 가지 범주로 나뉩니다.
공기역학적 베어링의 압력 공기막은 슬라이딩 쌍의 상호 운동에 의해 슬라이딩 쌍 표면 사이의 접점에 공기가 유입되어 형성되며, 대략 쐐기형을 띕니다. 공기역학적 베어링은 외부 공기 공급이 필요하지 않기 때문에 "자체 작동 베어링"이라고도 합니다.
공기정압 베어링의 압력 공기막은 스로틀 밸브를 통해 슬라이딩 쌍 표면 사이에 유입되는 외부 압축 공기에 의해 형성됩니다. 공기정압 베어링에는 깨끗한 외부 공기 공급이 필요합니다.
공기 베어링 특징
(1) 극도로 낮은 마찰 저항
기체의 점도는 액체보다 훨씬 낮기 때문에 상온에서 공기의 점도는 10호 기계유의 1/5000에 불과하며, 베어링의 마찰 저항은 점도에 비례하므로 가스 윤활 베어링의 마찰은 액체 윤활 베어링보다 낮습니다.
(2) 적용 가능한 속도의 범위가 넓음
가스 베어링은 마찰 저항이 낮고 온도 상승이 적어 회전 속도가 5만 rpm에 달하더라도 온도 상승이 20~30°C를 넘지 않으며, 심지어 130만 rpm에 이르는 고속 회전에도 사용 가능합니다. 유압 베어링은 매우 낮은 속도, 심지어 정지 상태에서도 사용할 수 있습니다.
(3) 적용 가능한 온도 범위가 넓음
이 가스는 넓은 온도 범위에서 기체 상태를 유지하며, 점도는 온도 변화에 거의 영향을 받지 않습니다(온도가 상승함에 따라 점도가 약간 증가하는데, 예를 들어 20°C에서 100°C로 올라갈 때 공기의 점도는 23% 증가합니다). 따라서 가스 베어링은 -265°C에서 1650°C까지의 온도 범위에서 사용할 수 있습니다.
(4) 낮은 지지력
유체역학 베어링의 지지력은 점도에 정비례하며, 공압 베어링의 지지력은 동일 크기의 유체역학 베어링의 수천분의 1에 불과합니다. 기체의 압축성으로 인해 가스동력 베어링의 하중 지지력에는 한계가 있으며, 단위 투영 면적당 하중은 최대 0.36 MPa까지만 증가시킬 수 있습니다.
(5) 높은 처리 정확도 요구 사항
가스 베어링의 하중 지지력과 공기막 강성을 향상시키기 위해 액체 윤활 베어링과 동일한 베어링 간극(0.015mm 미만)이 일반적으로 사용되며, 이에 따라 부품의 정밀도를 향상시켜야 합니다.
공기 베어링의 응용
공기 베어링은 공기의 탄성 위치 에너지를 이용하여 지지 역할을 하는 새로운 유형의 베어링입니다.
공기 윤활 기술은 윤활제로 공기만 사용하기 때문에 오염이 없어야 하는 공작물이나 특수한 작업 환경에 이상적입니다.
공기 베어링에서는 볼 대신 공기 쿠션이 사용됩니다. 공기 베어링의 가장 잘 알려진 응용 분야 중 하나는 호버크래프트일 것입니다.
거대한 팬이 호버크래프트 아래쪽으로 공기를 불어넣어 탄성 고무 "스커트"를 통해 공기가 빠져나가는 것을 막습니다. 호버크래프트 아래쪽에서 생성된 높은 기압이 선체의 무게를 지탱하여 공기 쿠션 위에 떠오르게 합니다.
가스 베어링의 적용 범위는 점점 더 넓어지고 있으며, 광범위하고 집중적인 연구가 진행되어 왔습니다. 현재 가스 베어링은 섬유 기계, 케이블 기계, 계측기 공작 기계, 자이로스코프, 고속 원심 분리기, 치과용 드릴, 저온 냉장고, 수소 팽창기 및 고온 가스 순환기 등에 사용되고 있습니다.
게시 시간: 2025년 3월 28일
