6. 베어링 사용방법

실제로 장비 설계를 하면서 베어링을 사용할 때, 사용한 방법에 대해 자료를 정리하고 합니다.

볼베어링은 보통 개방형, 실드형 타입으로 나눕니다.
개방형: 내륜, 볼, 외륜, 케이지로 구성됩니다.
실드형: 내륜, 볼, 외륜, 케이지, 실드로 구성됩니다.

실드형을 예시로 설명을 드리겠습니다. 실드형 베어링의 단면을 보면 [이미지1]의 우측 이미지와 같습니다.

[이미지1] 베어링 구성

[이미지1]에서 보듯이 내륜, 볼, 외륜, 케이지(해당 이미지에 케이지는 표현이 되어 있지 않습니다.), 실드로 구성됩니다. 실드는 볼 부분에 이물이 들어가지 않도록 하는 역할을 합니다. [이미지1]에 케이지(리테이너)는 표기되어 있지 않지만, 볼 이탈방지 및 일정 간격을 유지하기 위한 용도로 쓰여집니다. 위와 같은 구조를 통해 내륜과 외륜은 간섭하지 않고 회전 역할을 수행하게됩니다. 

아래의 [이미지2]은 볼베어링이 사용된 예시 이미지 입니다.

[이미지2] 볼베어링 사용의 예

[이미지2]에서 사용된 볼베어링은 내륜회전으로 사용된 예시입니다. 외륜은 외부 블럭과 끼워맞춤으로 고정되어 있고, 베어링 내륜에는 샤프트가 삽입되어 내륜이 회전합니다. 모터의 회전을 타이밍 밸트 및 풀리를 통해 전달하고 끝단에 붙어있는 우레탄 붙이 롤러를 회전하기 위해 사용된 형태입니다. 베어링과 스페이서를 조합하여 내륜과 외륜의 간섭이 발생하지 않도록 합니다. 

[이미지3] 볼베어링 적용의 잘못된 예

위의 [이미지3]은 볼베어링 적용의 잘못된 예를 보여줍니다. 해당 이미지처럼 'ㄷ'자 블록에 샤프트를 이용하여 베어링을 장착하게 될 경우, 'ㄷ'자 외부 블록에 베어링 내륜, 외륜이 같이 간섭되어 원활한 회전이 불가능합니다. (베어링의 외륜, 내륜의 폭(베어링의 두께)이 같기 때문에 간섭이 발생한다고 보시면 됩니다.)

[이미지4] 볼베어링 적용의 알맞은 예

위의 [이미지4]는 [이미지3]에서 베어링 내륜 양쪽에 스페이서를 삽입한 형태를 보여줍니다. 이처럼 스페이서를 삽입하여 베어링을 장착하게 될 경우, 'ㄷ'자 외부 블록에 베어링 내륜이 스페이서를 통해 접촉되어 있고, 외륜은 접촉되어 있지 않아 원활한 회전이 가능하게 됩니다.

[이미지5] 내륜용 스냅링 적용의 예1

[이미지5]를 보면 베어링 내륜의 한쪽은 샤프트에 가공되어 있는 단에 접촉해 있고, 다른 한쪽은 내륜용 스냅링에 접촉해 있습니다. 베어링의 내륜만 접촉되어 있으므로 외륜 회전이 원활할 수 있습니다. 내륜용 스냅링의 사용 용도는 다음과 같습니다. 샤프트에 베어링을 삽입하고 내륜용 스냅링을 삽입하여 베어링이 축방향으로의 이탈을 막을 수 있습니다. 

[이미지6] 내륜용 스냅링 적용의 예2

[이미지6]은 [이미지5]와는 다르게, 베어링 내륜의 한쪽이 스페이서에 접촉해 있고, 다른 한쪽은 내륜용 스냅링에 접촉해 있습니다. 마찬가지로 베어링의 내륜만 접촉되어 있으므로 외륜 회전이 원활할 수 있습니다.

[이미지7] 외륜용 스냅링 적용의 예

[이미지7]은 베어링이 블록 내부에 들어가는 경우로, 블록 단이 외륜의 한쪽과 접촉하고, 다른 한쪽은 홀용 스냅링과 접촉하도록하여 베어링이 이탈하지 않도록 하는 방법입니다. 마찬가지로 베어링의 외륜만 접촉되어 있으므로 내륜 회전이 원활할 수 있습니다.(외륜이 고정되고 내륜이 회전한다고 생각하면 이해하기 쉬울 것으로 생각됩니다.)