1.1 문제가 있는 베어링

Bearing in Distress

 

앞장에서는 마멸과 관련된 여러 가지 고장을 살펴보았는데, 기계 부품의 많은 마멸고장은 윤활 불량에 의한 것임을 알 수 있다. 베어링도 예외가 아닌데 경험에 의하면, 윤활과 관련된 베어링 문제는 윤활 부족이나 오염으로 인한 것이 대부분이다. 두 가지 예를 들어 보이겠다.

첫 번째 예는 오일 부족으로 인한 구름 베어링의 손상에 대한 펌프 베어링에서의 사고분석이다. Housing에 깨끗한 오일이 충분히 공급된 경우 실제 원인을 밝히는 것은 어렵지는 않다. 적극적인 사람은 실망하지 않고 운전원이 베어링에 오일을 유지시키는 것이 그들의 임무라고 시인하는 것을 듣기 위해 귀를 기울일 것이다.

두 번째 예는 제지공장에서처럼 적절한 윤활과 설계 조건에서는 저널베어링의 수명은 길지만, 구름 베어링은 최적의 조건에서도 마멸 손상되는데, 다시 말해서 장기간 운전하게 되면 구름 베어링은 결국 피로가 생긴다. 구름 베어링의 어느 그룹에서 모든 구름 베어링이 피로 손상될 때까지 동일 조건으로 운전되었다면 가장 긴 수명과 짧은 수명사이에는 상당한 차가 생긴다. 그림 3-1은 수명 분산곡선 형태로 이런 사실을 보여주고 있으며, 주어진 적절한 설계로 적용된 구름 베어링도 조만간 마멸로 손상되며, 저널 베어링은 거의 영구적으로 운전되지만 사용상 잘못이 있으면 조기 손상된다.

전형적인 베어링의 고장 원인을 독일 뮌헨의 Allianz 보험회사에서 조사하였으며, 표 3-1은 1400개 구름 베어링 및 530개 저널 베어링 고장 원인의 조사 결과로써, 기능 고장의 30% 정도가 마멸이 윤활에 관련된 것임을 알 수 있다.

마멸과 관련된 고장에 대한 기타 사용자에 의한 고장의 비에 대한 통계는 경험상 어느 정도 말썽의 소지가 있으나, 복잡하고 세밀한 분석을 통해서 사용자 관련 고장과 그 외적인 고장을 구별할 수 있다. 요소 및 부품 단계에서 고장 원인의 분포를 알면 결국 보다 정확히 구분할 수 있기 때문에 각 플랜트에서의 유사 데이터를 축적해야 한다.

그림 3-1 동일조건에서 운전되는 전형적인 베어링 그룹의 수명 분산 곡선

표 3-1 구름요소 및 저널 베어링의 사고 원인

사 고 원 인

발생율 (%)

구름요소 베어링

저널 베어링

제작자측 문제

제작불량

설계 및 적용오류

재질불량

사용자측 문제

운전 미숙, 유지정비 불량, 감시장비 고장

Wear

외부적인 문제

윤활유 오염, 간헐적인 윤활유 공급계통의 고장

30.1

14.4

13.8

1.9

65.9

37.4

28.5

4.0

4.0

23.4

10.7

9.1

3.6

69.6

39.1

30.5

7.0

7.0

 

표 3-2와 3-3은 각각 구름 요소와 저널 베어링의 결함이나 고장유형을 가장 가능성 있는 원인별로 나타내었다.

표 3-2 구름 베어링의 고장 유형과 원인

표 3-3 저널 베어링 고장 유형과 그 원인

 

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