1.3.7 진동

Vibration

 

축이 정지중일 때 진동에 접하는 구름 베어링은 폴스 브리넬링(False Brinelling)이라 불리는 손상을 입기 쉽다.  이 손상을 입게되면 밝은 광택을 띄는 함몰이나 특유의 적갈색 부식이 발생하는데 접촉면의 산화율로 상태를 알 수 있다.  진동은 구름 요소와 궤도면의 접촉부에 미세한 슬라이딩을 유발하여 재료의 작은 입자가 접촉면에서 자유롭게 이동하며, 순간적으로 산화되기도 한다.  이렇게 생성된 파편은 Lapping 입자 역할을 하며 마멸을 가속화시킨다.  이러한 손상 확인은 궤도면상의 표시들의 거리로 한다.  폴스 브리넬링 간격은 마치 참(True) 브리넬링의 형태와 같이 구름 요소간의 거리와 같은데, 만약에 진동주기 사이에서 베어링이 다소 회전되었다면 폴스 브리넬링의 손상 패턴은 하나 이상으로 나타난다.

그림 3-55는 폴스 브리넬링 형태의 연삭마모이다.  상당한 기간동안 베어링 양륜간에는 회전은 없지만, 정지상태에서 심각한 진동을 받았다.  폴스 브리넬링은 철의 산화물과 더불어 발전하였고 드디어 래핑 요소로 작용했다.

회전 베어링의 진동과 연마에 의한 영향으로 그림 3-56의 웨이브 패턴으로 나타나있다.  이러한 웨이브가 더욱 조밀할 때 이런 형태를 플러팅(Flutting)이라 부르는데, "베어링을 지나는 전류통로" 항에서 보여준 경우와 같다.  금속 실험은 연마와 진동에 의한 플러팅과 전류 통로와 진동에 의한 플러팅의 구별을 필요로 한다.

폴스 브리넬링은 진정한 마멸 상태이기 때문에 진동중에 가해진 힘이 정하중보다 작아도 손상이 나타나고, 구름요소에 걸리는 접촉 하중이 증가할 수록 손상이 더욱 확장된다.

폴스 브리넬링은 조립기계의 운송중에 빈번히 발생하며, 기초를 통해 전달된 진동은 비회전 축 베어링에서 폴스 브리넬링을 유발한다.  이같이 운송중의 폴스 브리넬링은 축의 회전이나 축방향 이동을 방지하는 작업에 의해 최소화되거나 제거될 수 있다.

폴스 브리넬링과 참 브리넬링을 구별해야 하는데, 그림 3-57과 3-58은 궤도면에서의 이들 브리넬링을 100배로 확대한 현미경 사진이다.  그림 3-57(참 브리넬링)은 궤도면 재질의 소성류에 의한 흠(Dent)이다.  그라인딩 마크는 덴트된 전 영역에서 볼 수 있다.  폴스 브리넬링(그림 3-58)은 금속 흐름을 동반하지는 않고 마찰로 표면의 금속을 제거한다.  그라인딩 마크가 제거되었나 확인하라.  Fretting 부식과 유사한 폴스 브리넬링을 좀 더 이해하려면 구름요소가 궤도면과 접촉하여 윤활제를 찌그러트리고, 진동의 각이동이 매우 작기 때문에 접촉시 윤활제가 메워지지 않음을 기억해야 한다.  금속간 접촉은 필연적이며 미세한 입자의 분열을 초래한다. 윤활제에 의한 보호가 이루어지지 않으면 이 미세한 입자는 산화되어 Fretting과 같은 붉은 갈색을 띤다.  산화율이 느리면 폴스 브리넬링이 감소하여 밝아지기 때문에 참 브리넬링과 구별하기가 어렵다.

그림 3-55  베어링 정지시 진동에 의한 폴스 브리넬링

 

그림 3-56  베어링 회전시 연마물이 있는 상태에서 진동으로 인한 폴스 브리넬링

   

그림 3-57  참 브리넬링의 예 (100배 확대)

 

그림 3-58  False 브리넬링의 예 (100배 확대)

 

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