하이브리드 베어링이란
하이브리드 베어링은 표준 롤링 베어링 강(예: 100Cr6, AISI440C)으로 만든 베어링 링과 질화규소(Si₃N₄) 롤링 요소를 조합하여 만들어집니다.
모든 치수와 공차는 변경되지 않습니다. 따라서 HYTEC 하이브리드 베어링은 인접 구조 수정 없이 표준 롤링 베어링을 대체할 수 있습니다.
Si₃N₄ 롤링 요소는 특히 까다롭고 어려운 환경 조건에서 다양한 응용 분야에 걸쳐 여러 장점을 제공합니다.
HYTEC 롤링 요소에 사용되는 베어링 등급 질화규소는 균일하고 극히 미세한 미세구조와 고순도를 특징으로 합니다. 이는 극도로 높은 강도와 인성, 화학적 불활성, 그리고 우수한 절연 특성을 겸비하고 있습니다.
재료 특성 비교 (Werkstoffeigenschaften / Material Characteristics)
| 매개변수 | 단위 | Si₃N₄ | 100Cr6 |
|---|---|---|---|
| 밀도 | [g/cm³] | 3.23 | 7.8 |
| 경도 HV10 (온도까지) | [kg/mm²] | 1600 - 800°C | 720 - 150°C |
| 압축 강도 | [MPa] | 4000 | ~2300 |
| 인장 강도 | [MPa] | 800 | ~1900 |
| 탄성 계수 | [kN/mm²] | 310 | 210 |
| 선팽창 계수 | [10⁻⁶/K] | 3 | 11.7 |
| 전기 저항 | Ωm | 10¹² — 절연체 | 0.4×10⁻⁶ — 도체 |
HYTEC 하이브리드 베어링의 장점
우수한 전류 절연
질화규소는 우수한 절연체로, 산화 세라믹 코팅 내륜 또는 외륜을 대체하는 롤링 요소로 사용할 수 있습니다.
소형 및 중형 베어링의 경우, 하이브리드 베어링은 일반적으로 더 경제적인 솔루션입니다.
Si₃N₄ 볼의 절연 내전압은 15,000 V/mm이며, 이에 비해 베어링 링의 코팅 두께는 최대 0.5 mm에 불과합니다.
낮은 마찰
질화규소는 강 대비 낮은 마찰 계수를 가집니다. 동일한 회전 속도에서 하이브리드 롤링 베어링의 작동 온도가 더 낮습니다.
이로 인해 베어링과 윤활제의 사용 수명이 연장됩니다.
합성 고성능 그리스(예: 에스터 오일/폴리우레아 기반, DUROLUB G237 등)와 함께 사용하면 베어링 수명을 수 배까지 연장할 수 있습니다.
그리스 사용 수명 (Fettgebrauchsdauer) — 볼 베어링 d=60mm / 3000min⁻¹
더 높은 회전 속도 / 가속도 / 강성
Si₃N₄ 볼의 밀도는 강 볼보다 59% 낮아, 원심력과 베어링 가감속 시의 질량 관성력을 감소시킵니다.
낮은 마찰과 낮은 작동 온도로 인해 하이브리드 베어링은 더 높은 회전 속도에서 운전할 수 있습니다.
예를 들어, 깊은 홈 볼 베어링의 속도 한계가 20% 향상되고, 고성능 스핀들 베어링의 ndmmax는 300만에 달할 수 있습니다.
탄성 계수가 50% 높기 때문에 하이브리드 베어링은 더 높은 강성을 가집니다.
온도 변화 및 고온 작동에 대한 내성
열팽창 계수가 76% 낮기 때문에 HYTEC 하이브리드 베어링은 응용 분야에서의 온도 변동에 현저히 덜 민감합니다.
작동 베어링 유격을 더욱 정밀하게 설정할 수 있습니다. 질화규소는 800°C에서도 거의 동일한 경도를 유지합니다.
내열 베어링 링과 적합한 건식 윤활을 결합하면 하이브리드 롤링 베어링은 최대 400°C의 작동 온도에서 사용할 수 있습니다.
까다로운 응용 분야에서 더 긴 베어링 및 윤활제 수명
강과 질화규소 사이의 마찰이 매우 낮아 작동 온도와 마모가 적습니다.
이로 인해 더 긴 사용 수명이 가능합니다. 하이브리드 베어링에 필요한 윤활 유막 두께가 현저히 낮아, 불충분한 윤활 또는 혼합/경계 마찰 조건에서도 작동할 수 있습니다.
무윤활 건식 운전 조건에서도 하이브리드 베어링은 고착 현상이 발생하기 어려우며, 완전 무윤활 비상 운전에서 더 오랜 시간 작동할 수 있습니다.
베어링 내 오염 입자에 대한 높은 저항성
Si₃N₄ 롤링 요소는 일반적으로 베어링 내의 전형적인 오염 입자보다 더 단단합니다. 롤링 요소가 지나가면서 입자를 분쇄하거나 레이스웨이에 압입하며, 후속 롤링 요소가 이를 평탄하게 만듭니다.
진동에 대한 높은 저항성
HYTEC 하이브리드 베어링은 정지 진동에 상대적으로 둔감합니다. 따라서 거짓 브리넬링(false brinelling)과 같은 손상을 크게 방지할 수 있습니다.
HYTEC 하이브리드 베어링의 제조
베어링 링과 케이지는 유명한 유럽 및 일본 제조업체에서 생산됩니다.
최적의 미세구조와 기공률을 갖춘 당사의 베어링 등급 Si₃N₄ 볼은 오스트리아에서 이러한 베어링 링에 조립됩니다.
당사의 고성능 윤활제는 유명한 독일 제조업체에서 공급받으며, 고객이 지정하는 윤활제도 기꺼이 사용합니다.
식품 산업에서는 NSF H1 인증 윤활제를 사용하며, 일반적으로 저부식성 재료의 베어링과 함께 사용됩니다.
최소 주문 수량은 1개입니다. 따라서 고객은 최소 수량으로 하이브리드 베어링을 테스트할 수 있습니다.
소량 생산은 일반적으로 2~4일 내에 완료됩니다.
대량 생산 솔루션의 경우, 유럽과 아시아 모두에 제조 파트너가 있습니다. 중간 규모의 배치에서도 PEEK, FKM 및 고성능 강재와 같은 다양한 고성능 재료 조합을 제공할 수 있습니다.
어떤 베어링 유형을 하이브리드 베어링으로 제조할 수 있는가
하이브리드 베어링의 구매 비용은 항상 전강 베어링보다 현저히 높습니다. 중형 크기까지의 볼 베어링은 현재 "경제적으로" 제조할 수 있습니다.
사용되는 볼 크기가 커질수록 제조 비용이 크게 상승합니다.
세라믹 롤러는 매우 고가이며, 고객의 요청이 있을 때만 설치합니다. 일반적인 롤러의 납기는 3~5주입니다.
라벨링 / 포장 / 마킹
베어링에는 사후 마킹을 하지 않습니다. 따라서 베어링의 라벨링은 원래 그대로이며 변경되지 않습니다.
원래 포장으로 포장되며, 식별 스티커가 추가로 부착됩니다.
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