JOURNAL BEARING FRICTION RIG – TE 39 – (저어널베어링 마찰력 시험기)
모델 TE 39 Journal Bearing Friction 시험기 – 개념
- 모델 TE 39 Journal Bearing Friction Rig는 일반 선반과 유사한 구조를 기반으로 설계된 저널베어링 마찰 시험기입니다.
- 샤프트 시편을 최대 2,000 rpm으로 연속 회전시키거나 ±20° 진동 운동을 구현할 수 있으며, 반경 하중(=원주방향)으로 하중을 적용 인가한 상태에서 축방향 하중과 마찰 토크를 동시에 정밀 측정 합니다.
- 헤드스톡(구동부), 테일스톡(하중 토크 측정부), 툴포스트(하중 인가부)가 리니어 슬라이드 위에 정밀 정렬되어 작동하며, 최대 30 mm 축방향 왕복 운동도 구현 가능 합니다.
- 공압식 하중 시스템과 에어 베어링 기반 자기정렬 구조를 적용하여, 실제 운전 조건에 가까운 윤활 및 마찰 거동을 재현하고 안정적인 데이터 취득이 가능 합니다.
- 50년 이상의 TRIBOLOGY 축적 기술로 PC 기반 제어 및 데이터 수집 시스템을 통해 자동 시험 시퀀스 운용과 정밀 분석이 가능합니다.
TE 39 Journal Bearing Friction Rig – 시험 형상 이미지
시계방향 반시계방향으로 제어하는이유는 ?
① 왕복 운동(Reciprocating) 조건 재현
- 건설장비 핀-부싱, 저널베어링, 캠·로커 접촉 등은 한 방향 지속 회전이 아니라 앞뒤 반복 운동을 함
- 윤활막이 형성되었다가 다시 파괴되는 과정을 반복 재현 가능
② 경계윤활 혼합윤활 평가
- 회전 방향이 바뀌면 유막 형성이 불안정해짐
- 방향 전환 구간에서 최소 유막 두께 감소
- 실제 마모 스커핑 시저(scuffing Seizure) 발생 조건에 가까움
③ 마찰 토크 히스테리시스 분석
- 정 역회전 시 마찰계수 차이 비교
- 표면 거칠기 방향성(텍스처 효과) 평가 가능
④ 마모 패턴 대칭성 확인
- 한 방향만 회전하면 편마모 발생
- 양방향 시험으로 베어링 접촉 안정성 평가
⑤ 유압 엔진 항공 부품 조건 모사
- 크랭크축 저널, 유압 실린더 베어링, 진동기 부품 등은 실제로 방향 전환 하중을 받음
정리하면,
단순 회전 마찰이 아니라, 실제 장비에서 발생하는 “가혹 조건”을 재현하기 위해 정회전 역회전 제어 기능을 사용 합니다.
X축으로 변위 이동 제어하는이유는 ?
① 축방향 왕복 마찰 재현
- 실제 장비의 저널베어링은 순수 회전만 하지 않음
- 축방향 미세 이동(End play), 열팽창, 유압 변동 등에 의해 앞뒤 움직임 발생
- X축 이동으로 이러한 조건을 재현
② 윤활막 안정성 평가
- 축방향 이동 시 유막이 재형성/붕괴 반복
- 경계윤활 ↔ 혼합윤활 전이 구간 분석 가능
- 유막 파괴 민감도 시험에 중요
③ 마모 분포 제어
- 동일 위치에서만 접촉하면 국부 마모 집중
- 축방향 이동으로 접촉 위치를 분산
- 장시간 수명 시험 시 유리
④ 부분 저널 베어링 시험 대응
- Half bearing, partial bearing 시험 시
- 접촉 위치를 정밀 조정해야 함
- X축 이동으로 정렬 및 접촉점 위치 최적화
⑤ 실제 기계 조건 모사
- 크랭크축
- 압축기 베어링
- 선박 프로펠러 샤프트
- 대형 산업 저널베어링
- 이들 모두 미세한 축방향 움직임 존재
정리
X축 이동 제어는 “위치 조정 기능”이 아니라
실제 운전 조건의 축방향 동적 거동을 재현하고, 윤활·마찰 안정성을 평가하기 위한 핵심 기능 입니다.
TE 39 Journal Bearing Friction Rig – 시험기
모델 TE 39 Journal Bearing Friction 시험기 – 개념
시험기는 일반 선반과 유사한 구조로 설계되어 있으며, 다음과 같은 주요 구성으로 이루어져 있습니다.
- 헤드스톡(Head-stock) : 샤프트 시편을 장착하는 구동부
- 테일스톡(Tail-stock) : 축방향 힘과 반경 방향 토크를 동시에 측정하는 트랜스듀서를 장착
- 툴포스트(Tool-post) : 베어링 시편을 장착하고 반경 방향 하중을 인가
헤드스톡과 테일스톡 어셈블리는 베어링 블록 위의 표준 리니어 슬라이드에 장착되어 있으며, 수동 클램프로 위치를 고정하도록 설계되어 있습니다.
모델 TE 39 Journal Bearing Friction 시험기 – Head Stock
- 헤드스톡은 교체 가능한 모터와 스핀들 어셈블리로 구성되며, 각각은 별도의 베어링 슬라이드 위에 장착됩니다. 정상 운전 중에는 두 구성 요소의 위치가 고정됩니다.
- 최대 2,000 rpm의 연속 회전 시험 시에는 서보 모터가 스핀들 어셈블리에 직접 연결되어 구동합니다.
- ±20° 범위에서 1 Hz 진동 운동이 필요한 경우에는 직접 구동 모터 대신, 100:1 감속 기어박스를 통해 구동되는 소형 서보 모터로 교체됩니다.
- 스핀들 어셈블리는 직경 5 mm에서 30 mm까지의 샤프트 시편을 장착할 수 있도록 설계되어 있으며, 풀-인 테이퍼 구조를 포함합니다.
- 소직경 시편 및 저하중 조건에서는 표준 머신툴용 테이퍼 콜렛을 사용하고, 대직경 및 고하중 조건에서는 테이퍼와 샤프트를 일체형으로 제작하여 사용합니다.
모델 TE 39 Journal Bearing Friction 시험기 – Tail Stock
- 테일스톡은 리니어 슬라이드에 장착된 브래킷 구조로 되어 있으며, 수평으로 설치된 비회전식 복합 트랜스듀서(축방향 하중 및 토크 동시 측정)를 지지합니다.
- 이 어셈블리에 작용하는 힘은 시험 베어링에서 발생하는 축방향 하중과 마찰에 의해 발생하는 *순수 커플 토크(pure couple)*뿐입니다.
- 축방향 왕복 운동을 구현하기 위해 테일스톡은 리니어 베어링 위에서 자유롭게 이동할 수 있으며, 동축으로 장착된 볼스크루 액추에이터에 의해 위치와 운동이 제어됩니다.
- 최대 스트로크는 30 mm이며, 최대 작동 주파수는 1 Hz 입니다.
모델 TE 39 Journal Bearing Friction 시험기 – 하중제어 시스템
- 툴포스트는 테일스톡에 연결된 리니어 슬라이드 위에 장착되어 있어, 두 장치가 함께 이동하도록 설계되어 있습니다.
- 구성은 표준 에어 벨로우즈(air bellows), 에어 부싱(air bushing), 크로스헤드 어셈블리로 이루어지며, 요구 하중 범위에 따라 2.5인치 또는 6인치 공압 벨로우즈를 두가지를 사용하여 하중을 인가합니다.
- 하중의 측정 및 피드백 제어를 위해 하중제어측정 센서가 포함되어 있으며, 서보 공압 제어 방식으로 정밀한 하중 제어가 가능합니다.
- 크로스헤드 어셈블리에는 오목형(concave) 반경 방향 에어 베어링이 장착되어 있으며, 에어 베어링과 크로스헤드 사이에는 직경 25 mm 볼이 자기정렬 인터페이스로 사용됩니다.
- 에어 베어링은 저널 베어링 시편 툴링을 지지하며, 기본 형상은 직경 250 mm의 원통 구조입니다. 이 원통은 전체 저널 베어링(full bearing)과 부분 저널 베어링(partial bearing) 시편을 모두 장착할 수 있도록 가공되어 있습니다.
- 또한, 하중 인가 슬라이드를 토크 트랜스듀서 슬라이드와 연결함으로써 두 장치가 함께 인덱싱되며, 최대 30 mm의 축방향 이동이 가능합니다. 이때 저널 베어링 시편 툴링은 에어 베어링에 대해 상대적으로 슬라이딩 운동을 하게 됩니다.
모델 TE 39 Journal Bearing Friction 시험기 – 트랜스듀서(센서) 연결 구조)
- 저널 베어링 시편 툴링은 수직으로 장착된 리니어 가이드를 통해 축방향 하중 및 토크 트랜스듀서와 연결되며, 이 연결 구조에 의해 회전이 제한됩니다.
- 이 방식은 시편 툴링이 트랜스듀서에 대해 수직 방향으로는 자유롭게 이동할 수 있도록 하면서도, 하중 인가에 영향을 주지 않고 트랜스듀서 말단에 굽힘 모멘트가 발생하지 않도록 설계된 것입니다.
- 시험 베어링과 샤프트가 정확히 동축으로 정렬되도록 하기 위해, 시험 베어링은 스페리컬 플레인 베어링 하우징에 장착 됩니다.
- 하우징의 좌우 위치는 조정이 가능하여, 측방향 오정렬을 보정할 수 있습니다.
Bearing Specimen Alignment
모델 TE 39 Journal Bearing Friction 시험기 – 계측 및 제어 시스템
- 50년 Tribology 전문 기술이 축적된, 제어 및 데이터 수집은 Windows 호환 COMPEND 2020 소프트웨어가 설치된 호스트 PC를 통해 수행되며, Phoenix Tribology USB 마이크로컨트롤러 인터페이스와 연동하여 작동합니다.
- 자동 제어는 사용자가 프로그래밍한 시험 시퀀스를 통해 구현되며, 수동 제어는 화면상의 토글 버튼을 이용하여 수행할 수 있습니다.
- 시험 데이터는 PC 하드디스크에 .csv 또는 .tsv 파일 형식으로 저장되어, 후속 분석 및 보고서 작성에 활용할 수 있습니다.
모델 TE 39 Journal Bearing Friction 시험기 – 상세 사양
Technical Specifications
| Maximum Radial Load | 5 kN |
| Bearing/Shaft Diameter | 5 to 30 mm |
| Spindle Taper | DIN 69871A, taper ISO 50 |
Rotary Motion
| Speed | 0 to 2000 rpm |
| Continuous Torque | 56.4 Nm |
| Peak Torque | 136 Nm |
Oscillating Motion
| Amplitude | Variable 0 to +/-20° |
| Frequency | 0.001 to 1 Hz |
Axial Motion
| Maximum Thrust | 5 kN |
| Stroke | 0 to 30 mm |
| Frequency | 0.001 to 1 Hz |
Air Bearing
| Input Pressure | 0.41 MPa |
| Ideal Load at 5um Fly Height | 6672 N |
| Stiffness | 1009 N/μm |
| Flow | 4.96 NLPM |
| Fly Height | 5 microns |
| Porous Media Material | Carbon |
| Viable Pressure Range | 0.414 – 0.552 MPa |
| Maximum Allowable Pressure Supply | 0.689 MPa |
| Common Guide Surfaces | Hard-coated aluminium |
| Guide Surface Finish | 16 RMS |
Controlled Parameters
| Frequency (rotational, oscillatory, reciprocating) |
| Amplitude (oscillatory, reciprocating) |
| Test Duration |
| Load |
Measured Parameters
| Frequency |
| Amplitude |
| Load |
| Friction Torque |
| Axial Friction Force |
| RMS Friction |
| Contact Potential |
Services
| Electricity | 380/415V, three phase plus neutral, 50/60 Hz, 20 kW |
| Air | 4 cfm at 8 bar (120 psi) |
영국 PHOENIX사의 RCF 구름접촉피로 시험기/베어링 시험기 리스트 : Phoenix 웹사이트
베어링 시험기 리스트 : 한미산업 사이트
저어널 베어링 – 모델 DN 22 : Phoenix Tribology 웹사이트
한미산업
1999년 개업 이후, 지난 30여년간
- Tribology(마찰/마모/윤활/CMP 연마), 스크래치, 고온 경도계, 베어링 시험기 : 미유럽 일본의 유명 제조공급사인 BRUKER, PHOENIX Tribology, TABER, SHINTO Heidon, INNOWEP, AMTEC, TRICO사.
- 열분석기(DSC,TGA,STA,TMA), 고온진공로 : 스위스 KEP 그룹의 SETARAM SETSAFE, 미국 MRF사, 일본 ENEOS MATERIALS사의 수지 열경화 시험기 등
최첨단 장비들을 국내에 소개 및 판매 기술 지원하여 왔으며, 또한 이기술을 바탕으로 일부 품목 제조를 통하여 국산화에도 노력하여 왔습니다. 앞으로도 더욱 노력하여 국내 기술 발전에 이바지 하도록 하겠습니다.
상호: 한미산업
대표: 최동하
사업자등록번호: 219-02-82992
Address
서울특별시 송파구 송파대로 167, 문정역 테라타워 A동 6층 619호. (문정동 651) 우편번호 05855
찾아오시는 길
서울 지하철 8호선 문정역 3번 출구에서 도보 약 300m 거리에 위치해 있으며, 지하 보행 통로로도 연결되어 있어 우천 시에도 편리하게 방문하실 수 있습니다.
Tel. 02-3411-0173
Fax. 02-3411-0178
choi.dongha77@gmail.com
견적문의
한미산업. All rights reserved.