베어링 하중 계산기
두 베어링 사이에 작용하는 반경 하중은 거리에 반비례하여 두 베어링에 나뉩니다. 하중과 두 거리를 입력하면 각 베어링의 지지 반력이 나오고, 부싱 내경과 길이를 더 입력하면 면압(N/mm²)까지 확인할 수 있습니다.
두 점에서 지지되는 샤프트나 핀에 반경 하중 하나가 그 사이에 작용하는 경우에 사용하십시오. 부싱 두 개에 끼운 피벗 핀, 베어링 두 개 사이의 펌프 샤프트, 샤프트 위의 롤러가 그 예입니다. 하중이 여러 개이면 하중별로 따로 계산한 뒤 각 베어링의 반력을 합산하십시오.
공식: 단순 지지 샤프트의 반력
베어링 1에서 L1, 베어링 2에서 L2 떨어진 곳에 하중 P가 작용하면, 각 베어링에 대한 모멘트 평형에서 R1 = P · L2 / (L1 + L2), R2 = P · L1 / (L1 + L2)가 나옵니다. 하중에 가까운 베어링이 더 많이 받고, 하중이 한 베어링 바로 위에 있으면 그 베어링이 전부를 받습니다. R1 + R2는 항상 P와 같습니다.
이 공식은 하중이 두 베어링 사이에 있다고 가정합니다. 하중이 베어링 간격 밖에 걸리는 오버행(돌출) 하중이면 한쪽 반력의 방향이 반대가 되고 크기가 P를 넘을 수 있습니다. 이런 경우는 계산기보다 스케치를 그려 당사에 문의하시는 것이 낫습니다.
반력에서 면압으로
미끄럼 베어링 소재의 정격은 면압으로 표시합니다. 반력을 부싱의 투영 면적으로 나눈 값, 즉 p = R / (d × L), 단위는 N/mm²입니다(1 N/mm² = 1 MPa ≈ 145 psi). 내경과 길이를 입력하면 각 베어링의 p가 표시됩니다. 이 값을 제품 페이지의 한계값과 비교하십시오. 예를 들어 JBM-ST 열처리 강 부싱의 정하중 정격은 250 N/mm²이고, 주조 청동과 바이메탈 부싱은 합금에 따라 그보다 낮은 값입니다.
정하중 한계는 운전 한계가 아닙니다. 움직이는 부싱에는 면압과 미끄럼 속도의 곱인 PV 한계도 있으므로, 그 검토는 미끄럼 베어링 PV 계산기를 이용하십시오.
두 베어링의 하중 차이가 크면 둘 다 크게 잡는 대신, 하중이 큰 쪽에만 더 긴 부싱이나 다른 소재의 부싱을 지정하는 것이 일반적입니다.
계산 예시
버킷 핀이 두 부싱 사이에서 P = 120 kN을 받고, 베어링 1에서 120 mm, 베어링 2에서 80 mm 떨어져 있습니다. R1 = 120 × 80 / 200 = 48 kN, R2 = 120 × 120 / 200 = 72 kN입니다. 내경 60 mm × 길이 70 mm 부싱이면 투영 면적은 4,200 mm²이고, 면압은 베어링 1에서 11.4 N/mm², 베어링 2에서 17.1 N/mm²로, 열처리 강이나 바이메탈 핀 부싱의 정하중 정격에 비하면 매우 여유가 있습니다.
가정과 한계
이 계산은 평면 정역학입니다. 다음은 고려하지 않습니다:
- 샤프트 자중과 베어링 마찰. 보통 작용 하중에 비해 작습니다.
- 정렬 불량과 샤프트 휨. 하중을 부싱 가장자리에 집중시키며, 휘기 쉬운 샤프트에 긴 부싱을 쓰면 가장자리 압력이 p보다 높아집니다.
- 축 방향(스러스트) 하중. 플랜지나 스러스트 와셔가 받는 하중이며 반경 방향 반력에는 포함되지 않습니다.
- 동적 계수와 충격 계수. 정하중 한계와 비교하기 전에 P에 해당 기계의 사용 계수를 곱하십시오.
자주 묻는 질문
어느 쪽이 베어링 1입니까?
어느 쪽이든 상관없습니다. 계산기는 대칭입니다. 스케치에 번호를 붙이고 하중에서 그 베어링까지의 거리를 L1으로 입력하면, 결과도 같은 번호로 표시됩니다.
하중이 두 베어링 사이에 없으면 어떻게 합니까?
그 경우 샤프트는 오버행 상태이고 한쪽 반력의 방향이 반대가 됩니다. 위 공식을 그대로 적용할 수 없으므로 스케치를 보내주시면 당사가 함께 반력을 계산해 드립니다.
부싱 내경과 길이는 왜 필요합니까?
반력을 면압으로 환산하기 위해서입니다. 미끄럼 베어링 소재의 정격이 면압으로 표시되기 때문입니다. 투영 면적은 곡면 면적이 아니라 내경 × 길이입니다.
kN이나 lbf로 입력할 수 있습니까?
단위 전환에 따라 N 또는 lbf(파운드힘)로 입력하십시오. 120 kN이면 120000을 입력합니다. 10 kN을 넘는 결과는 kN으로 표시됩니다.