부싱 선정 가이드

필터 1: 하중의 방향과 크기

하중 방향이 형상을 정합니다. 반경 하중만 있으면 슬리브 부싱, 축 하중만 있으면 스러스트 와셔, 반경 하중과 축 하중이 함께 있으면 플랜지 부싱 또는 슬리브와 와셔의 조합입니다. 반경 하중에 각도 정렬 불량이 더해지면 구면 베어링(스페리컬 베어링)의 영역이며 당사 범위 밖입니다. 축 하중이 부수적인 수준이 아니라 상당한 크기라면 플랜지 대신 전용 스러스트 와셔를 쓰십시오. 플랜지는 축 하중을 플랜지 뿌리(루트)로 받는데, 바로 그 뿌리가 강도의 한계 단면이기 때문입니다.

하중의 크기가 소재를 지웁니다. 먼저 면압을 계산합니다. p = 하중(N) ÷ (내경 × 베어링 길이, mm 단위)입니다. 하중을 받은 상태에서 샤프트가 움직이면 각 소재의 동하중(운동 시) 정격과 비교하고, 정지 상태에서만 하중을 받는 조인트라면 그때만 정하중 정격과 비교합니다. 정하중과 동하중 정격은 3~5배 차이가 나며 서로 바꿔 쓸 수 없습니다.

필터 2: 운동 형태

운동 형태는 적용할 정격을 바꾸고, 경우에 따라 윤활 구조(포켓인지 홀인지)까지 바꿉니다. 같은 하중이라면 요동 운동이 연속 회전보다 베어링에 더 가혹합니다. 방향이 바뀌는 반전점에서는 유체 윤활막이 만들어지지 않은 채 내내 하중을 받고 있기 때문입니다. 복합 부싱의 요동 정격이 정하중 정격의 약 1/4에 그치는 이유가 여기에 있습니다. 기동·정지가 잦은 운전에는 연속 운전과 다른 윤활 구조가 유리합니다. 관통 홀은 기동 시 유막을 빨리 만들고, 포켓은 정비 주기 사이에 그리스를 더 오래 붙잡아 둡니다.

필터 3: 윤활 여건

이 필터는 정비 일정표에 적힌 내용이 아니라 현장에서 실제로 일어날 일로 판단합니다. 윤활 포켓을 성형한 제품은 흔히 “무급유”로 소개되지만, 조립 시 그리스가 필요하고 사용 중 재급유도 필요합니다. 조인트에 정말로 윤활이 불가능하다면, 제품 분류 이름에 의존하지 말고 그 제품이 무윤활 운전 정격을 갖고 있는지 확인하십시오.

윤활이 오히려 해가 되는 경우가 하나 있습니다. 연마성 분진이 많은 환경에서는 그리스가 먼지와 모래를 끌어모아 접촉면에 연마 페이스트처럼 붙잡아 두는 반면, 건식 표면은 이물질을 그대로 통과시킵니다. 농기계, 채석 장비, 건설기계에서는 카탈로그상 하중 정격이 더 낮더라도 그리스 윤활 청동보다 무윤활 복합 부싱이나 흑연 삽입 청동의 수명이 더 긴 경우가 많습니다.

필터 4: 온도

온도는 가장 결정적인 필터인 경우가 많고, 후보를 단 하나로 줄여 버리기도 합니다. 표준 POM 복합은 +130 °C에서 끝나며, 이 단계에서 소재가 탈락하는 가장 흔한 원인이 바로 이것입니다. 솔리드 플라스틱은 그보다 더 일찍 끝납니다. 연속 온도와 피크 온도는 별개의 사양입니다. 부싱은 연속 조건으로 정격을 정하고, 피크가 한계 안에 머무는지를 따로 확인하십시오. 둘을 평균해서는 안 됩니다.

필터 5: 설치 공간

샤프트와 하우징 사이의 반경 방향 공간이 벽 두께를 정하고, 벽 두께는 제조 방식 자체를 통째로 지워 버립니다. 표준 내경 범위도 선택을 제약하지만, 비표준 치수와 공차는 모든 소재에서 도면 기준으로 제작하므로 범위를 벗어나는 규격은 탈락이 아니라 견적 문의 사항입니다.

마모된 하우징도 여기서 짚어 둘 만합니다. 권취형과 복합 부싱은 약 1 mm부터 정밀한 벽 두께를 유지하므로, 마모된 내경을 한 단계 크게 가공하고 박육 부싱을 끼우면 하우징을 교체하거나 슬리브를 덧대지 않고 해결되는 경우가 많습니다.

최종 확인: 샤프트

샤프트는 선정 기준 축은 아니지만, 다섯 필터를 모두 통과한 선정을 무효로 만들 수 있습니다. 도면을 출도하기 전에 상대면을 확인하십시오. 상대 부품을 경화할 수 없다면 경화가 필요 없는 소재는 PTFE 복합과 주조 청동이며, 샤프트에서 열처리 공정 하나를 없애는 이득이 부싱 가격 차이를 넘어서는 경우가 많습니다. 샤프트와 부싱의 평행도는 어떤 경우에도 베어링 폭 전체에서 0.02 mm 이내로 유지해야 합니다.

계산 예제

건설기계 붐 피벗을 예로 듭니다. 핀 60 mm, 베어링 길이 50 mm, 피크 하중 180 kN, 저속으로 약 40° 요동, 조립 시 그리스를 바르지만 이후 급유는 불확실, 주위 온도 최대 +80 °C, 반경 방향 공간 5 mm.

필터 1: p = 180,000 ÷ (60 × 50) = 60 N/mm². 주조 청동(동하중 25), 권취형 청동(40), 소결 청동은 하중 크기에서 탈락합니다. 하중은 반경 방향이고 축 방향 위치 고정이 필요하므로 플랜지 슬리브가 맞습니다. 필터 2: 요동 운전이므로 요동 정격을 적용합니다. 60 N/mm²는 PTFE 복합과 건식 POM 복합의 한계값에 정확히 걸려 둘 다 여유가 없고, 바이메탈(150)과 흑연 삽입 청동 650W3(100)은 여유가 충분합니다. 필터 3: 조립 시에는 그리스를 바르지만 이후가 불확실하므로 윤활제를 스스로 저장하거나 아예 필요 없는 소재가 유리합니다. POM 복합(포켓), 흑연 삽입 청동, 또는 그리스를 충분히 채운 바이메탈이 여기에 해당하고, PTFE는 하중 때문에 제외합니다. 필터 4: +80 °C는 아무것도 지우지 않습니다. 필터 5: 반경 방향 5 mm는 넉넉한 공간이어서 역시 아무것도 지우지 않습니다.

최종 후보: 흑연 삽입 청동 플랜지 부싱(650W3), 또는 조립 시 그리스를 채운 바이메탈 플랜지 부싱(JBM-800F). 흑연 삽입 청동은 그리스가 전혀 필요 없고 분진이 많은 현장에도 견딥니다. 바이메탈은 더 큰 하중을 받고 대량 생산에서 더 저렴하지만 채워 둔 그리스에 의존합니다. 결정을 가르는 질문은 하나입니다. 현장에 분진이 많고 급유 일정이 정말로 지켜지지 않는가(그렇다면 흑연 삽입 청동), 아니면 대량 생산 원가가 우선인가(그렇다면 바이메탈)입니다.

흔한 선정 실수

무윤활 대체품에 오일 그루브를 그대로 옮기는 것. 기존 청동 부품에서 물려받은 그루브 패턴은 복합 부싱의 베어링 면적을 아무 이득 없이 깎아 냅니다. 무급유 소재에는 그루브 없는 매끈한 내경이 맞습니다. 움직이는 조인트를 정하중 정격으로 지정하는 것. 정하중과 동하중 정격은 3배 이상 차이가 나며, 하중을 받은 채 샤프트가 움직이면 정하중 수치는 적용 대상이 아닙니다. 자유 상태의 내경을 압입 후 내경으로 여기는 것. 권취형과 복합 부싱은 외경이 크게 만들어져 공급되며 H7 하우징에 압입한 뒤에야 사용 치수에 도달합니다. 오일 그루브를 하중 구간에 두는 것. 그루브는 샤프트를 떠받치는 압력을 빼 버리므로, 그루브와 공급 홀은 내경의 하중이 걸리지 않는 쪽에 있어야 합니다. 부싱 가격만으로 고르는 것. 샤프트 경화 비용, 급유 일정의 운영 비용, 그 일정이 지켜지지 않았을 때의 가동 중단 비용은 모두 부싱 견적 밖에 있으며 견적 금액을 넘어서는 경우가 많습니다.

견적 문의 시 보내실 항목

다섯 필터가 범위를 좁히고, 여섯 가지 값이 결정을 마무리합니다. 샤프트 직경, 하우징 내경, 베어링 길이 또는 도면; 하중(N)과 그 성격(정지, 회전, 요동); 미끄럼 속도 또는 요동 주파수와 각도; 연속 및 피크 사용 온도; 조립 시와 사용 중의 윤활 여건; 그리고 환경(이물질, 화학 물질, 세척, 식품·의료 접촉)입니다. 이 값을 도면이나 기존 품번과 함께 보내주시면 대안과 선정 근거를 붙인 사양서로 회신합니다. 비표준 치수와 공차는 모든 소재에서 주문 제작합니다.

문의를 보내기 전에 미끄럼 베어링 PV 계산기로 p, v, PV 값을 소재별 한계와 비교해 보십시오.