부싱 장착과 압입

하우징 준비

하우징은 세 가지 일을 합니다. 마찰로 부싱을 붙잡아 두고, 부싱의 형상을 정하며(박육 부싱은 압입된 내경의 형상을 그대로 따릅니다), 열을 밖으로 내보냅니다. H7로 가공하고 직경뿐 아니라 진원도도 확인하십시오. 하우징 내경이 타원이거나 테이퍼져 있으면 부싱도 타원이 되거나 테이퍼집니다. 부싱이 기울지 않고 똑바로 들어가도록 입구에 챔퍼(모따기)를 내십시오. 권취형 복합 부싱과 바이메탈 부싱에는 약 1 mm 구간에 15~20°, 가공 청동 부싱에는 1~2 mm × 45°입니다. 버를 제거하고 내경을 깨끗이 닦으십시오. 얇은 강 백메탈 밑에 칩이 하나라도 끼면 그 자리가 내경에 그대로 튀어나옵니다.

박육 부싱에서는 하우징 소재도 중요합니다. 알루미늄이나 플라스틱 하우징은 복합 부싱의 강 백메탈보다 더 많이 팽창하므로 조립체가 더워지면 붙잡는 힘이 줄어듭니다. 이런 경우 간섭량 범위의 상한을 쓰거나, 부싱을 더 길게 하거나, 기계적인 멈춤 구조(플랜지, 리테이닝 링, 하우징을 관통하는 핀)를 두십시오.

간섭량: 얼마나 필요하고 어디서 정해지나

가공 청동 부싱의 끼워맞춤 체계는 ISO 4379가 정합니다. 외경은 Ø120 mm까지 s6, 그 이상은 r6으로 다듬고 하우징은 H7이며, 여기서 생기는 간섭량(죔새)은 Ø48에서 18~59 µm, Ø115에서 43~101 µm입니다. 내경은 압입 전에 E6으로 다듬어 두어, 압입하면 약 H8로 오므라들게 합니다. 청동 부싱 규격표에는 치수 구간별 편차와 그 결과인 간섭량·틈새가 실려 있고, 압입 간섭량 계산기는 어떤 직경에 대해서도 같은 값을 계산해 줍니다.

권취형 부싱은 ISO 공차 등급이 아니라 카탈로그가 간섭량을 정합니다. 외경 Ø12의 JBM-090 권취형 청동 부싱은 12 H7 하우징에 맞춰 +0.065 / +0.030 mm 크게 만들고, 외경 Ø55의 JBM-10 PTFE 부싱은 +0.100 / +0.055입니다. 권취형 부싱은 분할 슬리브이므로 같은 간섭량의 일체형 슬리브보다 작은 힘으로 들어가며, 이음부를 닫는 일은 하우징에 맡깁니다. 이 간섭량은 의도된 값이므로 조립을 쉽게 하려고 줄여서는 안 됩니다.

압입 후 내경은 얼마나 줄어드나

박육 부싱은 링처럼 거동합니다. 외경에 걸린 반경 방향 간섭량이 거의 그대로 내경의 감소로 나타납니다. 직경 간섭량 0.05 mm의 권취형 부싱은 내경도 약 0.05 mm 줄어들며, 규격표가 자유 상태 내경 대신 압입 후 내경을 싣는 이유가 여기에 있습니다. 두꺼운 가공 슬리브는 벽이 변형의 일부를 압축 응력으로 받아 내므로 덜 줄어듭니다. 벽 두께가 내경의 10% 정도라면 간섭량의 약 70~90%가 내경에 나타난다고 보고, 초품에서 실측으로 확인하십시오.

설계자에게 뜻하는 바는 분명합니다. 운전 틈새는 헐거운 상태의 부싱이 아니라 압입 후 내경이 정하고, 같은 부싱이라도 H7 하한의 하우징에서는 상한의 하우징보다 틈새가 작아집니다. 규격표의 틈새 열은 공차 누적 전체의 최소~최대값입니다. 요구되는 틈새 범위가 그보다 좁으면 압입 후 내경 가공(솔리드 청동)을 지정하거나 선택 끼워맞춤(선별 조립)을 지정하십시오.

손상 없이 압입하는 방법

해머로 두드리지 말고 프레스로 넣으십시오. 해머는 부싱을 기울이고, 박육 부싱의 앞쪽 모서리를 접어 넣고, 청동 슬리브의 끝면을 뭉개 놓습니다. 아버 프레스나 유압 프레스에 단붙이 맨드릴(압입 지그)을 쓰십시오. 맨드릴의 파일럿은 내경에 0.1~0.2 mm 틈새로 들어가고, 단은 부싱 끝면을 누릅니다. 파일럿이 부싱을 똑바로 세워 주고 분할 부싱을 안에서 받쳐 주므로 이음부 모서리가 안쪽으로 접히지 않습니다. 플랜지 부싱은 플랜지 테두리가 아니라 맨드릴 위에 평판을 얹어 플랜지 면을 누르십시오. 권취형 부싱의 이음부는 하중 구간에서 떨어진 곳, 되도록 하중 방향과 90°가 되는 위치에 두고, 오일 홀이나 그루브는 하우징 급유구에 맞추십시오.

힘을 가하기 전에 부싱을 길이 전체에서 0.02 mm 이내로 정렬하십시오. 기울어진 채 들어가기 시작한 부싱은 하우징을 깎아 내고, 그렇게 커진 구멍에 헐겁게 자리 잡습니다. 대형 청동 부싱은 프레스 대신 드라이아이스나 액체 질소로 수축시켜 넣을 수 있으며, 이 방법은 하우징에 긁힘을 남기지 않습니다. 하우징을 가열하는 방법은 강이나 주철 하우징에는 통하지만 복합 부싱에는 쓸 수 없습니다. PTFE 층이 허용 온도를 넘어서면 안 되기 때문입니다. 하우징 내경에 오일을 얇게 바르면 청동과 강 부싱의 압입이 쉬워지지만, 복합 부싱의 내경에는 오일이 닿지 않게 하십시오. 설계에서 달리 정하지 않는 한 복합 부싱은 무윤활로 운전합니다.

압입 후 내경 검사

내경은 압입 후 하우징에 장착된 상태에서, 길이 방향 두 위치와 두 각도에서 측정하십시오. 캘리퍼스가 아니라 보어 게이지나 플러그 게이지를 씁니다. 측정값은 규격표나 도면의 압입 후 내경과 비교합니다. 한쪽 끝만 조이면 하우징이 진원이 아니었거나 부싱이 기울어져 들어간 것이고, 내경이 표보다 크면 하우징이 크게 가공되어 부싱이 충분히 붙잡히지 않은 것입니다. 권취형 부싱의 검사 방법은 ISO 3547-2에 있습니다. 외경은 링 게이지에서, 내경은 시험 하우징에서 확인하며, 자유 상태에서 캘리퍼스로 읽은 값은 합격 판정에 쓸 수 있는 측정값이 아닙니다.

그다음 샤프트를 확인합니다. 경도와 표면 거칠기는 소재별 요구값(선정 가이드 참조)에 맞고, 압입 후 내경에 대한 틈새가 맞아야 합니다. 샤프트를 손으로 돌려 보십시오. 기계에 하중을 걸기 전에 걸리는 곳 없이 가볍게 돌아가야 합니다.

압입 후 리밍과 라인 보링

솔리드 청동과 강 부싱은 압입 후에 내경을 마무리할 수 있고, 한 샤프트에 여러 부싱이 일렬로 놓이는 경우에는 그렇게 해야 합니다. 부싱을 모두 압입한 뒤 함께 리밍하거나 라인 보링하면 하우징 공차와 무관하게 동축이 맞습니다. 이렇게 할 계획이면 내경에 가공 여유(보통 0.1~0.3 mm)를 두고 주문하십시오. 흑연 삽입 청동은 가볍게 리밍할 수 있지만, 흑연 플러그가 뭉개지지 않도록 절삭 깊이를 얕게 하십시오.

복합 부싱과 바이메탈 부싱은 재가공하지 않습니다. PTFE나 POM 층은 얇고, 소결 청동 라이닝도 1 mm에 훨씬 못 미치는 두께입니다. 압입 후 틈새가 맞지 않으면 고쳐야 하는 것은 부싱이 아니라 하우징이나 샤프트입니다. 권취형 청동 부싱은 도면이 허용하는 경우에만 가볍게 사이징할 수 있습니다. 포켓이나 홀을 가로질러 깎으면 윤활제를 담아 두는 용량이 사라지기 때문입니다.

조립 시 윤활

주조 청동과 바이메탈: 첫 기동 전에 그루브나 포켓을 채우고 샤프트에 사용할 그리스나 오일을 바릅니다. 권취형 청동 JBM-090: 다이아몬드 포켓에 그리스를 채웁니다. JBM-092: 관통 홀을 하우징 급유구에 연결하고 그리스를 미리 채워 둡니다. POM 복합 JBM-20: 포켓이 모두 채워지도록 호환되는 그리스를 미끄럼면 전체에 바릅니다. 무윤활 운전용 부싱이 아닙니다. PTFE 복합 JBM-10, 흑연 삽입 청동, 소결 청동: 건조하고 깨끗한 상태로 조립합니다. PTFE 라이너에 오일이 묻어도 해롭지는 않지만 필요도 없고, 분진이 많은 환경에서 그리스는 연마 페이스트로 변합니다.

끼워맞춤을 도면에 명기하십시오. 하우징 H7, 부싱 외경 공차 등급 또는 카탈로그 오버사이즈, 압입 전·후 내경, 샤프트 공차 등급, 압입 후 내경 가공 여부입니다. 당사는 도면에 적힌 끼워맞춤을 기준으로 견적합니다.

장착 불량과 그 증상

운전 중 부싱이 하우징에서 밀려 나오면 간섭량이 부족했거나 하우징이 부싱보다 많이 팽창하는 것입니다. 하우징 내경과 소재를 확인하고 플랜지나 고정 구조를 추가하십시오. 박육 부싱의 압입 후 내경이 조이면 하우징이 H7 하한이거나 그보다 작게 가공된 것이며, 고칠 곳은 리머가 아니라 하우징입니다. 입구가 나팔처럼 벌어지거나 모서리가 접힌 것은 챔퍼가 없었거나 파일럿 없는 맨드릴을 쓴 결과입니다. 외경의 긁힘은 부싱이 기울어져 들어갔거나 하우징에 버가 있었다는 뜻입니다. 권취형 부싱의 이음부가 하중 구간에 놓이면 이음부를 따라 마모 선이 생기고 일찍 고장 나므로 방향을 다시 잡으십시오. POM 복합 부싱의 조기 마모는 거의 언제나 조립 시 포켓면에 그리스를 채우지 않은 것이 원인입니다.