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제목	3-2 기본 정격 수명과 기본 동정격 하중

분류	베어링규격 > 베어링기술정보	작성일	2006.08.11

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1.정격 하중과 베어링 수명

3-2 기본 정격 수명과 기본 동정격 하중

일군의 같은 베어링이 동일한 조건에서 운전해도 수명은 그림 3-1과 같이 큰 산포를 갖는다. 이것은 재로의 피로 자체가 일정하지 않기 때문이다. 따라서 수명을 평균치로 취하는 것은 무의미하기 때문에 하나의 통계치로서 정격 수명을 사용한다.

[그림 3-1] 베어링 피로 수명의 산포
(깊은 홈 볼 베어링 6309 30개 시험 결과)

기본 정격 수명이란 일군의 같은 베어링을 동리 조건에서 각각 회전시켰을 때, 그 중 90%의 베어링이 구름 피로에 의한 플레이킹을 일으키지 않고 회전할 수 있는 총 회전 수 또는 총 회전시간을 말한다.

베어링의 동적 부하 능력을 나타내는 기본 동정격 하중은 외륜 고정, 내륜 회전의 조건에서 정격 피로 수명이 100만 회전이 될 수 있는 방향과 크기가 일정한 하중을 의미한다. 레이디얼 베어링은 순수 경방향 하중, 스러스트 베어링은 순수 축방향 하중을 취한다.

KBS 베어링은 ISO 281/I 및 KS B 2019 규정에 의거 기본 동정격 하중을 결정하였으며, 레이디얼 베어링의 C1과 스러스트 베어링의 Ca는 치수표에 표기되어 있다.

베어링의 기본 정격 수명과 기본 동정격 하중, 동등가 하중은 식 3-1과 같은 관계가 있다. 또한 기본 정격수명을 회전 시간으로 나타낼 경우에는 식 3-2와 같이 된다

L10 = L = (C/P)P···································································· (식 3-1)

Lh10 = Lh = (C/P)P / 60·n = L10 / 60·n······························· (식 3-2)

여기서
L10, L : 기본 정격 수명 [106 회전]
Lh10, Lh : 기본 정격 수명 [시간]
C : 기본 동정격 하중 [N], {kgf}
P : 동등가 하중 [N], {kgf}
P : 수명 지수
볼 베어링 p=3
롤러 베어링 p=10/3
n : 회전 속도 [rpm]

위 식을 변형하면

Lh = L·500·33⅓·60 / n·60
Lh/500 = (C/P)P · (33⅓ /n )
위 식으로부터 동하중 계수와 속도 계수를 추출할 수 있다.
동하중 계수 fL은 다음과 같이 정의한다.

··································(식 3-3)

여기서 fL이 1이면 수명은 500시간임을 알 수 있다.
속도 계수 fn은 다음과 같다.

··································(식 3-4)

여기서 fn이 1이면 속도는 33⅓ min-1임을 알 수 있다.

볼 베어링일 경우 Lh와 fL값, 회전 속도 n과 fn값은 표 3-1와 3-2에 롤러 베어링일 경우에 대해서는 표 3-3과 3-4에 나타내었다.

베어링의 수명 계산식을 동하중 계수와 속도 계수를 이용하면 아래와 같이 간단한 식으로 나타낼 수 있다.

fL = C / P · fn ··································(식 3-5)

[표 3-1] 기본 정격 수명과 동하중 계수 fL (볼 베어링의 경우)
Lh h	fL	Lh h	fL	Lh h	fL	Lh h	fL	Lh h	fL
100	0.585	420	0.944	1700	1.5	6500	2.35	28000	3.8
110	0.604	440	0.958	1800	1.53	7000	2.41	30000	3.91
120	0.621	460	0.973	1900	1.56	7500	2.47	32000	4
130	0.638	480	0.986	2000	1.59	8000	2.52	34000	4.08
140	0.654	500	1	2200	1.64	8500	2.57	36000	4.16

150	0.669	550	1.03	2400	1.69	9000	2.62	38000	4.24
160	0.684	600	1.06	2600	1.73	9500	2.67	40000	4.31
170	0.698	650	1.09	2800	1.78	10000	2.71	42000	4.38
180	0.711	700	1.12	3000	1.82	11000	2.8	44000	4.45
190	0.724	750	1.14	3200	1.86	12000	2.88	46000	4.51

200	0.737	800	1.17	3400	1.89	13000	2.96	48000	4.58
220	0.761	850	1.19	3600	1.93	14000	3.04	50000	4.64
240	0.783	900	1.22	3800	1.97	15000	3.11	55000	0.479
260	0.804	950	1.24	4000	2	16000	3.17	60000	4.93
280	0.824	1000	1.26	4200	2.03	17000	3.24	65000	5.07

300	0.843	1100	1.3	4400	2.06	18000	3.3	70000	5.19
320	0.862	1200	1.34	4600	2.1	19000	3.36	75000	5.31
340	0.879	1300	1.38	4800	2.13	20000	3.42	80000	5.43
360	0.896	1400	1.41	5000	2.15	22000	3.53	85000	5.54
380	0.913	1500	1.44	5500	2.22	24000	3.63	90000	5.65

400	0.928	1600	1.47	6000	2.29	26000	3.73	100000	5.85

[표 3-2] 회전 속도와 속도 계수 fn (볼 베어링의 경우)
n min-1	fn	n min-1	fn	n min-1	fn	n min-1	fn	n min-1	fn
10	1.49	55	0.846	340	0.461	1800	0.265	9500	0.152
11	1.45	60	0.822	360	0.452	1900	0.26	10000	0.14
12	1.41	65	0.8	380	0.444	2000	0.255	11000	0.145
13	1.37	70	0.781	400	0.437	2200	0.247	12000	0.141
14	1.34	75	0.763	420	0.43	2400	0.24	13000	0.137

15	1.3	80	0.747	440	0.423	2600	0.234	14000	0.13
16	1.28	85	0.732	460	0.417	2800	0.228	15000	0.131
17	1.25	90	0.718	480	0.411	3000	0.223	16000	0.128
18	1.23	95	0.705	500	0.405	3200	0.218	17000	0.125
19	1.21	100	0.693	550	0.393	3400	0.214	18000	0.12

20	1.19	110	0.672	600	0.382	3600	0.21	19000	0.12
22	1.15	120	0.652	650	0.372	3800	0.206	20000	0.119
24	1.12	130	0.635	700	0.362	4000	0.203	22000	0.115
26	1.09	140	0.62	750	0.354	4200	0.199	24000	0.112
28	1.06	150	0.606	800	0.347	4400	0.196	26000	0.109

30	1.04	160	0.593	850	0.34	4600	0.194	28000	0.10
32	1.01	170	0.581	900	0.333	4800	0.191	30000	0.10
34	0.993	180	0.57	950	0.327	5000	0.188	32000	0.101
36	0.975	190	0.56	1000	0.322	5500	0.182	34000	0.0993
38	0.957	200	0.55	1100	0.312	6000	0.177	36000	0.0975

40	0.941	220	0.533	1200	0.303	6500	0.172	38000	0.0957
42	0.926	240	0.518	1300	0.295	7000	0.168	40000	0.0941
44	0.912	260	0.504	1400	0.288	7500	0.164	42000	0.0926
46	0.898	280	0.492	1500	0.281	8000	0.161	44000	0.0912
48	0.886	300	0.481	1600	0.275	8500	0.158	46000	0.0898

50	0.874	320	0.471	1700	0.27	9000	0.155	50000	0.0874

[표 3-3] 기본 정격 수명과 동하중 계수 fL (롤러베어링의 경우)
Lh h	fL	Lh h	fL	Lh h	fL	Lh h	fL	Lh h	fL
100	0.617	420	0.949	1700	1.44	6500	2.16	28000	3.35
110	0.635	440	0.962	1800	1.47	7000	2.21	30000	3.42
120	0.652	460	0.975	1900	1.49	7500	2.25	32000	3.48
130	0.668	480	0.988	2000	1.52	8000	2.3	34000	3.55
140	0.683	500	1	2200	1.56	8500	2.34	36000	3.61

150	0.697	550	1.03	2400	1.6	9000	2.38	38000	3.67
160	0.71	600	1.06	2600	1.64	9500	2.42	40000	3.72
170	0.724	650	1.08	2800	1.68	10000	2.46	42000	3.78
180	0.736	700	1.11	3000	1.71	11000	2.53	44000	3.83
190	0.748	750	1.13	3200	1.75	12000	2.59	46000	3.88

200	0.76	800	1.15	3400	1.78	13000	2.66	48000	3.93
220	0.782	850	1.17	3600	1.81	14000	2.72	50000	3.98
240	0.802	900	1.19	3800	1.84	15000	2.77	55000	4.1
260	0.822	950	1.21	4000	1.87	16000	2.83	60000	4.2
280	0.84	1000	1.23	4200	1.89	17000	2.88	65000	4.31

300	0.858	1100	1.27	4400	1.92	18000	2.93	70000	4.4
320	0.875	1200	1.3	4600	1.95	19000	2.98	80000	4.58
340	0.891	1300	1.33	4800	1.97	20000	3.02	90000	4.75
360	0.906	1400	1.36	5000	2	22000	3.19	100000	4.9
380	0.921	55000	1.39	5500	2.05	24000	3.19	150000	5.54

400	0.935	1600	1.42	6000	2.11	26000	3.27	200000	6.03

[표 3-4] 회전 속도와 속도 계수 fn(롤러베어링의 경우)
n min-1	fn	n min-1	fn	n min-1	fn	n min-1	fn	n min-1	fn
10	1.44	55	0.861	340	0.498	1800	0.302	9500	0.183
11	1.39	60	0.838	360	0.49	1900	0.297	10000	0.181
12	1.36	65	0.818	380	0.482	2000	0.293	11000	0.176
13	1.33	70	0.8	400	0.475	2200	0.285	12000	0.171
14	1.3	75	0.784	420	0.468	2400	0.277	13000	0.167

15	1.27	80	0.769	440	0.461	2600	0.270	14000	0.163
16	1.25	85	0.755	460	0.455	2800	0.265	15000	0.16
17	1.22	90	0.742	480	0.449	3000	0.259	16000	0.157
1.2	1.2	95	0.73	500	0.444	3200	0.254	17000	0.154
19	1.18	100	0.719	550	0.431	3400	0.25	18000	0.151

20	1.17	110	0.699	600	0.42	3600	0.245	19000	0.149
22	1.13	120	0.681	650	0.41	3800	0.242	20000	0.147
24	1.1	130	0.655	700	0.401	4000	0.328	22000	0.143
26	1.08	140	0.65	750	0.393	4200	0.324	24000	0.139
28	1.05	150	0.637	800	0.385	440	0.231	26000	0.136

30	1.03	160	0.625	850	0.378	4600	0.228	28000	0.133
32	1.01	170	0.613	900	0.372	4800	0.225	30000	0.13
34	0.994	180	0.603	950	0.366	5000	0.222	32000	0.127
36	0.977	190	0.593	1000	0.36	5500	0.216	34000	0.125
38	0.961	200	0.584	1100	0.35	6000	0.211	36000	0.123

40	0.947	220	0.568	1200	0.341	6500	0.206	38000	0.121
42	0.933	240	0.553	1300	0.333	7000	0.201	40000	0.119
44	0.92	260	0.54	1400	0.326	7500	0.179	42000	0.117
46	0.908	280	0.528	1500	0.319	8000	0.193	44000	0.116
48	0.896	300	0.517	1600	0.313	8500	0.19	46000	0.114

50	0.885	320	0.507	1700	0.307	9000	0.186	50000	0.111

자료출처 : KBC베어링 기술정보

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