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Jan 08, 2024

NSK, 초음파 테스트를 적용한 세계 최초의 고정밀 베어링 수명 예측 방법 개발

NSK는 세계 최초의 고정밀 수명 예측 방법을 개발했습니다.

NSK는 초음파 테스트를 통해 강철에 포함된 비금속 개재물의 통계 데이터를 기반으로 강철 롤링 베어링의 수명을 예측하는 고정밀 방법을 세계 최초로 개발했습니다. 비금속 개재물은 일반적으로 구름 접촉(박리) 피로의 원인입니다.

NSK Ltd.는 철강에 포함된 비금속 개재물(불순물)의 통계 데이터(크기 및 양)를 기반으로 구름 베어링의 수명을 매우 정확하게 예측하는 방법을 세계 최초로 개발했습니다.

이 기술을 통해 NSK는 베어링의 기본 동적 정격 하중을 개정할 수 있었고 더 나아가 고객이 고품질 NSK 베어링의 긴 수명 성능을 최대한 활용하는 기계와 차량을 설계할 수 있게 되었습니다.

NSK는 처음에 이 기술을 기반으로 한 솔루션을 선별된 고객에게 제안하기 시작할 것이며, 이어서 표준 베어링 라인업의 기본 동적 정격 하중에 대한 광범위한 개정이 이어질 것입니다.

NSK 베어링은 고품질 강철로 만들어졌으며 NSK 연구원 및 엔지니어가 철강 제조업체와 긴밀히 협력하여 지속적으로 개선되었습니다. 결과적으로 NSK 베어링의 실제 수명은 ISO 표준에 따라 계산된 베어링 수명보다 상당히 길어지는 경향이 있습니다.

고객이 기계 설계에서 NSK 베어링의 장수명 성능을 최대한 활용하고 탄소 중립을 추구할 수 있도록 하기 위해 우리는 높은 정확도로 구름 피로 수명을 계산할 수 있는 기술이 필요했습니다.

베어링의 구름 접촉 피로 수명은 강철에 포함된 비금속 개재물의 크기 및 양과 밀접한 관련이 있습니다. 강철에 따라 비금속 개재물의 양과 분포가 크게 달라질 수 있습니다. NSK의 독특한 Micro-UT 방법*1은 기존 방법*2에 비해 1/5의 시간 내에 3,000배 더 많은 양의 강철을 검사할 수 있습니다. 이를 통해 베어링강의 비금속 개재물에 대한 신뢰성 높은 통계 데이터를 효율적으로 수집하고 분석할 수 있습니다.

비금속 개재물 분석을 기반으로 베어링 수명 계산 방법을 도출하기 위해 NSK는 구름 베어링 궤도에 다양한 크기의 비금속 개재물을 시뮬레이션하는 인공 결함을 도입하는 독특한 회전 테스트 방법을 개발했습니다.

우리는 의도한 대로 특정 실패 모드를 재현하는 데 성공했으며, 인위적인 결함 주변의 응력을 재현 및 분석할 수 있는 시뮬레이션*3을 추가로 생성하여 박리 피로 메커니즘을 더욱 명확하게 했습니다.

이를 바탕으로 우리는 강철의 비금속 개재물 크기를 기반으로 구름 접촉 피로 수명을 계산하는 세계 최초*4 방법을 성공적으로 개발했습니다.

NSK의 Micro-UT 방법을 사용한 매우 정확한 베어링 수명 예측을 통해 NSK 베어링의 수명 성능을 이전보다 더 정확하게 계산할 수 있습니다. 이 계산 방법은 베어링의 기본 동정격 하중을 수정하기 위해 적용되며, 이는 적용 수명 계산에 사용되는 필수 매개변수입니다. 예를 들어 레이디얼 롤러 베어링의 경우 기본 동정격 하중을 수정하여 등가 구름 접촉 피로 수명을 두 배로 늘릴 수 있습니다.

수정된 기본 동정격 하중은 기계 설계에서 NSK 베어링의 긴 수명 성능을 활용하려는 고객에게 새로운 가능성을 열어줍니다. 이를 통해 고객은 부품 교체 및 기계 유지 관리 빈도를 줄이고 기계 및 장치 설계를 축소할 수 있어 탄소 중립 사회 실현에 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다. 노트

원천:NSK