플레인 베어링은 광범위한 항공 우주 응용 분야에서 사용되어 연료 효율을 높이고 유지 보수 간격을 연장하며 탄소 배출을 줄입니다. 이러한 응용 분야에는 항공기 날개 시스템 (플랩, 스포일러 및 슬랫), 비행 제어, 조종석 제어, 보조 동력 장치, 랜딩 기어, 도어 시스템 및 항공기 내부 (시트, 빈, 래치 및 힌지 지점)에 설치가 포함됩니다. 북미 지역 GGB 항공 우주 전략 계정 관리자 인 Brett Ricci는“우리의 플레인 베어링은 화성에도 발자국을 가지고 있습니다. "-200 ° C ~ +280 ° C의 온도에서 작동하는 플레인 베어링은 2012 년 이후 NASA Curiosity Mars Rover의 로봇 드릴링 암에서 주요 서스펜션 구성 요소로 사용되었습니다."
인상적으로, 이러한 모든 응용 분야는 금속-폴리머 및 섬유 강화 복합재 (FRC)의 두 가지 유형의 플레인 베어링으로 제공됩니다.
금속-폴리머 플레인 베어링
금속-폴리머 베어링은 폴리머-수지 라이닝으로 코팅 된 다공성 청동 내부 구조의 외부 금속 백킹으로 구성됩니다. 이 구조의 각 부분은 이러한 베어링의 전반적인 특성에 기여합니다. 폴리머 라이너는 마찰과 마모가 적은 윤활 특성을 제공합니다. 청동 내부 구조는 하중과 열을 전달하면서 폴리머 라이너를 포함하는 메커니즘을 제공합니다. 금속 백킹은 기계적 강도를 제공합니다. 금속-폴리머 베어링은 두 가지 종류가 있습니다 :자가 윤활 및 사전 윤활.
자체 윤활 베어링에는 부드러운 PTFE 기반 라이너가있어 작동 중에 정합 표면으로 전달되어 윤활제 필름을 형성합니다. 이는 건식 주행 조건에서 광범위한 하중, 속도 및 온도에 걸쳐 매우 우수한 마모와 낮은 마찰 성능을 제공합니다. 사전 윤활 베어링은이 라이너에 다른 재료를 사용하며 작동 전에 그리스로 채워진 원형 홈을 포함합니다.
“자체 윤활 금속 폴리머 베어링은 항공 우주 산업, 특히 DU-B에서 GGB의 가장 인기있는 제품입니다.”라고 GGB 항공 우주 응용 엔지니어 중 한 명인 Kim Evans는 말합니다. "항공기 착륙 장치 스트럿의 산업 표준이라고 말하고 싶습니다."
섬유 강화 복합재 (FRC) 베어링
FRC 베어링은 연속적으로 감겨 진 고강도 유리 섬유로 뒷받침되는 자체 윤활 라이너로 구성됩니다. FRC 베어링은 다양한 응용 분야에 적합하도록 섬유와 테이프의 두 가지 라이너를 사용합니다. 섬유 라이너는 높은 내마모성과 충격 및 정렬 불량 처리 능력을 향상시킵니다. PTFE 함량이 높기 때문에 테이프 라이너는 추가로 더 높은 속도 성능과 향상된 가공성을 제공합니다. 라이너에 관계없이 모든 FRC 베어링은 건식 윤활유를 사용하여 자체 윤활됩니다. 이 윤활 방법은 재 윤활이 필요하지 않으므로 마찰 계수가 낮고 마모율이 낮으며 유지 보수 간격이 연장됩니다. 또한 FRC 베어링은 광범위한 온도에서 작동 할 수 있으며 산, 염기, 염 용액, 오일, 연료, 알코올, 용매 및 가스에도 강합니다.
FRC 베어링은 내부 또는 외부 직경에 자체 윤활 라이너를 가질 수 있으며 라이너가 있거나없는 플랜지 또는 홈을 포함 할 수 있습니다. FRC 와셔, 플레이트 및 기타 사용자 정의 양식도 다양한 응용 분야에 사용할 수 있습니다. GGB의 FRC 제품 관리자 인 Yuri Klepach는“이러한 FRC 제품의 다양성과 사양은 대부분의 고하 중, 저속, 진동 애플리케이션에 탁월한 선택입니다.
플레인 베어링 제조
금속-폴리머 베어링은 스틸 또는 브론즈 메탈 백킹, 브론즈 파우더 및 폴리머 라이너를 결합한 일련의 기술을 사용하여 생산됩니다. 시작하기 위해, 배킹 금속 코일은 열을 사용하여 청동 분말을 한쪽에 적용하는 기계, 즉 "소결"로 알려진 기계를 통해 공급됩니다. 소결 된 스트립은 냉각되고 함침 준비가된다. 함침은 소결 된 스트립에 중합체 라이너를 적용하는 것이며, 중합체를 사용하여 뭉치거나 테이프 형태로 수행 될 수있다. Evans에 따르면,“GGB의 자체 윤활 베어링의 경우 기계식 암이 폴리머를 소결 스트립에 떨어 뜨린 다음 다운 스트림 기계를 통해 롤아웃하여 부드러운 자체 윤활 라이너를 만듭니다. GGB 사전 윤활 베어링 라이너는 소결 테이프에 직접 부착되는 폴리머 테이프로 만들어졌습니다.”
두 형태의 중합체에 대한 함침 공정은 매끄러운 표면의 금속-중합체 스트립을 생성하기 위해 일련의 밀-롤링, 가열 및 냉각 작업을 포함한다. 함침 후, 스트립은 나중에 베어링 제품으로 성형하기 위해 마무리되고 감겨진다. Evans는 다음과 같이 설명합니다.“이 성형 공정은 베어링 크기에 따라 롤 성형 또는 프레스를 사용하여 매끄러운 원통형 제품을 만듭니다.”
FRC 베어링은 자동 와인딩 머신을 사용하는 와인딩 프로세스를 통해 제조됩니다. 내경에 라이너가있는 베어링의 경우 먼저 라이너 재료를 맨드릴 길이에 적용해야합니다. 상처 라이너 제품의 경우, 이는 내부 윤활 에폭시 수지로 캡슐화 된 고강도 섬유 스트링을 연속적으로 공급하는 와인딩 머신에 의해 수행된다. 테이프 라이너 제품의 경우 PTFE 테이프가 맨드릴에 적용됩니다. 이베이스 라이너를 적용한 후, 자동 와인딩 머신을 사용하여 유리 섬유 배킹을 맨드릴 주위에 감습니다. 이 받침이 필요한 두께에 도달하면 맨드릴을 제거하고 나중에 오븐에서 경화시킵니다. 이 프로세스는 맨드릴 주위의 와인딩을 단단한 튜브로 강화합니다. 이 시점에서, 내경은 매끄럽고 마무리되는 반면 외경은 거칠고 크기가 크다. 외경을 완성하기 위해 원하는 최종 크기로 연마됩니다. 그런 다음 튜브를 절단하여 필요에 따라 모서리가 디버링 된 여러 개의 완성 된 베어링을 만듭니다. Klepach는“이 프로세스에 사용되는 맨드릴의 길이와 직경은 다를 수 있습니다.”라고 말합니다.
자체 윤활 베어링을 향한 트렌드
앞에서 언급했듯이 많은 플레인 베어링 모델이 항공 우주 응용 분야에 사용되며 대부분 자체 윤활식입니다. 자체 윤활 베어링은 기존의 액체 윤활제 대신에 미리 도포 된 건조 윤활제, 일반적으로 PTFE를 사용합니다. 건식 윤활제는 재 적용이 필요하지 않으므로 기존 베어링보다 유지 보수가 적습니다. 이는 재 윤활 유지 보수가 어려운 응용 분야에서 매우 효과적입니다. 건식 윤활제는 부식성 가스, 먼지 및 먼지에 민감한 환경과 같이 유체 윤활제가 효과적이지 않은 조건에서도 작동 할 수 있습니다. 고온; 극저온 온도; 방사능; 극압; 또는 진공 – 항공 우주 산업에서 발견되는 모든 위험. 이러한 이점으로 인해 자체 윤활 베어링이 지구상에서 그리고 다음 적용 분야에서 전통적인 금속 베어링에 사용되는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
항공기 랜딩 기어 스트럿에서또는 스트럿로드 표면의 사다리 균열 및 열 손상을 제거하는 충격 흡수 장치. GGB의 DU-B 청동 기반 금속-고분자 베어링은 세계 최고의 상업용 항공기 제조업체 중 하나에 의해 선택되어 높은 적재 능력, 내 부식성 및 구성품 수명 증가로 인해 현재 착륙 스트럿의 모든 생산에 사용됩니다.
항공기 지상 지원에서비행 시간을 안전하게 지키기 위해 안정적인 장비가 필요합니다. Klepach에 따르면“GGB의 HSG [고강도 GAR-MAX®] FRC 베어링은 가위 형 리프트 응용 분야에서 발견되며 간헐적 인 작업 중 종종 가혹한 환경 조건에 노출되는 동안 상당한 하중을 처리합니다.” 이 유형의 베어링은 최고 620 MPa (90,000 PSI)의 압축 압축력과 그리스 청동 베어링보다 더 일관된 마찰력을 제공하며, 내마모성과 내 부식성이라는 이점이 있습니다. 이를 통해 유지 보수 간격을 연장하고 항공기 지상 지원 서비스의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
NASA의 호기심 로버에서지금까지 가장 크고 성공적인 화성 탐사선. Ricci가 말했듯이“Curiosity의 암 드릴에는 가혹한 화성 온도 (-153 ° C ~ 20 ° C)와 대기를 견딜 수있는 베어링이 필요했습니다. 뒤®베어링은 높은 내마모성, 화성의 온도에서 편안하게 작동하는 능력 및 먼지와 잔해에 대한 탄성으로 인해 선택되었습니다.” 이 암 드릴의 작동은 화성이 한때 미생물 생활에 적합한 조건을 가지고 있다는 사실을 발견하는 데 중요했습니다.
GGB는 또한 에어 버스, 에어 버스 헬리콥터, 보잉, 록히드 마틴, 민간 우주 비행사, 군 및 기타 민간 항공기 제조업체와 협력하여 일반 베어링 요구에 맞는 맞춤형 솔루션을 개발했습니다.
플레인 베어링 솔루션은 항공 우주 산업에 중량 및 공간 감소, 에너지 효율 향상, 강도 및 안전성 향상, 지상, 공기 및 우주 응용 분야의 작동 온도 증가를 제공합니다.