트라이볼로지: 우리가 하는 모든 것의 이면에 있는 과학

베어링은 마찰을 줄이는 데 사용됩니다. 롤러가 하중을 “지지”하면 롤러가 지지하는 바퀴와 기어가 부드럽고 쉽게 회전합니다.

“지속 가능성”이 세계적인 초점이 되기 오래 전에 베어링은 회전 기계의 환경적 영향을 줄여 에너지 효율성과 기계적 수명을 개선하는 데 중심적인 역할을 했습니다.

마찰을 줄이는 과학은 “마찰학”이라고 하는 광범위한 분야의 일부이며 팀켄의 마찰학 전문가는 계속해서 마찰을 줄이고 베어링 효율성을 향상시키고 있습니다. 그들의 연구는 팀켄® 베어링이 고객 요구 사항이 변화하고 변화함에 따라 최적의 성능을 제공하도록 하는 데 도움이 됩니다.

Carl Hager 박사는 베어링 산업에서 마찰학의 발전에 대해 이야기하고 팀켄이 이 분야의 리더로 세계적으로 인정받는 이유를 설명합니다.

팀켄에서 마찰공학은 어떤 역할을 합니까?

Hager: “Tribology”라는 용어는 Henry Timken이 1899년 회사를 설립했을 때 존재하지 않았지만 마찰 문제를 해결하기 위해 테이퍼 롤러 베어링에 대한 특허를 받았습니다. 마찰은 운동을 방해하는 현상입니다. 간단한 예는 두 표면이 서로 마찰할 때 느끼는 저항입니다. 사실, “tribology”라는 단어는 “문지르다”를 뜻하는 그리스어 tribos에서 유래했습니다.

여기 마찰 문제가 있습니다. 기어박스 샤프트는 하우징에 하중을 전달하고 회전해야 합니다. 효율적으로 회전하려면 샤프트와 하우징 사이의 마찰을 최소화해야 합니다. 접점을 윤활할 수 있지만 표면 사이의 손상 가능성도 고려해야 합니다. 효율적인 동작을 촉진하면서 손상을 최소화하는 방법은 무엇입니까? 그 문제는 우리가 하는 모든 일의 근본입니다.

마찰 공학 문제를 해결하기 위한 귀하의 접근 방식은 무엇입니까?

Hager: 마모 분석은 마찰 공학의 기본입니다. ASM 핸드북은 마모를 “일반적으로 재료의 점진적인 손실을 포함하는 단단한 표면의 손상”으로 정의합니다. 마모, 접착제 및 피로 마모는 우리가 진단하는 마찰 손상의 가장 일반적인 형태입니다.

연마 마모는 광업 및 농업과 같은 산업에서 일반적이며 단단한 입자 오염 물질이 마찰 부품에 들어갈 때 발생할 수 있습니다. 마모된 표면은 매끄럽게 연마된 형태를 나타내거나 깊은 흠집과 홈이 있을 수 있습니다.

접착 마모는 고속 또는 최소 윤활 인터페이스에서 일반적입니다. 접촉하는 표면이 국부적으로 결합된 다음 잡아당기거나 전단될 때 발생할 수 있습니다. 이로 인해 재료가 한 표면에서 제거되고 다른 표면에 부착될 때 이동합니다.

심한 피로 마모 또는 스폴링은 종종 구름 요소 베어링의 수명이 다했음을 나타냅니다. 손상은 무거운 하중을 받는 구름 접점이 높은 주기 피로를 받기 때문에 발생합니다. 필링 또는 마이크로피팅이라고도 하는 가벼운 피로 마모는 전동체 표면이 윤활유 필름으로 적절하게 분리되지 않을 때 발생할 수 있습니다. 접촉 표면은 표면 질감의 특징 내에서 극도로 높은 압력을 나타내므로 마이크로미터 규모의 깊이에서 균열 및 박편이 발생할 수 있습니다.

Tribology는 팀켄의 광범위한 제품 및 서비스 포트폴리오의 핵심입니다. 구성 요소 및 시스템 내의 마찰 및 마모를 관리하는 것은 고객에 대한 가치 제안의 기초입니다.

베어링 은 부하를 전달하고 기계의 마찰(전력 손실)을 줄입니다.

롤러 체인 은 체인이나 스프로킷 내 마모를 최소화하면서 구부러지고 작동합니다.

벨트 는 적절한 장력을 유지하기 위해 마모를 최소화하면서 마찰을 활용합니다.

기어 드라이브 는 최소한의 마모로 높은 전달 효율을 가져야 합니다.

자동 윤활 시스템 은 사람의 개입 없이 기계 구성 요소의 윤활을 관리합니다. 적절한 윤활제 선택은 마찰과 마모를 최소화할 수 있습니다.

수십 년 동안 팀켄의 마찰 공학 접근 방식이 어떻게 바뀌었습니까?

Hager: Timken은 현대적인 유막 두께 계산이 가능하기 전에 구름 요소 베어링을 만들기 시작했습니다. 연구원들이 윤활유 필름 두께, 표면 거칠기 및 부품 구름 접촉 피로 수명의 영향을 연결하기 시작한 것은 1920년대였습니다. 이러한 영향은 1960년대에 팀켄이 더 깨끗한 강철을 향한 노력을 기울였을 때 증폭되었습니다. 표면 아래 재료 결함이 없으면 마찰 인터페이스가 구름 요소 베어링 수명을 지배하기 시작했습니다.

오늘날 우리는 구름 요소 베어링을 모델링할 수 있는 최신 도구를 보유하고 있습니다. 이 도구는 접촉 압력을 계산하고 매우 얇은 윤활막 형성을 예측할 수 있습니다. 이 지식은 구름 요소 베어링 표면의 적절한 윤곽과 거칠기를 설계하고 제조하는 데 사용할 수 있습니다.

어떤 종류의 고객 문제를 해결합니까?

Hager: 팀켄은 다양한 유형의 마찰 접촉을 시뮬레이션하는 데 활용할 수 있는 세계적 수준의 마찰 연구소를 보유하고 있습니다. 테스트 및 분석을 통해 얻은 지식을 사용하여 제품 출시 전에 문제를 완화합니다. 우리는 궁극적으로 고객 솔루션이 될 엔지니어링 표면 및 코팅 개발을 돕습니다.

적극적인 연구개발과 더불어 고객과의 소통과 피해분석을 제공합니다. 우리는 솔루션을 찾는 데 도움이 되도록 그들이 다루고 있는 마모 유형을 식별합니다. 또한 고객이 시스템에 적합한 윤활유를 선택할 수 있도록 유변학 연구실 과 협력합니다.

팀켄을 트라이볼로지 리더로 만든 이유는 무엇입니까?

Hager: 우리는 다양한 산업 분야에서 다양한 구름 요소 베어링을 사용합니다. 지난 20년 동안 우리는 베어링 이외의 동력 전달 부품을 포함하도록 제품 라인을 확장했습니다.

우리 연구실은 이제 광범위한 주제에 대한 마찰 공학을 연구합니다. 매우 얇은 윤활막의 두께를 측정할 수 있습니다. 고체 윤활제 및 코팅의 마찰 및 마모를 연구합니다. 다양한 강철 및 미세 구조의 금속간 마모를 평가합니다. 벨트 재료 개발을 위해 엘라스토머를 테스트하고 내부식성 Poly-Round® 하우징 유닛에 대해 폴리머를 테스트합니다.

이 다양한 경험에서 얻은 모든 지식은 다음 복잡한 마찰 문제를 해결할 때 엄청난 이점을 제공합니다. 그래서 전 세계의 수많은 기업들이 우리를 찾아옵니다.

기술 담당 부사장인 Doug Smith는 팀켄이 100년 이상의 TRB 우수성을 바탕으로 고객 옵션을 확장하는 방법에 대해 이야기합니다. 비디오 보기 .

팀켄 R&D 투자를 주도하는 거시적 추세 에 대해 알아보십시오.

Last Updated: 2022/10/14

Published: 2022/06/24