NSK, 초음파 테스트 적용 세계 최초 '고정밀 베어링' 수명 예측 방법 개발 NSK develops world’s first highly accurate bearing life prediction method applying...
비금속 함유물
내구성 저하 원인의 하나
마이크로 초음파 검사법(Micro-UT Method) 이용
비금속 함유물 검출
지지력 기본 동적 하중 등급 수정 가능해져
NSK는 초음파 검사를 통해 얻은 강철 내 비금속 함유물의 통계 데이터를 기반으로 강철 압연 베어링의 수명을 예측하는 높은 정확도 방법을 세계 최초로 개발했다. 비금속 함유물은 일반적으로 롤링 접촉(플릭킹) 피로의 원인이다
㈜엔에스케이는 세계 최초로 강철 내 비금속 함유물(불순물)의 통계 데이터(크기 및 수량)를 기반으로 롤링 베어링의 수명을 매우 정확하게 예측하는 방법을 개발했다.
이 기술을 통해 NSK는 지지력의 기본 동적 하중 등급을 수정할 수 있었으며, 고객은 고품질 NSK 베어링의 장수명 성능을 최대한 활용하는 기계와 차량을 설계할 수 있었다.
NSK는 우선 고객을 선정하기 위해 이 기술을 기반으로 한 솔루션을 제안하기 시작할 것이며, 이어서 표준 베어링라인업의 기본 동적 하중 등급을 광범위하게 개정할 것이다.
배경
NSK 베어링은 고품질 강철로 제작되었으며, NSK 연구원 및 엔지니어가 철강 제조업체와 긴밀하게 협력하여 지속적으로 개선해 왔다. 따라서 NSK 베어링의 실제 수명은 ISO 표준에 따라 계산된 베어링 수명보다 상당히 긴 경향이 있다.
고객이 NSK 베어링의 장수명 성능을 기계 설계에 최대한 활용하고 탄소 중립을 추구할 수 있도록 하기 위해서는 롤링 피로 수명을 높은 정확도로 계산할 수 있는 기술이 필요했다.
세부 사항
1. 마이크로 초음파 검사법(Micro-UT Method)을 이용한 비금속 함유물의 고급 검출 및 분석
베어링의 롤링 접촉 피로 수명은 강철 내 비금속 함유물의 크기 및 양과 밀접한 관련이 있다. 강철에 따라 비금속 함유물의 양과 분포는 크게 달라질 수 있다.
NSK의 고유한 Micro-UT 방법*1은 기존 방법*2에 비해 5분의 1 시간 내에 3,000배 더 큰 강철의 부피를 검사할 수 있다. 이를 통해 강의 비금속 함유물에 대한 매우 신뢰할 수 있는 통계 데이터를 효율적으로 수집하고 분석할 수 있다.
마이크로 초음파 시험법(Micro-UT Method)을 이용한 비금속 함유물의 고급 검출 및 분석
2. 비금속 함유 크기에 따른 롤링베어링 수명 계산 방법을 수립하기 위한 NSK Digital Twin 기술.
비금속 함유물의 분석에 기초한 지지력 수명 계산 방법을 도출하기 위해 NSK는 다양한 크기의 비금속 함유물을 모의 실험하는 인공 결함을 롤링 베어링 경주로에 도입하는 독특한 회전 시험 방법을 개발했다.
의도한 대로 특정한 고장 모드를 재현하는 데 성공했고, 추가로 인공 결함 주변의 응력을 재현하고 분석할 수 있는 시뮬레이션*3을 만들어 박리 피로의 메커니즘을 더욱 명확히 했다.
황기철 콘페이퍼 에디터 국토부 인플루언서
Ki Chul Hwang Conpaper editor influencer
(Source: automotiveworld.com/news-releases/nsk-develops-worlds-first-highly-accurate-bearing-life-prediction-method-applying-ultrasonic-testing-increases-basic-dynamic-load-rating-of-nsk-rolling-bearings/)
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