SKF 그룹, 최신형 롤러 베어링 개발

혁신적인 최신형 베어링의 효율적인 설계

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스웨덴 예테보리에 본사를 둔 SKF 그룹(SKF Group)은 롤러 베어링(roller bearing)과 밀봉제(seal) 사업 분야에서 각종 제품과 고객 솔루션, 서비스를 제공하는 일류 글로벌 공급업체입니다. 지난 한 세기 동안 꾸준한 발전을 통해 현재 4만 명의 직원과 60억 달러 규모의 기업으로 성장한 SKF는 업계에서 가장 대중적인 롤러 베어링 기술의 발전을 선도하며 모든 종류의 새로운 베어링을 생산하고 있습니다.

최신형 베어링 모델은 1995년에 소개된 CARB® Toroidal 롤러 베어링입니다. 이 제품의 경우, PTC Mathcad 사용과 함께 모든 업종의 엔지니어가 제품 설계 단계에서 다양한 데이터 소스를 활용하고 모든 수식과 계산을 문서화할 수 있는 시각적 설계 환경에서 설계되었습니다.

과제: 혁신적인 최신형 베어링의 효율적인 설계

매그너스 켈스트롬(Magnus Kellstrom)은 SKF 산업 부문에서 Toroidal 롤러 베어링의 설계와 개발을 담당하는 책임자입니다. 그는 이전 베어링에서 찾아볼 수 없는 각변형과 축변위, 고강도 하중을 주요 특징으로 하는 베어링을 개발하고자 했습니다. 그 결과물이 바로 CARB Toroidal 롤러 베어링입니다.

CARB는 구면 롤러 베어링의 자동 중심 조정 기능과 원통 롤러 베어링의 축 조정 기능, 낮은 단면 높이 가능성, 니들 롤러 베어링의 수용력이 종합적으로 결합됩니다. 비고정(non-locating) 베어링으로만 사용되는 이 모델은 완전히 새로운 종류의 베어링으로, 공간, 무게, 배치 비용을 절약할 수 있는 새로운 기회를 제공합니다. CARB는 제지용 기계, 연속 주조기, 기어 박스, 풍차, 전기 모터, 사탕수수 분쇄기, 이동식 기중기/기관차 바퀴, 압축기, 풍력 발전소 등에 활용될 수 있습니다. 또한 정비/점검의 부담이 없이 조종 메커니즘과 같은 진동 운동에도 활용할 수 있는 베어링입니다.

PTC Mathcad를 사용한 CARB 설계가 효과적인 이유

켈스트롬과 그의 팀은 이 혁신적 모델의 설계 도구로 현재 전 세계 150여 만 명의 엔지니어들이 사용하는 PTC Mathcad를 선택했습니다. PTC Mathcad는 완제품 제작을 위한 기본 치수를 기반으로 공차와 함께 모든 계산을 수행합니다. 또한 주어진 규칙에 따라 필요한 재료와 치수를 선택할 수 있습니다.

"PTC Mathcad는 쉽게 읽을 수 있고 설계 프로세스 진행이 간편해 이상적인 설계 도구"라고 켈스트롬은 말합니다. "이 프로그램으로 다양한 설계 변수를 빠르게 적용해 볼 수 있습니다. 만족스러운 결과가 나오면 최종 계산은 Adobe Acrobat PDF 파일로 저장됩니다. 모든 베어링의 설계 작업이 완료되면 모든 치수와 공차를 선택한 방법과 이유가 완벽하게 문서화됩니다. 따라서 품질 보증에 대한 SKF의 엄격한 요건을 쉽게 준수할 수 있습니다."

글로벌 설계 계산 관리

SKF는 PTC Mathcad의 장점을 활용해 중요한 설계 계산을 관리합니다. 이 회사는 계산 결과를 전 세계 제조시설에서 사용할 수 있도록 PTC Mathcad를 데이터베이스, 웹 인터페이스와 통합해 사용합니다. PTC Mathcad 프로그램은 기본 치수를 기반으로 데이터를 추출하고 베어링 부품 계산과 최적화 작업이 끝나면 결과를 반환합니다. 몇 분에 불과한 이 과정이 완료되면 각국의 SKF 제조시설에서도 웹 인터페이스를 통해 필요한 데이터를 확인할 수 있습니다. SKF는 PTC Mathcad를 이러한 방법으로 활용하여 50mm에서 2m에 이르는 다양한 크기의 Toroidal 롤러 베어링과 관련된 수백 개의 설계를 효율적으로 제작할 수 있습니다.

설계 프로세스 간소화

PTC Mathcad에서는 SKF 엔지니어가 계산한 그대로 수식이 표시되는 단일 인터페이스를 통해 복잡한 계산을 쉽게 수행할 수 있어 이러한 최신형 베어링의 설계 작업이 간소화됩니다. 켈스트롬과 그의 팀은 하중 수용력, 크기와 재료 구성 등 주요 설계 매개 변수를 지정하고 다양한 베어링 크기와 용도로 가상 분석을 수행할 수 있습니다. PTC Mathcad에서 계산이 진행되는 동안 이 내용이 자동으로 문서화되는 고유한 인터페이스 덕분에 작업 기록과 설계 의도를 동시에 포착할 수 있습니다. 이 기능은 켈스트롬이 설계를 체계적으로 문서화하고 이를 기반으로 차세대 제품을 개발하는 데 중요한 역할을 합니다.