동당량하중 – MyEngNote https://myengnote.com Thu, 28 May 2026 23:33:39 +0000 ko-KR hourly 1 https://wordpress.org/?v=7.0 베어링 수명 계산기 & 시뮬레이터 https://myengnote.com/bearing-life-calculator-simulator/ https://myengnote.com/bearing-life-calculator-simulator/#respond Thu, 28 May 2026 14:24:13 +0000 https://myengnote.com/bearing-life-calculator-simulator/ 🚀 베어링 수명 계산기 & 시뮬레이터

BEARING LIFE

베어링 정격 수명 계산기 및 2D 회전 시뮬레이터
ISO 281 ENGINE ACTIVE

베어링 설계 변수

베어링 전동체 형식
(10.0 ~ 500.0 kN)
kN
(1.0 ~ 200.0 kN)
kN
(0.0 ~ 200.0 kN)
kN
(10 ~ 10000 RPM)
RPM

베어링 적용 프리셋

실시간 베어링 거동 및 접촉 응력 해석

베어링 형식: Ball Bearing
반경/축 하중비 (Fa/Fr) 0.29
동당량 하중 (P) 16.68 kN
전동체 궤도 회전 속도 700 RPM

정격 수명 계산 분석서

계산된 정격 수명 (L10h)
18,630 시간
1,956 백만회 회전
설계 기본동적하중 (C) 45.00 kN
정적 동당량 하중 (P) 16.68 kN
수명 적합성 판정 적합 (일반 산업용)

정격수명 공식 (ISO 281)

L10 = (C / P)^p   [p=3 or 3.33]
L10h = (10^6 × L10) / (60 × N)
💡 간편 사용 설명서
  1. 베어링 형식 선택: 깊은 홈 볼 베어링(지수 p=3) 또는 롤러 베어링(지수 p=3.33)을 설정합니다.
  2. 설계 제어 변수 조절: 기본 동적 부하 용량(C), 반경방향 하중(Fr), 축방향 하중(Fa), 회전 속도(RPM) 슬라이더를 조절합니다.
  3. 충격 계수 선택: 기계의 진동 및 충격 조건에 따라 하중 계수(fd)를 지정합니다.
  4. 실시간 응력 가시화 확인: 2D 베어링 시뮬레이터 내부에서 전동체(Ball/Roller)와 와이어프레임 궤도 접촉 부위에 작용하는 응력 집중도(Magenta/Red Glow)를 확인합니다.
  5. 수명 판정 및 출력값 분석: 계산서에서 회전수 기준 수명(L10)과 시간 기준 정격수명(L10h)이 장비 권장 수명 범위를 충족하는지 실시간 판정합니다.
📚 상세 기계공학 해설 및 설계 규격 (ISO 281) 확인하기 ▼

1. 베어링의 피로 수명 및 L10 수명의 물리학적 정의

회전 기계 요소 설계에서 구름 베어링(Rolling Bearing)의 수명은 궤도륜(Ring) 또는 전동체(Rolling Element)의 재료에 최초로 반복 피로에 의한 박리(Flaking / Spalling) 현상이 나타날 때까지의 총 회전수 또는 운전 시간으로 정의됩니다. 동일한 규격의 베어링들을 동일한 조건에서 운전하더라도 재료 피로의 통계적 특성으로 인해 개별 수명은 넓은 분포를 보입니다.

이에 따라 ISO 281 규격은 정격 수명 L10 (Nominal Fatigue Life)을 표준으로 삼고 있습니다. 이는 동일한 군의 베어링들 중 90%가 피로 손상 없이 도달할 수 있는 신뢰도 90%의 통계적 수명을 의미합니다. 만약 신뢰도를 95%나 99%로 올리고자 한다면, 신뢰도 보정 계수(a1)를 곱하는 수정 정격 수명(L10m) 공식을 사용해야 합니다.

2. ISO 281 정격 수명 기본 계산식 및 인자 분석

베어링의 기본 피로 수명 공식은 다음과 같습니다:

L10 = (C / P)p  [106 회전]

여기서 인자들은 다음과 같이 정의됩니다:

  • C: 기본 동정격 하중 (Basic Dynamic Load Rating, kN) – 100만 회전의 정격 수명을 가질 때 베어링이 견딜 수 있는 일정한 크기와 방향의 순수 하중을 뜻하며 베어링 규격표(Catalog)에 명시됩니다.
  • P: 동당량 하중 (Equivalent Dynamic Load, kN) – 실제 베어링에 가해지는 반경방향 하중(Fr)과 축방향 하중(Fa)의 합성치이며, 운전 중 충격 진동을 고려하기 위해 충격 계수(fd)를 반영하여 다음과 같이 산정합니다: P = fd × (X · Fr + Y · Fa).
  • p: 수명 지수 (Life Exponent) – 접촉 형상에 따라 다르며 볼 베어링은 p = 3, 롤러 베어링은 p = 10/3 (3.333)을 적용합니다.

시간 기준 수명(L10h)은 회전 속도 N [RPM]을 적용하여 시간 단위(Hours)로 변환해 유도합니다:

L10h = (106 × L10) / (60 × N)  [시간, Hours]

3. 산업 분야별 권장 베어링 목표 수명 가이드

기계설계 시 사용 수명이 설계 목표를 만족하는지 검토해야 하며, 일반적으로 널리 쓰이는 가이드라인은 다음과 같습니다:

  • 단시간 또는 단속 운전 기계 (가전제품, 수동 전동공구 등): 500 ~ 2,000 시간
  • 단시간 가동되나 신뢰성이 중요한 장비 (비상용 펌프, 단기 운전 크레인): 2,000 ~ 8,000 시간
  • 일반 산업 기계 및 주간 가동 공장 설비 (컨베이어, 일반 송풍기): 10,000 ~ 20,000 시간
  • 24시간 연속 운전 기계 및 고신뢰성 필수 설비 (발전소 펌프, 대형 압축기, 선박 추진계): 40,000 ~ 100,000 시간 이상
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