매립형 오일레스 베어링에 적용되는 고체 윤활제는 마찰 운동 시 고체윤활제의 미세입자와 윤활유가 운동 부위에 윤활 피막을 형성하여 무급유 작업 환경을 만드는 중요한 역할을 담당하고 있습니다. 에스지오는 고체 윤활제도 자체 제작하고 있으며, 성능 향상을 위한 R&D도 활발하게 진행하고 있습니다.
오늘은 에스지오 연구소에서 시행한 고체 윤활제와 젖음 현상에 대한 실험 결과에 대해 이야기하고자 합니다.
SGO의 고체윤활제
고체 윤활제는 흑연과 황화물, 인화물 등의 윤활 성분과 내부 기공을 형성하기 위한 수지류 등을 배합하여 가압 및 성형 공정을 통해 제작되고, 내부 기공이 잘 형성되도록 조직을 개량하는 성형 기술이 핵심입니다. 내부 기공은 윤활유를 머금고 있다가 사용 중에 방출을 하고 고체윤활제의 미세입자와 함께 안정적인 윤활막을 형성하게 됩니다. 이를 증명하기 위해 동일한 사양의 샘플을 2개 제작하여 하나는 윤활유를 함침하였고, 다른 하나는 무함침 상태로 비교 시험을 진행하였습니다.
정확한 성능을 비교하고자 CNC 가공 시 사용되는 절삭유의 영향을 제거하기 위해 범용 선반으로 건식 가공했으며, 각각의 무게를 측정했습니다.
사진에서 확인할 수 있듯이 윤활유를 함침한 샘플(1번)과 함침하지 않은 샘플(2번)의 무게 차이는 2g입니다. 즉 고체윤활제에 함침된 윤활유는 겨우 2g에 불과한 것이지요.
그렇다면 에스지오 연구소에서 진행된 오일레스 베어링 내구성 시험 결과에서는 어떠한 결과가 나타났을까요?😮 단 2g이 만들어내는 차이를 아래에서 확인해보세요!
1) 내구성 시험 장비 및 조건
SGO의 오일레스 베어링 마찰마모 시험기와 내구성 시험 조건
2) 내구성 테스트 시험 결과
1번 샘플(윤활유 함침) 시험 결과
2번 샘플(무함침) 시험 결과
내구성 테스트 시험 결과, 1번 샘플은 2번 샘플에 비해 마찰면이 매끄럽고 마찰면과 샤프트 모두 마모가 덜 되었음을 확인할 수 있었습니다.
반면 2번 샘플의 마찰면은 육안으로 보아도 1번 샘플에 비해 표면이 거칠고 불규칙한 요철부가 생겼음을 확인할 수 있습니다. 두 샘플의 마모량 측정 결과 2번 샘플과 샤프트 모두 1번 샘플에 비해 마모가 많이 되었고, 함침이 되지 않은 고체 윤활제 만으로는 윤활 성능이 현저히 떨어짐을 알 수 있었습니다.
또한 2번 샘플은 시험 도중 마찰계수가 일정 수치를 초과(0.25 이상 도달 시 시험 중단)하여 전체 시험시간인 72시간을 채우지 못하고, 약 40시간 경과 후 시험이 종료되었습니다.
3) 결론
고체윤활제에 겨우 2g의 윤활유가 함침되었을 뿐인데, 왜 이렇게 큰 차이가 발생하는 것일까요?
이러한 차이는 고체 윤활제의 내부 기공과 조직의 형상에서 비롯된 젖음성(Wettability)과 관련이 있습니다. 젖음(Wetting) 현상이란, 윤활유와 같은 액체가 윤활제인 고체의 표면과 접촉을 유지할 수 있는 능력으로 분자간의 상호작용에 의해 발생하는 현상입니다. 윤활유와 윤활제 사이의 접착력, 응집력 등이 균형을 이룰 때 윤활제는 안정적으로 윤활유를 머금고 있게 되는 것입니다.
실제로 카본 윤활제를 윤활유 속에 담그면 윤활제 속의 내부 기공에서 기포가 빠져나오는 *모세관 현상을 관찰할 수 있습니다. 비록 함침된 윤활유의 무게는 2g에 불과했지만, 이번 시험을 통해 고체 윤활제와 윤활유가 베어링의 수명과 기계장치의 안전성에서 얼마나 큰 비중을 차지하고 있는지 알아볼 수 있었습니다.
※ 모세관 현상: 액체가 중력과 같은 외부 도움 없이 좁은 관을 오르는 현상
에스지오 연구소에서는 더 좋은 품질의 제품을 개발하기 위해 끊임없이 연구하고 있습니다.
오늘의 레터에서 궁금한 내용이 있다면, 언제든 에스지오로 연락주세요🙋♂️📧
2023년 에스지오 본사 여름휴가 안내문
📌 에스지오 본사 여름휴가 일정 안내
8/14(월) ~ 8/18(금)까지 에스지오 본사 여름휴가 및 공장 내부 수리로 해당 기간 본사 문의 응대가 원활히 진행되지 못하는 점 양해 부탁드립니다. 8월 21일(월)부터 정상 업무가 진행됩니다. 에스지오 쇼핑몰은 해당 기간 내 정상적으로 운영될 예정이오니 이용에 착오 없으시길 바라며, 무더운 날씨지만 건강하고 즐거운 하루 보내시길 바랍니다😊
