12. 스커핑 (Scuffing-Adhesive Wear, Scoring)

스커핑 (Scuffing-Adhesive Wear, Scoring)

 

연마마모는 이물질로 기어장치와 윤활시스템을 오염되었을 때 일어난다. 오염은 기 계 가공 칩(chip), 연삭 잔류물, 배관에서의 녹(scale), 세척과정중의 잔모래(grit), 스커핑(scuffing)은 금속-금속 접촉, 용착과 분리의 반복작용의 형태로 나타나는 점 착마모(adhesive)를 허용하게 하는 과열에 의해 윤활막의 국부적 파손에 의해 시작되 는 매우 빠게 치표면이 마모되는 것이다. 이것은 치접촉 표면에서 금속을 빠르게 없 앤다. 비록 스커핑은 윤활막의 국부적인 파손에서 시작하지만 오일외에 기어 맞물림 의 최종 스커핑 저항성에 영향을 미치는 많은 인자가 있다. 이 인자들 중의 몇가지로 서는 치면압(tooth surface pressure), 금속의 성질, 표면조도, 표면처리, 표면 미끄 럼 속도 등이 있다. 비록 스커핑 손상은 파악하기 쉽지만 분석하기는 어렵다. 스커핑 은 실제적인 파손 원인을 찾아내는데 도움이 되는 몇가지 범주로 세분할 수 있다. 스 커핑의 다양한 정도는 다음과 같다. 초기 또는 약한 스커핑, 중정도의 스커핑, 심한 스커핑, 정렬불량(misalignment) 스커핑, 국부 응력집중에 의한 스커핑. 초기 또는 약한 스커핑은 장치의 속도나 부하가 증가되지 않는 이상 보통 자체적으 로 쉽게 드러나지 않는다. 대부분의 경우 이런 성질의 스커핑은 충분한 길들임 부족 으로 일어난다.

 

 

 

 

[그림 4.1]

 

 

 

 

 

그림 4.1은 전형적인 중정도의 스커핑이다. 많은 부분이 명확하게 영향받지않은 것 에 주의한다. 이런 상태의 기어는 스코링(scoring) 조건을 향상 시키는 조치, 예를 들어 전달 하중을 약간 감소, 윤활유의 점도를 증가, 작동 속도를 감소, 윤활윤에 스 코링 감소 첨가제를 넣기, 유입 오일 온도를 낮추는 등을 하면 사용가능한 상태로 돌 아갈 수 있다.

 

 

 

 

 

[그림 4.2]

 

 

 

 

 

그림 4.2는 스커핑 파손이 일어나기 전후의 인볼류트 형상을 보인다. 치형이 파손된 정도는 분명하다. 이 기어는 HRC 35 정도 수준이다. 기어표면 물질은 이뿌리 영역에 서 움푹 파여지고 피치원 주변에서 쌓여 있다. 이런 스커핑 파손은 그림 4.1보다 조 금더 나쁜 상태인 것으로 보여지지만 심한 스커핑 상태를 보여주는 그림 4.3 만큼 어 느 부분에서도 도달하지 않았다. 그림 4.3에서 보면 용착과 분리 작용이 진행되었고 특별히 기어 이끝 부분에서 금속이 반경방향으로 써레질되었다.

 

 

 

 

 

 

 

[그림 4.3]

 

 

 

 

 

 

기어 맞물림에서 전달되는 하중이 일반적인 스커핑을 일으킬 만큼 충분히 크지 않아 도 변형 이나 제작오차에 의해 내부적으로 정렬불량(misalignment) 상태가 된면 기어 치 끝부분에 하중이 집중될 수 있다. 이런 집중하중은 오일유막을 깰 수 있을 정도의 충분한 크기가 되어 이끝에 스커핑이 발생하게 한다(misalignment type scuffing). 그림 4.4는 이런 종류의 손상 보기이다.

 

 

 

 

 

 

[그림 4.4]

 

 

 

 

 

이런 성질의 스커핑 손상은 조기에, 때론 시험장치에서, 정렬불량 상태를 나타내어 주기 때문에 어떤 면에서 도움이 될 수도 있다. 엔지니어는 이런 상태가 존재하는 것 을 인식하고 기어장치가 사용되기전에 해결책을 세울 수 있다. 만일 정렬불량 상태를 찾아내지 못한다면 문제는 상당한 시간이 흐른 후 기어 이끝이 완전히 부서지거나 이 끝에 심한 피팅이 있는 형태로 나타나게 된다. 일반적으로 정령불량 상태는 비틀림각(helix angle)을 수정, 접촉하는 이끝을 깍아 냄 또는 상황이 허락하면 잇줄 방향으로 크라우닝을 실시하여 개선할 수 있다. 크라 우닝은 기어이의 중심 부근에 하중을 집중하게 하는 효과가 있기 때문에 상당한 주의 와 해석이 필요하다. 크라우닝은 그림 4.5와같이 하중집중 손상(load concentration failure)를 일으킬 수 있다.

 

 

 

 

 

[그림 4.5]