하이라이트로 살펴보는 베어링의 과거와 현재
하이라이트로 살펴보는 베어링의 과거와 현재
  • 윤진근 기자
  • 승인 2018.11.28 14:06
  • 댓글 0
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무거운 짐을 옮기는 데에 전동 요소(Rolling Element)를 사용한 사례는 고대 이집트로 거슬러 올라간다. 고대 이집트인들이 아이디어를 낸 셈.
자료|Bearing Specialists Association(www.bsahome.org)

이집트인들은 피라미드가 있는 지역 근처까지 거대한 바위를 운반했는데, 이 과정에서 통나무를 사용했다. 최초의 베어링은 유창목(癒瘡木)으로 만들어졌다. 유창목은 매우 무겁고 단단하며 기름기가 도는 것이 특징으로, 중앙아메리카 및 서인도 지역에서 만들어진다. 이 나무의 천연기름은 절삭제 역할을 함으로써 제조공정을 돕는다. 나무로 만든 베어링은 내구성이 뛰어나고(평균 수명 약 7년) 견고하며 사용 및 교체가 간단한 것이 장점이다. 또한 수지(양초나 비누 등을 만드는 데 쓰이는 동물 기름) 등을 통해 쉽게 윤활할 수 있다. 오늘날에도 터빈 형태의 응용사례에서 나무 베어링을 찾아볼 수 있다. 대신 많은 제조업체에서 락 메이플(사탕단풍이라고도 함)에 석유 왁스를 침지시켜 사용하고 있다.

레오나르도 다빈치는 그림으로 명성을 알린 화가이지만, 기계공학 관련 프로젝트로도 유명세를 남긴 바 있다. 다빈치가 설계한 도면은 펌프, 호이스트, 크레인 그리고 무기에 활용되었다. 밀라노의 공작의 유체공학자로 고용되어있는 동안 베어링, 연결장치, 기어, 기계적 전달방식 등을 분석하는 데 긴 시간을 보냈다. 다빈치의 아이디어 중 상당수는 오늘날의 엔지니어링 세계에서도 칭송받고 있다.
 
1700년대에 들어 제조공정에 변화가 찾아오면서 사람들이 살아가고 일하는 방식 역시 크게 바뀌었다. 많은 생산시설에서 철이 높은 인기를 구가하며 나무 재질을 대체했다. 또한 새로운 제조방식이 전개됨에 따라 보다 정밀한 공작기계가 필요하게 되었다. 가장 오래된 공작기계는 목공선반이지만, 1700년대 중반에 철이 가져온 혁신을 통해 보다 정확한 공작기계를 만들 수 있게 되었다.
 
새로운 발명과 함께 이러한 장치 및 시스템에 전원을 공급할 수 있는, 보다 많은 에너지원을 원하게 되었다. 전원을 공급할 수 있는 현실적이고 실현 가능한 장치로 증기기관이 떠올랐다. 실린더 천공기(착공기라고도 알려져 있는)를 발명함에 따라 증기기관은 보다 실용적인 에너지 공급원이 되었다. 천공기가 등장하면서 이전보다 훨씬 더 큰 규모로 더 좋은 품질의 철을 한결 쉽게 만들 수 있게 된 것. 이는 산업의 성장을 실현함과 동시에 보다 많은 기계 부품들 및 장치를 제작하는 계기를 만들었다. 새로운 형태의 베어링이 필요하게 되었다는 뜻이기도 하다. 새 재질(Material) 역시 필요하게 된 것.
 
1839년, 아이작 배빗이 융해온도가 낮은 내마모성 합금을 발명했다. 이 합금은 낮은 융해온도로도 제작할 수 있으며 베어링의 이상적인 표면을 형성할 수 있는 것이 특징이다. 배빗메탈이 도입되면서 나무 베어링의 사용은 한층 더 감소했다. 뒤이어 1800년대 후반에 헨리 베서머(1813~1898)가 새로운 제강공정을 만들어 경제적으로 강철을 생산할 수 있게 되었다. 이렇게 만들어진 강철은 오늘날 건물 건설이나 베어링 그리고 기계제조 등에 널리 쓰이고 있다.
 
1900년대에 들어서면서 자동차·로봇·컴퓨터·새롭고 빠른 공작기계 등이 발명됨에 따라 베어링은 생산라인에서 더욱 중요한 위치에 올라섰다. 또한 새로운 재료가 등장해 보다 적은 비용으로 베어링을 만들 수 있게 되었다. 베어링 제작에 쓰이는 재료는 일상생활에서도 자주 찾아볼 수 있는데, 대표적인 예가 폴리테트라플루오로에틸렌(PTEE)다. PTEE는 음식이 눌어붙지 않도록 코팅 처리한 냄비나 프라이팬 등에서 찾아볼 수 있다.
 
베어링은 현재 금속이나 플라스틱 그리고 나무 등 다양한 재질로 만들어지고 있다.

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