세라믹 베어링을 만들고 있는 회사들이나 이런 회사의 제품을 취급하는 전문점들은
나름 대로의 특징이 있습니다.
자사의 제품이나 자사가 취급(dealing)하는 제품의 장점을 자랑하는 것이 아니라
세라믹 베어링 자체의 성능을 홍보합니다.
이유는 세라믹 베어링을 만드는 회사의 숫자 자체가 한정되어 있으며,
그걸 만드는 기술이 최첨단에 속한 것이기 때문입니다.
가벼운 베어링은 스케이팅을 잘 하는 데 있어서 매우 중요한 요인이 됩니다.
베어링의 무게가 가벼우면 그만큼 스케이터의 힘이 절약되기 때문입니다.
그 때문에 부피가 큰 608 베어링보다는 작은 688 마이크로 베어링이 선호되고
있는 것이지요.
사실 688 베어링만 해도 그 무게에 대한 부담이 적기 때문에 대개의 경우 만족합니다만,
일부의 예민한 레이스 스케이터들은 그보다 더 가벼운 세라믹(ceramic) 베어링에 열광합니다.
무게를 살펴본다면 트윈캠 608 베어링 한 개는 11.5g입니다.
근데, 마이크로 베어링인 트윈캠 688은 4g입니다.
그 좋고 비싼 닌자의 세라믹 베어링 미니마이저는 3.6g입니다.생겔은 3.5g입니다.
(파워슬라이드의 세라믹 베어링 3.5g입니다.)
- 4개의 무게를 한꺼번에 잰 것은 한 개만 재면 생길 수 있는 정밀한 오차를
줄이기 위한 것입니다. 4개가 14g입니다.트윈캠 608은 한 개에 11.5g이었는데...^^
그러니까 한 개의 무게는 3.5g에 지나지 않습니다.
트윈캠 608 베어링 한 개는 11.5g입니다.생겔은 10.5g입니다. 엄청난 차이인것이지요.
(울회사 베어링은 9.5g)
회전체에서는 질량을 줄이는 것이 가장 큰 관건이고, 그것은 베어링에서도 마찬가지입니다.
베어링이라는 회전체에서는 마찰을 줄이기 위하여 쇠구슬(steel balls)이나
세라믹(ceramic balls) 구슬을 사용하고,
그것이 더 잘 돌도록 함과 동시에 열의 발생을 막기 위해서 윤활유가 사용됩니다.
이때 회전이 빠르면 빠를수록, 또한 구슬의 무게가 무거울수록 그 구슬이 베어링 안의
주로(走路), 즉 구슬이 미끄러지는 골에 대해 커다란 원심력(centrifugal force)이
작용하게 됩니다.
즉, 빠르게 구르거나 움직이는 물체는 무게나 부피가 클수록 더 강한 관성을 가지고
밖으로 향하려는 성향을 가지게 됩니다.
이 원심력은 축(axles)으로부터 직선으로 베어링의 바깥을 향해 작용하는데,
이 때 구슬은 그 축을 중심으로 하여 구슬이 있는 곳까지의 반경을 계속 유지하며
앞으로 구르기 때문에 그 사이에서 원심력과는 다른 방향으로 미끄럼마찰이 생기게 됩니다.
당연히 원심력이 커질수록 마찰력이 커지는데,
이 원심력은 베어링이 빨리 구를수록 더 커지니 스케이팅의 속도가 빠를수록 마찰력이 더 커지는 것이지요.
그러므로 빠르게 달리려면 마찰력이 적은 베어링을 써야 하고,
결국 빨리 달리려면 좋은 베어링을 써야한다는 사실에 귀착하게 됩니다.
근데 이게 말처럼 쉽지는 않습니다. 베어링의 작동에는
아주 복잡한 기제(mechanism)가 작용하고 있는 것이니까요.
구슬이 무거운 베어링의 경우 그것이 그 자리를 유지하면서 맡은 역할만을 하지 못 하고,
그 구슬 자체가 주로(raceway)에 더 많은 마찰을 일으켜 도는 속도를 줄게 하는 것입니다.
질량은 아시다시피 관성 질량과 중력 질량을 가진 물체의 고유한 역학적 기본량입니다.
베어링에서는 구슬의 질량 자체가 문제가 될 수 있습니다.
물질은 자체의 질량으로부터도 영향을 받아 변형(deformation/찌그러짐)이 일어나는데,
그 질량이 크면 클수록 그 변형이 심해지기 마련입니다.
그러므로 베어링 내에서 가장 중요한 이 구슬은 자체의 변형을 막고,
또 원심력을 작게 하여 구름(미끄럼) 마찰력을 줄이기 위해서도 가벼워야만 합니다.
그런데 질화규소(silicon nitride)로 만든 세라믹 구슬의 질량은
쇠 구슬의 40%에 지나지 않으므로 이런 구슬이 베어링에 사용되면
그 장점이 커질 수밖에 없습니다.
게다가 세라믹은 그 자체 특성 상 베어링에 걸리는
사람의 체중에 의한 구슬의 변형에 견디는 세로 신축률도 2배나
탁월하다는 장점이 있습니다.
베어링에는 속도가 빠를수록 커지는 구름 마찰력의 증대로 인해 생기는 열이 있습니다.
열이 나면 모든 기계의 성능은 떨어지게 되어 있지요. 이유는 다양합니다.
작은 베어링에 있어서 열로 인해 구슬의 변형 등이 초래되고, 구슬이 달리는
주로의 변형 등도 이런 열에 의하여 초래될 수 있습니다.
서로 맞닿아 작동하는 인터페이스(interface)의 국면에서 양자에 찌그러짐이 일어난다면
거기서 생기는 마찰에 의한 비효율은 더욱 커질 수밖에 없는 것이니까요.
클리어런스가 좁은 정밀하고도 좋은 베어링이라고 할지라도 열에 약해서 구슬이나 주로가
팽창하게 되면 사고가 생기기도 합니다.
윤활이 잘 되어 냉각이 잘 되거나,
주로에서 열을 발산(dissipation)하는 능력이 떨어지는 베어링이라면 말입니다.
세라믹이 열에 강해서, 세라믹 볼이 들어간 베어링은 아무리 달려도 열을 안 받으니
항상 그 성능을 최대한으로 발휘할 수 있고,
또 열을 덜 받으니 오일의 기화(氣化)에 의한 누유(漏油) 현상도 적고,
또 누유가 없으니 주유를 할 때 조금만 해도 됩니다.
(경기용 수퍼 오일 같은 제품의 값이 얼마나 비싼지 아시죠? 그러고도 양도 얼마 안 되고...)
나아가 누유가 적으니 베어링 주변에 먼지도 덜 달라붙어서 베어링 오염의 가능성도 줄어들고...
(세라믹 베어링의 파이버 글라스+나일론 리테이너는 구슬의 구름을 좋게 하며,
열의 발산을 쉽게 하기도 하는데,
이는 이런 리테이너가 쇠나 놋쇠 리테이너에 비해서 윤활유를 보관하는
능력이 뛰어나기 때문입니다.) 경기용 베어링들은 끈적이는 높은 점성을 지닌 그리스
(grease)가 아니라 점도가 극히 낮은 오일(oil)을 사용합니다.
이것이 액체(fluid) 형태이기에 열도 더 잘 식혀 주고, 보다 더 볼에 잘 주유되며,
윤활도가 높아지는 때문입니다. 그래서 빠른 스케이트에는 항상 베어링에
오일 주유를 하라는 것이지요.
그런 열에 대한 저항력에 있어서도 세라믹은 쇠와 비할 수 없을 만큼 강합니다.
대기권 진입 시 초고열을 받는 스페이스 셔틀의 표면 또한 세라믹 타일이 사용됩니다.
특히 이 세라믹, 질화규소는 쇠보다 강도와 경도가 강하고,
우리가 사용하는 도자기 컵처럼 깨어지는(brittle) 성질을 가진 것이 아니라 안전합니다.
세라믹 볼에 사용되는 세라믹은 일반 도자기(pottery/fine ceramics)의 세라믹이 많은 기공을 가지고 있고,
초현미경적인 균열을 가지고 있지만,
그와는 달리 그런 것들이 없기 때문에 쇠보다도 더 딱딱해지고, 강해지는 것입니다.
그래서 이 세라믹보다 더 강한 것은 다이아몬드밖에 없다고 합니다.
쇠로 만든 구슬은 쉽게 산화가 됩니다.
그러므로 빗물이나 습기가 베어링 내부에 침투하면 대개 놋쇠로 만들어진 주로는
덜 산화되더라도 쇠로 만들어진 구슬은 쉽게 녹이 슬어 못 쓰게 되기도 합니다.
요즘은 녹이 덜 스는 크롬 합금의 구슬이 많이 사용되기도 하지만,
이것도 녹이 전혀 슬지 않는 것은 아닙니다.
질화규소의 세라믹 구슬은 산화나 기타 화학작용에도 강하며,
쇠 구슬에 비해서 마찰이 1/3로 줄어들고, 마찰이 적음으로 해서 볼의 손상이 줄어듭니다.
그러므로 베어링의 수명도 쇠로 된 것에 비하여 수 배에서 대략 10배까지 달하게
된다는 것입니다.
하지만 쇠 구슬에 세라믹이 코팅된 제품들도 세라믹 베어링이라 불리며,
이런 것들은 대개 비싼 쇠 구슬 베어링 정도의 가격으로 팔리고 있습니다.
이것은 구슬 전체가 세라믹으로 만들어진 본격적인 세라믹 베어링에 비하여
성능이 많이 떨어지는 것입니다.
이는 세라믹과 쇠의 신축율(수축율), 그리고 열전도율 및 열에 견디는
힘이 많은 차이를 내며, 세라믹 코팅으로는 쇠 구슬의 무게를 대폭적으로 줄이는 것이 힘들기 때문입니다.
아마도 이 정도의 설명만으로도 그간 세라믹 베어링의 신화(神話)에 대한 선수나
고수들의 열광에 대해 충분히 이해하실 수 있으셨으리라 생각합니다.
요즘은 스케이트와 관련된 모든 제품들의 성능이 대단히 좋아져서 일반적인
만족도는 높은 편입니다.
하지만 이처럼 전반적인 성능이 좋아지니 그런 표준적인(?) 성능을 능가하려면
대단한 기술 집적이 있지 않으면 안 됩니다. 그 뛰어난 성능이 밖으로 부각이 될 정도면
대단한 첨단 기술(state-of-the art, 혹은 leading-edge technology)이 적용되지 않으면
안 됩니다.
세라믹 베어링은 초장부터 첨단 기술을 토대로 한 것입니다.
그러니 이런 기술력을 가진 회사가 아니면 이 세라믹 베어링에는 명함조차 내밀지
못 하는 것입니다.
(그리고 명함을 내밀었다가도 시장에서 살아남지 못 하고 사라지기도 하고...)
극단적인 것까지 추구하는 분들이 아니라면 마이크로 베어링은 여러 회사에서
출시되는 경기용 베어링 정도에서 만족하실 수 있을 것입니다.
하지만 좀 까다로운 분들, 뭔가를 깊이 추구하는 분들은 내구성이
그 몇 배에 달하면서도 정비하기 좋고, 빠르고, 기타 성능도 만족할만한
이 세라믹 베어링을 외면하기는 힘들 것이라 생각합니다.^^
나름 대로의 특징이 있습니다.
자사의 제품이나 자사가 취급(dealing)하는 제품의 장점을 자랑하는 것이 아니라
세라믹 베어링 자체의 성능을 홍보합니다.
이유는 세라믹 베어링을 만드는 회사의 숫자 자체가 한정되어 있으며,
그걸 만드는 기술이 최첨단에 속한 것이기 때문입니다.
가벼운 베어링은 스케이팅을 잘 하는 데 있어서 매우 중요한 요인이 됩니다.
베어링의 무게가 가벼우면 그만큼 스케이터의 힘이 절약되기 때문입니다.
그 때문에 부피가 큰 608 베어링보다는 작은 688 마이크로 베어링이 선호되고
있는 것이지요.
사실 688 베어링만 해도 그 무게에 대한 부담이 적기 때문에 대개의 경우 만족합니다만,
일부의 예민한 레이스 스케이터들은 그보다 더 가벼운 세라믹(ceramic) 베어링에 열광합니다.
무게를 살펴본다면 트윈캠 608 베어링 한 개는 11.5g입니다.
근데, 마이크로 베어링인 트윈캠 688은 4g입니다.
그 좋고 비싼 닌자의 세라믹 베어링 미니마이저는 3.6g입니다.생겔은 3.5g입니다.
(파워슬라이드의 세라믹 베어링 3.5g입니다.)
- 4개의 무게를 한꺼번에 잰 것은 한 개만 재면 생길 수 있는 정밀한 오차를
줄이기 위한 것입니다. 4개가 14g입니다.트윈캠 608은 한 개에 11.5g이었는데...^^
그러니까 한 개의 무게는 3.5g에 지나지 않습니다.
트윈캠 608 베어링 한 개는 11.5g입니다.생겔은 10.5g입니다. 엄청난 차이인것이지요.
(울회사 베어링은 9.5g)
회전체에서는 질량을 줄이는 것이 가장 큰 관건이고, 그것은 베어링에서도 마찬가지입니다.
베어링이라는 회전체에서는 마찰을 줄이기 위하여 쇠구슬(steel balls)이나
세라믹(ceramic balls) 구슬을 사용하고,
그것이 더 잘 돌도록 함과 동시에 열의 발생을 막기 위해서 윤활유가 사용됩니다.
이때 회전이 빠르면 빠를수록, 또한 구슬의 무게가 무거울수록 그 구슬이 베어링 안의
주로(走路), 즉 구슬이 미끄러지는 골에 대해 커다란 원심력(centrifugal force)이
작용하게 됩니다.
즉, 빠르게 구르거나 움직이는 물체는 무게나 부피가 클수록 더 강한 관성을 가지고
밖으로 향하려는 성향을 가지게 됩니다.
이 원심력은 축(axles)으로부터 직선으로 베어링의 바깥을 향해 작용하는데,
이 때 구슬은 그 축을 중심으로 하여 구슬이 있는 곳까지의 반경을 계속 유지하며
앞으로 구르기 때문에 그 사이에서 원심력과는 다른 방향으로 미끄럼마찰이 생기게 됩니다.
당연히 원심력이 커질수록 마찰력이 커지는데,
이 원심력은 베어링이 빨리 구를수록 더 커지니 스케이팅의 속도가 빠를수록 마찰력이 더 커지는 것이지요.
그러므로 빠르게 달리려면 마찰력이 적은 베어링을 써야 하고,
결국 빨리 달리려면 좋은 베어링을 써야한다는 사실에 귀착하게 됩니다.
근데 이게 말처럼 쉽지는 않습니다. 베어링의 작동에는
아주 복잡한 기제(mechanism)가 작용하고 있는 것이니까요.
구슬이 무거운 베어링의 경우 그것이 그 자리를 유지하면서 맡은 역할만을 하지 못 하고,
그 구슬 자체가 주로(raceway)에 더 많은 마찰을 일으켜 도는 속도를 줄게 하는 것입니다.
질량은 아시다시피 관성 질량과 중력 질량을 가진 물체의 고유한 역학적 기본량입니다.
베어링에서는 구슬의 질량 자체가 문제가 될 수 있습니다.
물질은 자체의 질량으로부터도 영향을 받아 변형(deformation/찌그러짐)이 일어나는데,
그 질량이 크면 클수록 그 변형이 심해지기 마련입니다.
그러므로 베어링 내에서 가장 중요한 이 구슬은 자체의 변형을 막고,
또 원심력을 작게 하여 구름(미끄럼) 마찰력을 줄이기 위해서도 가벼워야만 합니다.
그런데 질화규소(silicon nitride)로 만든 세라믹 구슬의 질량은
쇠 구슬의 40%에 지나지 않으므로 이런 구슬이 베어링에 사용되면
그 장점이 커질 수밖에 없습니다.
게다가 세라믹은 그 자체 특성 상 베어링에 걸리는
사람의 체중에 의한 구슬의 변형에 견디는 세로 신축률도 2배나
탁월하다는 장점이 있습니다.
베어링에는 속도가 빠를수록 커지는 구름 마찰력의 증대로 인해 생기는 열이 있습니다.
열이 나면 모든 기계의 성능은 떨어지게 되어 있지요. 이유는 다양합니다.
작은 베어링에 있어서 열로 인해 구슬의 변형 등이 초래되고, 구슬이 달리는
주로의 변형 등도 이런 열에 의하여 초래될 수 있습니다.
서로 맞닿아 작동하는 인터페이스(interface)의 국면에서 양자에 찌그러짐이 일어난다면
거기서 생기는 마찰에 의한 비효율은 더욱 커질 수밖에 없는 것이니까요.
클리어런스가 좁은 정밀하고도 좋은 베어링이라고 할지라도 열에 약해서 구슬이나 주로가
팽창하게 되면 사고가 생기기도 합니다.
윤활이 잘 되어 냉각이 잘 되거나,
주로에서 열을 발산(dissipation)하는 능력이 떨어지는 베어링이라면 말입니다.
세라믹이 열에 강해서, 세라믹 볼이 들어간 베어링은 아무리 달려도 열을 안 받으니
항상 그 성능을 최대한으로 발휘할 수 있고,
또 열을 덜 받으니 오일의 기화(氣化)에 의한 누유(漏油) 현상도 적고,
또 누유가 없으니 주유를 할 때 조금만 해도 됩니다.
(경기용 수퍼 오일 같은 제품의 값이 얼마나 비싼지 아시죠? 그러고도 양도 얼마 안 되고...)
나아가 누유가 적으니 베어링 주변에 먼지도 덜 달라붙어서 베어링 오염의 가능성도 줄어들고...
(세라믹 베어링의 파이버 글라스+나일론 리테이너는 구슬의 구름을 좋게 하며,
열의 발산을 쉽게 하기도 하는데,
이는 이런 리테이너가 쇠나 놋쇠 리테이너에 비해서 윤활유를 보관하는
능력이 뛰어나기 때문입니다.) 경기용 베어링들은 끈적이는 높은 점성을 지닌 그리스
(grease)가 아니라 점도가 극히 낮은 오일(oil)을 사용합니다.
이것이 액체(fluid) 형태이기에 열도 더 잘 식혀 주고, 보다 더 볼에 잘 주유되며,
윤활도가 높아지는 때문입니다. 그래서 빠른 스케이트에는 항상 베어링에
오일 주유를 하라는 것이지요.
그런 열에 대한 저항력에 있어서도 세라믹은 쇠와 비할 수 없을 만큼 강합니다.
대기권 진입 시 초고열을 받는 스페이스 셔틀의 표면 또한 세라믹 타일이 사용됩니다.
특히 이 세라믹, 질화규소는 쇠보다 강도와 경도가 강하고,
우리가 사용하는 도자기 컵처럼 깨어지는(brittle) 성질을 가진 것이 아니라 안전합니다.
세라믹 볼에 사용되는 세라믹은 일반 도자기(pottery/fine ceramics)의 세라믹이 많은 기공을 가지고 있고,
초현미경적인 균열을 가지고 있지만,
그와는 달리 그런 것들이 없기 때문에 쇠보다도 더 딱딱해지고, 강해지는 것입니다.
그래서 이 세라믹보다 더 강한 것은 다이아몬드밖에 없다고 합니다.
쇠로 만든 구슬은 쉽게 산화가 됩니다.
그러므로 빗물이나 습기가 베어링 내부에 침투하면 대개 놋쇠로 만들어진 주로는
덜 산화되더라도 쇠로 만들어진 구슬은 쉽게 녹이 슬어 못 쓰게 되기도 합니다.
요즘은 녹이 덜 스는 크롬 합금의 구슬이 많이 사용되기도 하지만,
이것도 녹이 전혀 슬지 않는 것은 아닙니다.
질화규소의 세라믹 구슬은 산화나 기타 화학작용에도 강하며,
쇠 구슬에 비해서 마찰이 1/3로 줄어들고, 마찰이 적음으로 해서 볼의 손상이 줄어듭니다.
그러므로 베어링의 수명도 쇠로 된 것에 비하여 수 배에서 대략 10배까지 달하게
된다는 것입니다.
하지만 쇠 구슬에 세라믹이 코팅된 제품들도 세라믹 베어링이라 불리며,
이런 것들은 대개 비싼 쇠 구슬 베어링 정도의 가격으로 팔리고 있습니다.
이것은 구슬 전체가 세라믹으로 만들어진 본격적인 세라믹 베어링에 비하여
성능이 많이 떨어지는 것입니다.
이는 세라믹과 쇠의 신축율(수축율), 그리고 열전도율 및 열에 견디는
힘이 많은 차이를 내며, 세라믹 코팅으로는 쇠 구슬의 무게를 대폭적으로 줄이는 것이 힘들기 때문입니다.
아마도 이 정도의 설명만으로도 그간 세라믹 베어링의 신화(神話)에 대한 선수나
고수들의 열광에 대해 충분히 이해하실 수 있으셨으리라 생각합니다.
요즘은 스케이트와 관련된 모든 제품들의 성능이 대단히 좋아져서 일반적인
만족도는 높은 편입니다.
하지만 이처럼 전반적인 성능이 좋아지니 그런 표준적인(?) 성능을 능가하려면
대단한 기술 집적이 있지 않으면 안 됩니다. 그 뛰어난 성능이 밖으로 부각이 될 정도면
대단한 첨단 기술(state-of-the art, 혹은 leading-edge technology)이 적용되지 않으면
안 됩니다.
세라믹 베어링은 초장부터 첨단 기술을 토대로 한 것입니다.
그러니 이런 기술력을 가진 회사가 아니면 이 세라믹 베어링에는 명함조차 내밀지
못 하는 것입니다.
(그리고 명함을 내밀었다가도 시장에서 살아남지 못 하고 사라지기도 하고...)
극단적인 것까지 추구하는 분들이 아니라면 마이크로 베어링은 여러 회사에서
출시되는 경기용 베어링 정도에서 만족하실 수 있을 것입니다.
하지만 좀 까다로운 분들, 뭔가를 깊이 추구하는 분들은 내구성이
그 몇 배에 달하면서도 정비하기 좋고, 빠르고, 기타 성능도 만족할만한
이 세라믹 베어링을 외면하기는 힘들 것이라 생각합니다.^^
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