베어링 종류 및 특징 총정리 (번호 및 규격)

베어링 종류는 “하중이 어느 방향으로, 얼마나 걸리는가”에 따라 구분됩니다.

모터부터 감속기, 반송 롤러까지 회전하는 축이 있는 곳에는 예외 없이 베어링이 들어가는데, 막상 교체하거나 신규 선정하려고 카탈로그를 열면 깊은홈 볼, 앵귤러, 테이퍼 롤러… 이름부터 낯섭니다.
이번 글에서는 현장에서 많이 쓰는 베어링 7종류의 구조 차이와 고르는 기준, 6204ZZ 같은 형번 읽는 법, 그리고 L10 수명 계산과 손상 원인 판별까지 하나씩 짚어보겠습니다.

베어링이란? — 정의와 역할

회전을 지탱하는 부품

베어링(Bearing)은 회전하는 축을 지지하면서 마찰을 최소화해 주는 기계요소입니다.
이름 그대로 하중을 “떠받치는(bear)” 부품입니다. 축이 회전할 때 발생하는 마찰을 줄여 동력 손실과 발열을 억제하고, 축의 위치를 정확하게 잡아주는 두 가지 역할을 동시에 합니다.

축을 지지하는 방식은 크게 두 갈래입니다. 축과 베어링 면이 오일 막을 사이에 두고 직접 미끄러지는 미끄럼 베어링(부시, 슬라이드 베어링)과, 볼이나 롤러 같은 전동체를 끼워 구름 접촉으로 지지하는 구름 베어링(rolling bearing)입니다.
산업 현장에서 “베어링 교체해 주세요”라고 하면 대부분 후자, 구름 베어링을 말합니다. 이 글에서 다루는 것도 구름 베어링입니다.

하중 방향 — 라디얼과 스러스트

베어링에 걸리는 하중은 방향에 따라 라디얼 하중과 스러스트(액시얼) 하중으로 나뉩니다.
라디얼 하중은 축의 반지름 방향, 즉 축에 수직으로 걸리는 하중입니다. 벨트 장력이나 롤러에 걸리는 무게가 여기에 해당합니다. 스러스트 하중은 축 방향으로 미는 하중으로, 웜 기어나 헬리컬 기어가 만드는 추력이 대표적입니다.

모든 베어링 종류는 이 두 하중 중 어느 쪽을 얼마나 잘 받느냐로 성격이 갈립니다.
하중 방향을 잘못 판단해 라디얼 전용 베어링에 스러스트 하중이 걸리면 정격 수명보다 훨씬 빨리 파손됩니다. 선정의 출발점이 하중 방향 분석인 이유입니다.

베어링 종류 한눈에 비교

구름 베어링은 전동체가 볼이냐 롤러냐, 그리고 받는 하중 방향이 무엇이냐로 분류합니다.
볼 베어링은 점 접촉이라 마찰이 작고 고속에 유리하며, 롤러 베어링은 선 접촉이라 같은 크기에서 더 큰 하중을 버팁니다. 아래 표에 현장에서 접하는 대표 7종을 정리했습니다.

표를 보면 규칙이 보입니다.
볼 계열은 속도, 롤러 계열은 하중, 스러스트 계열은 축방향 전용 — 이 한 줄만 기억해도 종류 선택의 절반은 끝납니다.

베어링 번호로 종류 판별하기

현장에서는 종류 이름보다 번호가 먼저 눈에 들어옵니다.
명판이나 구품에 찍힌 베어링 번호 앞자리만 보면 무슨 베어링인지 바로 판별할 수 있습니다. 자주 검색하게 되는 계열만 추려서 정리했습니다. 내경은 공통으로 뒤 두 자리로 계산하며, 자세한 규칙은 아래 형번 읽는 법에서 다룹니다.

▼ 베어링 번호별 종류 판별표

베어링 번호	이름	특징	사진
60xx · 62xx · 63xx	깊은홈 볼 베어링	범용 표준. 고속에 강하고 양방향 스러스트도 소량 감당. 예: 6204 (내경 20mm)
12xx · 13xx · 22xx · 23xx	자동조심 볼 베어링	외륜 궤도가 구면이라 축 휨·설치 오차(약 ±2~3°)를 스스로 흡수. 예: 1205, 2205
70xx · 72xx · 73xx	앵귤러 볼 베어링	접촉각으로 단방향 스러스트 지지. 스핀들·볼스크류에 짝(DB·DF)으로 사용. 예: 7204
NU · NJ · NUP · N	원통 롤러 베어링	고하중 라디얼 전용. 내·외륜 분리형이라 조립이 쉽고 자유측에 적합. 예: NU206
302xx · 303xx · 320xx	테이퍼 롤러 베어링	라디얼+스러스트 복합 하중. 두 개를 짝으로 쓰고 틈새 조정 필요. 예: 30204
213xx · 222xx · 223xx · 230xx	구면 롤러 베어링	고하중+자동조심. 진동·오정렬이 심한 크러셔·제지·컨베이어 설비용. 예: 22205
NA · NK · HK · K	니들 롤러 베어링	초저단면 고하중. 유성기어·링크 핀·요동부처럼 공간이 없는 자리. 예: HK1612
511xx · 512xx · 513xx	스러스트 볼 베어링	축방향 하중 전용, 저속. 수직축 하단·회전 테이블. 예: 51105

베어링 종류 7가지 상세 — 구조와 용도

① 깊은홈 볼 베어링(Deep Groove Ball Bearing) — 범용 표준

깊은홈 볼 베어링은 전 세계에서 가장 많이 생산되는 베어링으로, 특별한 이유가 없다면 기본 선택지입니다.
내륜과 외륜에 깊은 홈(궤도)을 파고 그 사이에 볼을 넣은 구조입니다. 라디얼 하중을 주로 받으면서 양방향 스러스트 하중도 어느 정도 감당하고, 마찰이 작아 고속 회전에 강합니다.

모터 양단, 팬, 펌프, 컨베이어 롤러까지 쓰이는 곳을 나열하기 어려울 정도입니다. NSK·SKF·NTN 등 어느 메이커든 6200·6300 계열로 규격이 표준화되어 있어 수급도 쉽습니다.
실드(ZZ)나 씰(2RS) 붙은 타입을 쓰면 그리스가 봉입된 상태로 출고되어 별도 윤활 없이 수명까지 쓰는 경우가 많습니다.
베어링 번호는 60xx·62xx·63xx로 시작하며, 현장에서 가장 많이 보는 6204(내경 20mm)·6206(내경 30mm)이 이 계열입니다.

② 자동조심 볼 베어링(Self-Aligning Ball Bearing) — 축 오정렬 흡수

자동조심 볼 베어링은 외륜 궤도면을 구면으로 가공해, 축이 살짝 휘거나 설치 오차가 있어도 스스로 정렬을 맞추는 베어링입니다.
내륜과 볼은 깊은홈 볼 베어링과 비슷한 구조지만, 외륜 궤도가 구면이라 내륜 전체가 이 구면을 중심으로 약 ±2~3° 범위에서 자유롭게 기울어질 수 있습니다. 여러 개의 베어링 하우징을 일렬로 정렬해야 하는 긴 축에서 설치 오차나 프레임 처짐을 기구적으로 흡수해 줍니다.

컨베이어처럼 긴 축을 여러 하우징으로 지지하는 설비, 농기계, 진동이 큰 스크린·분쇄기처럼 완벽한 정렬이 어려운 자리에 주로 씁니다.
베어링 번호는 12xx·13xx·22xx·23xx로 시작하며, 예를 들어 1205는 내경 25mm입니다.

다만 궤도 접촉 면적이 좁아 깊은홈 볼 베어링보다 부하 능력과 강성이 낮습니다.
오정렬을 흡수해 준다고 해서 설치 오차를 방치하면 안 되며, 자동조심 기능은 어디까지나 보조 수단이지 정렬 불량의 근본 대책은 아닙니다.

③ 앵귤러 볼 베어링(Angular Contact) — 스러스트 하중과 고정밀

앵귤러 볼 베어링은 볼과 궤도의 접촉선이 축에 대해 15°·30°·40° 기울어져 있어 라디얼과 스러스트 하중을 동시에 받는 볼 베어링입니다.
접촉각이 클수록 스러스트 부하 능력이 커지고, 작을수록 고속 회전에 유리합니다. 다만 스러스트는 한 방향만 받기 때문에 실무에서는 두 개를 마주 보게(DB 조합) 또는 등을 맞대게(DF 조합) 짝으로 씁니다.
베어링 번호는 70xx·72xx·73xx로 시작하며, 대표적으로 7204·7206이 스핀들·볼스크류 서포트에 자주 쓰입니다.

공작기계 스핀들, 볼스크류 서포트 유닛처럼 유격을 없애고 강성을 확보해야 하는 자리에 예압을 걸어 사용합니다.
조합형 앵귤러 베어링은 반드시 지정된 방향·순서로 조립해야 하며, 방향이 뒤집히면 예압이 걸리지 않아 정밀도가 나오지 않습니다.

④ 원통 롤러 베어링(Cylindrical Roller) — 고하중 라디얼 전용

원통 롤러 베어링은 볼 대신 원통형 롤러를 넣어 선 접촉으로 하중을 받는 베어링입니다.
같은 외형 치수의 볼 베어링보다 라디얼 부하 능력이 1.5~3배 수준으로 큽니다. 대신 스러스트 하중은 거의 받지 못합니다(NJ·NUP형은 한쪽 턱으로 소량 감당).
베어링 번호는 NU·NJ·NUP·N으로 시작하며, 예를 들어 NU206은 내경 30mm입니다.

감속기 입력축, 대형 모터, 압연기 롤넥처럼 라디얼 하중이 크게 걸리는 자리에 쓰입니다.
내륜과 외륜이 분리되는 구조(NU형 등)라 억지끼움 조립이 쉽고, 자유측 베어링으로도 많이 씁니다. 축을 두 개의 베어링으로 지지할 때 한쪽은 축 위치를 잡아주는 고정측, 반대쪽은 열팽창으로 늘어난 축이 움직일 수 있게 자유측으로 배치하는데, 원통 롤러는 롤러가 궤도 위를 축방향으로 미끄러질 수 있어 자유측에 적합합니다.

⑤ 테이퍼 롤러 베어링(Tapered Roller) — 복합 하중의 해결사

테이퍼 롤러 베어링은 원뿔대 모양의 롤러를 비스듬히 배치해 라디얼과 스러스트 하중을 동시에 크게 받는 베어링입니다.
자동차 휠 허브가 대표 용도입니다. 차 무게(라디얼)와 코너링 때 옆으로 미는 힘(스러스트)을 한 번에 받아야 하기 때문입니다. 산업 설비에서는 감속기 출력축, 베벨 기어 축처럼 기어 추력이 큰 자리에 들어갑니다.
베어링 번호는 302xx·303xx·320xx로 시작하며, 예를 들어 30204는 내경 20mm입니다.

앵귤러 볼과 마찬가지로 스러스트를 한 방향만 받으므로 두 개를 마주 보게 짝으로 설치하고, 조립 시 틈새(또는 예압)를 심(shim)이나 너트로 조정합니다.
이 틈새 조정이 테이퍼 롤러 관리의 핵심인데, 너무 조이면 발열, 너무 풀면 축이 놀아 기어 물림이 흐트러집니다.

⑥ 니들 롤러 베어링(Needle Roller) — 좁은 공간의 선택

니들 롤러 베어링은 지름 대비 길이가 3~10배인 가는 롤러(니들)를 촘촘히 배열한 베어링입니다.
단면 높이가 매우 낮아, 반경 방향 공간이 부족한 곳에서 큰 라디얼 하중을 받을 수 있습니다. 유성기어 내부, 로커암, 요동 운동하는 링크 핀이 대표 용도입니다.
베어링 번호는 NA·NK·HK·K로 시작하며, 예를 들어 HK1612는 내경 16mm·외경 22mm·폭 12mm를 뜻합니다.

외륜 없이 니들과 케이지만으로 축과 하우징 면을 직접 궤도로 쓰는 타입도 있어, 이 경우 축 표면을 궤도면 수준(경도 HRC 58 이상, 정밀 연삭)으로 가공해야 합니다.
회전보다는 요동·저속 고하중 조건에서 진가를 발휘하는 종류입니다.

⑦ 스러스트 베어링(Thrust Bearing) — 축방향 하중 전용

스러스트 베어링은 축 방향 하중만 전담해서 받는 베어링입니다.
와셔처럼 생긴 두 개의 궤도판 사이에 볼(스러스트 볼 베어링) 또는 롤러(스러스트 롤러 베어링)를 넣은 구조입니다. 수직축 하단, 회전 테이블, 크레인 훅처럼 무게가 축 방향으로 걸리는 자리에 씁니다.
스러스트 볼 베어링 번호는 511xx·512xx·513xx로 시작하며, 예를 들어 51105는 내경 25mm입니다.

구조상 원심력에 취약해 허용 회전수가 낮습니다. 고속 축에는 스러스트 베어링 대신 앵귤러 볼 조합으로 축방향 하중을 처리하는 것이 일반적입니다.
라디얼 하중은 전혀 받지 못하므로 반드시 라디얼 베어링과 함께 사용합니다.

베어링 형번 읽는 법 — 6204ZZ의 의미

베어링 형번은 “형식 기호 + 치수 계열 + 내경 번호 + 접미 기호” 순서로 읽습니다.
현장에서 가장 흔한 6204ZZ를 예로 풀어보면 이렇습니다.

내경 번호 규칙에는 예외가 있습니다.
내경 번호 04 이상은 ×5가 내경(mm)이지만, 00=10mm·01=12mm·02=15mm·03=17mm는 예외이므로 그대로 외워야 합니다. 6200은 내경 10mm, 6203은 내경 17mm입니다.

※ 예: 6206은 내경 번호 06 → 06×5=30mm, 6304는 내경 번호 04 → 04×5=20mm입니다. 표에 없는 큰 사이즈(내경 500mm 이상)는 번호 자체가 mm 단위 내경입니다.

접미 기호도 자주 쓰는 것만 알면 됩니다.
ZZ는 양쪽 금속 실드, 2RS(NSK는 DDU, NTN은 LLU)는 양쪽 접촉 고무 씰입니다. 고무 씰이 방진·방수에 더 강한 대신 마찰이 커서 허용 회전수가 약간 낮아집니다. 그 뒤에 붙는 C3는 내부 틈새를 표준보다 크게 만든 것으로, 모터처럼 운전 중 온도가 올라 내륜이 팽창하는 용도에 씁니다. 모터 명판 옆 베어링 표기에 C3가 유독 많은 이유입니다.

베어링 선정 체크리스트 5단계

베어링 선정은 하중 방향 → 하중 크기 → 회전수 → 환경 → 조립 조건 순서로 좁혀가면 실패가 없습니다.
카탈로그를 열기 전에 아래 다섯 가지를 먼저 정리해 두는 것이 순서입니다.

1. 하중 방향 분석: 라디얼만인지, 스러스트도 걸리는지, 양방향인지 단방향인지. 여기서 종류가 결정됩니다.
2. 하중 크기와 수명 계산: 기본 동정격하중 C와 등가하중 P의 비로 정격 수명을 확인합니다. 볼 베어링 기준 L10 = (C/P)³ × 10⁶ 회전이며, 롤러는 지수가 10/3으로 커집니다.
3. 회전수 확인: 카탈로그의 허용 회전수 이내인지. 고속이면 볼 계열을 선택하고, 그리스 대신 오일 윤활을 검토합니다.
4. 환경 조건: 분진·수분이 있으면 접촉 씰(2RS), 고온이면 C3 틈새와 내열 그리스, 식품 설비면 스테인리스 재질.
5. 조립·유지보수 조건: 자유측·고정측 배치, 억지끼움 위치, 교체 주기와 수급성(표준 형번 우선).

수명 계산에서 하중 P를 구하려면 축에 걸리는 힘부터 알아야 합니다.
모터 용량과 벨트 장력에서 축 하중을 계산하는 과정은 모터 선정 가이드 글에서, 감속기 출력축 쪽 하중은 감속기 선정 방법 글에서 다룬 내용과 이어집니다.

끼워맞춤은 회전하는 링 쪽을 억지끼움으로 하는 것이 원칙입니다.
축이 회전하는 일반 설비라면 내륜은 억지끼움(k5·m5 등), 외륜은 헐거운 끼워맞춤(H7)으로 갑니다. 회전하는 링이 헐거우면 링이 축 위에서 미끄러지며(크리프) 축 표면이 마모됩니다.

조립할 때 주의할 점이 하나 있습니다.
베어링 압입 시 힘은 반드시 압입되는 쪽 링에만 가해야 하며, 볼을 거쳐 반대쪽 링을 때리면 궤도면에 압흔이 생겨 조기 파손됩니다. 내륜을 축에 끼울 때는 내륜을, 외륜을 하우징에 넣을 때는 외륜을 밀어야 합니다. 규격과 정격하중 상세는 NSK 공식 카탈로그에서 확인할 수 있습니다.

베어링 수명 계산 — L10 공식 실무 적용

베어링 수명은 같은 조건에서 동일 베어링 100개를 돌렸을 때 90%가 살아있는 시점의 회전수 또는 시간, 즉 기본 정격 수명 L10으로 계산합니다.
계산법은 ISO 281 기준이며, 베어링 카탈로그의 기본 동정격 하중(C값)과 실제 하중(P값)만 있으면 됩니다.

L10 수명 계산 공식

L10 수명 계산 공식은 다음과 같습니다.
L10 (백만 회전) = (C / P)^p
여기서 C는 기본 동정격 하중(N), P는 동등가 하중(N), p는 볼 베어링 3, 롤러 베어링 10/3입니다.

시간 단위로 환산하면:
L10h (시간) = (1,000,000 / 60n) × L10
n은 분당 회전수(rpm)입니다.

L10h 수명은 이론 수명입니다. 실제 현장에서는 수명 수정 계수(aISO)를 곱해 보정합니다.
윤활 조건이 좋고 오염이 없다면 L10h의 3~5배까지 수명이 늘어나고, 윤활 불량이나 오염이 있으면 계산값보다 훨씬 빨리 손상됩니다.
일반적으로 모터 베어링의 목표 L10h 수명은 20,000~30,000시간으로 설계하며, 이 범위에 못 미치면 더 큰 베어링이나 다른 종류로 변경해야 합니다.

베어링 손상 원인 판별 및 트러블슈팅

교체 후 빨리 손상되는 베어링을 보면 손상 패턴에 원인이 고스란히 남아있습니다.
육안 점검만으로도 80%의 원인을 파악할 수 있습니다.

인버터(VFD) 구동 모터에서 전식 손상이 자주 발생하는 이유가 있습니다.
인버터 PWM 스위칭으로 인한 공통 모드 전압이 축 전류를 유발해 베어링 표면을 미세하게 방전시킵니다. 이를 방지하려면 샤프트 어스 링(Shaft Grounding Ring)(저비용, 기존 베어링 유지 가능)이나 세라믹 볼 절연 베어링(고비용, 근본 해결)을 설치해야 합니다.
손상 사례별 상세 분석 자료는 SKF Korea 베어링 기술 자료에서 참고할 수 있습니다.

베어링 FAQ — 소음·발열·수명 궁금증

Q1. 베어링에서 “구르릉” 소음이 나기 시작했습니다. 바로 교체해야 하나요?

A. 소음의 성격부터 확인하세요. 주기적인 “구르릉·덜컹” 소리는 궤도면 압흔이나 박리(flaking)일 가능성이 높아 교체 대상입니다. 반면 “쉭쉭”거리는 연속음은 그리스 부족이나 열화인 경우가 많아 재급유로 해결되기도 합니다. 소음과 함께 발열·진동이 동반되면 진행이 빠르므로 교체 부품을 준비해 두는 것이 안전합니다.

Q2. ZZ(실드)와 2RS(씰) 중 뭘 선택해야 하나요?

A. 분진·수분이 튀는 환경이면 접촉 씰인 2RS(DDU·LLU), 깨끗한 환경에서 고속 회전이면 마찰이 작은 ZZ가 기본입니다. 씰 타입은 립이 내륜에 접촉해 방진성이 좋은 대신 마찰 토크가 커서 허용 회전수가 실드 대비 낮아집니다. 애매하면 오염 환경 여부로 판단하면 됩니다.

Q3. 모터 베어링에 C3가 붙어 있는데, 표준 틈새 제품으로 대체해도 되나요?

A. 권장하지 않습니다. C3는 운전 중 내륜이 열팽창해도 틈새가 남도록 여유를 둔 사양입니다. 표준 틈새(CN)로 바꾸면 운전 온도에서 틈새가 없어져 발열이 가속되고, 심하면 눌러붙습니다. 모터·고온 설비의 베어링은 기존 접미 기호 그대로 교체하는 것이 원칙입니다.

Q4. 베어링 교체 주기는 어떻게 정하나요?

A. L10h 수명 계산값에 0.7~0.8을 곱한 시점에서 예방 교체하는 것이 일반적입니다. 예를 들어 L10h가 20,000시간이면 14,000~16,000시간마다 교체 스케줄을 잡습니다. 진동계·온도계 같은 모니터링 장비가 있다면 상태 기반 유지보수(CBM)로 교체 시점을 더 정확하게 잡을 수 있습니다.

Q5. 베어링 그리스는 얼마나 자주 교환하나요?

A. 밀봉형(ZZ·2RS)은 수명 내 교환이 불필요합니다. 오픈형은 운전 조건에 따라 다르지만 일반적으로 2,000~5,000시간 또는 3~6개월마다 그리스를 보충합니다. 니플 급유 시에는 구(舊) 그리스가 밀려 나올 때까지만 보충하고, 과충전에 주의합니다.

Q6. 국산·중국산과 NSK·SKF 같은 메이커 제품, 차이가 큰가요?

A. ISO 15 기준의 외형 치수(내경·외경·폭)는 표준 형번이면 호환됩니다. 차이는 소재 청정도와 열처리 품질에서 오는 수명 편차, 그리고 고속·고정밀 영역의 안정성입니다. 저속 범용 자리는 가격 대비 국산도 충분한 경우가 많지만, 스핀들·고속 모터·안전 관련 부위는 검증된 메이커 제품을 쓰는 것이 결과적으로 저렴합니다.

베어링 종류는 결국 하중 방향 하나로 갈래가 나뉩니다.
라디얼 위주면 깊은홈 볼, 축 오정렬이 있으면 자동조심 볼, 복합 하중이면 앵귤러나 테이퍼 롤러, 고하중 라디얼이면 원통 롤러, 공간이 없으면 니들, 축방향 전용이면 스러스트. 이 일곱 갈래에 형번 읽기와 L10 수명 계산까지 잡아두면 카탈로그 앞에서 헤맬 일은 없습니다.

본 글은 일반적인 기술 정보 제공을 목적으로 작성되었으며, 실제 설계 및 시공 시에는 반드시 자격을 갖춘 전문가와 상담하시기 바랍니다. 현장 조건과 법규에 따라 적용 방법이 달라질 수 있습니다.