[기계] 볼스크류(볼나사) 지지 및 설치방법 / 서포트 유닛
안녕하세요.
저번 글에서는 볼스크류의 구조와 종류에 대해서 알아보았습니다.
[기계] 볼스크류란? (Feat. 백 래시 뜻, 예압 방식) / 볼스크류의 구조/ 볼스크류의 장단점
안녕하세요. 자동화 공장에서 볼스크류가 빠지면 말이 통하지 않을 정도로 많이 쓰이는 부품 중 하나입니다. 볼스크류의 정밀도에 따라 수명과 이송의 정밀함이 확정됩니다. 회전 운동을 직선��
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공정의 목적에 알맞은 볼스크류와 볼 너트의 선택도 중요하지만 그 볼스크류의 설치 및 지지 방법도 중요합니다. 따라서 이번 글에서는 볼스크류를 지지 및 설치하는 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
글의 목록
- 볼스크류의 설치 원리
- 볼스크류의 설치 유형
- 서포트 유닛의 종류
아무리 좋은 볼스크류라도 설치를 잘못하거나 지지를 잘 못한다면 이 볼스크류는 제대로 작동을 하지 못하거나 오래 사용할 수 없기 때문에 설치하는 방법은 꼭 알아두셔야 합니다.
볼스크류의 설치 원리
볼스크류를 설치할 때, 가장 중요한 부분은 볼스크류에 작용되는 전당 하중을 모터에 전달되지 않도록 하는 것입니다. 이리기 위해서는 볼스크류와 고정축, 모터가 정확히 일직선 상에 있어야 합니다. 조금이라도 직진도가 맞지 않는 다면 전단 하중이 모터에 전달되어 과부하를 일으키게 됩니다.
고정축 설치
- 볼스크류
- 고정축(앵귤러 베어링)
- 로크너트 (세트피스, 멈춤 나사)
- 누름 덮개
고정축에는 앵귤러 베어링이 삽입되게 됩니다. 조립 시 고정축에 있는 오일 씰(Oil - Seal)이 씹히지 않도록 조립해야 합니다. 고정축과 볼스크류의 조립이 끝났다면 앵귤러 베어링을 고정해주는 로크너트의 조립이 필요합니다. 물론 이 로크너트 또한 멈춤 나사로 고정이 필요합니다. 멈춤 나사로 고정이 이루어지기 전에 세트피스로 나사선을 보호해주고 육각 구멍붙이 멈춤 나사를 통해서 로크너트를 고정해줍니다. 그 후 누름 덮개로 눌러 앵귤러 베어링에 예압을 걸어 주고 정밀도를 높여주게 됩니다.
지지축 설치
- 깊은 홈 베어링
- 스냅링
지지축에는 깊은 홈 베어링이 삽입되게 됩니다. 조립 시 깊은 홈 베어링의 빠짐을 막아주는 스냅링을 체결하고 볼스크류를 지지하게 됩니다.
볼스크류의 설치 유형
볼스크류는 항상 한쪽에는 회전 모터가 있어야 합니다. 그 모터로 볼스크류(볼 나사)를 회전시켜 볼 너트를 움직여 주게 됩니다. 여기서 설치 유형이라고 한다면 반대편에 있는 서포트 유닛에 따라서 그 유형이 결정됩니다.
위 그림의 순서대로 고정자유, 고정지지, 고정고정으로 설치 유형이 나뉘게 됩니다.
고정 - 자유
왼쪽 그림에 보이는 설치 방법이 고정 - 자유 형식입니다. 이는 볼스크류가 수직으로 사용되어야 할 경우나 축에 대해 스트로크가 짧을 경우 한쪽은 모터로 고정하고 한쪽은 자유롭게 두는 고정 - 자유 방식을 사용하게 됩니다. 이 경우는 스트로크가 길거나 볼스크류의 강성이 좋지 않으면 지속 사용시 휨 모멘트를 받기 좋은 구조이며 횡 압력으로 인해서 볼스크류의 파손이 우려됩니다.
따라서 큰 힘이 들지 않는 경우, 스트로크가 많이 짧은 경우, 수직으로 사용하여 중력으로 인한 모멘트를 적게 받는 경우에 사용되어야 합니다.
고정 - 지지
고정 - 지지의 형태로 반대편에는 단순 베어링을 이용하여 지지만 하는 방식입니다. 모터가 지지단 쪽으로 작동하면 볼스크류가 회전하게 되고 볼 스크류에 달려있는 암나사(볼너트) 직진 운동을 하게 되는 형태입니다.
가장 보편적으로 사용하는 설치 방법이고 안정성 및 보전성이 뛰어납니다.
고정 - 고정
위의 그림과 같이 고정 - 고정 형태는 고정-지지와 달리 양쪽을 전부 프로파일에 고정시켜버리고 모터를 돌리는 경우입니다. 이 설치 방법은 공작 기계나 이송에 큰 힘이 들어갈 경우에 사용됩니다.
오른쪽의 그림은 고정축의 내부의 모습입니다. 2개의 베어링으로 삽입 고정되어 있습니다. 동작에 따라 다른 방향으로 하중을 받으면서 축을 고정시킵니다.
고정자유, 고정지지, 고정고정의 설치 방법은 축이 회전하여 볼 너트를 이송시켜주는 방식입니다. 아래 그림과 같이 볼 너트(암나사)를 회전시켜 직석 운동으로 하는 방식도 있으니 참고 바랍니다.
서포트 유닛의 종류
서포트 유닛은 말 그대로 지지단이나 고정단을 서포트해주는 부분입니다. 크게는 원형과 각형으로 나뉘게 됩니다.
위의 각형과 원형은 성능적으로는 큰 차이는 없지만 현장의 취부 형식에 따라 용이하게 사용하면 됩니다. 그 취부 형식 및 볼스크류(볼나사)의 형에 따라 서포트 유닛도 기성품으로 여러 가지 존재하게 됩니다.
축단 완성품 정밀 볼스크류(볼나사) BNK형의 단말 형상에 맞춘 EK형, FK형, EF형, FF형으로 나뉘게 됩니다. 또한, 볼스크류(볼나사) 일반용으로 규격화된 BK형, BF형이 있습니다.
볼스크류(볼나사)의 서포트 유닛은 콤팩트 하게 설계하는 것이 보통입니다. 안의 베어링 또한 예압을 충분히 걸어주어 정밀한 움직임이 가능하게 만든 유닛입니다. 이로 조립공정의 조립도 향상에 큰 도움이 됩니다.
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