볼스크류 예압이란?
출처. 삼익 THK 유튜브 https://www.youtube.com/@swoong79
미끄럼 나사선 볼스크류 보다는 적지만 구름 나사선 볼스크류도 백래쉬(축방향 클리어런스)가 존재한다.
이 축방향 클리어런스는 두 하중 방향에 따른 전동면의 중심선과 볼의 중심선 차이를 더한 값으로 결정되는데, 축방향 클리어런스가 적을수록 위치 결정정도와 강성이 좋아진다.
따라서 축방향 클리어런스를 줄이는 것은 매우 중요하고 이를 위해 볼스크류 볼에 예압을 준다.
볼에 예압을 주게되면 하중방향에 상관 없이 볼의 중심선과 전동면의 중심선이 유사해지기 때문.
볼스크류 예압의 종류
볼스크류 예압 방식으로는 너트 사이에 간좌를 넣은 더블너트예압 방식.
특징 : 정밀도와 강성이 높아 공작기계에 많이 사용.
한 개의 너트에 피치를 넓혀 양쪽 방향으로 예압을 주는 옵셋예압 방식.
특징 : 구조가 간단하여 합리적인 가격의 제품들이 많음.
너트의 중앙부로 너트부를 당겨 예압을 주는 정압예압 방식.
특징 : 스프링을 사용하기에 비교적 고하중에 약함, 저하중용&소형 구조에 적합
나사선보다 볼의 크기를 크게하여 4점 접촉 예압을 주는 오버사이즈예압 방식.
특징 : 구조가 단순하여 저렴한 제품이 많지만 볼의 마모가 상대적으로 빨라 보수 주기가 비교적 짧은 편
볼스크류 순환의 종류
주로 쓰이는 볼스크류 순환 방식은 크게 3가지가 있다.
리턴파이프(Return Pipe) 타입
가장 범용적으로 사용 되는 리턴 파이프 타입, 리턴 튜브 타입이라고도 부른다.
볼 사이즈에 맞는 리턴 파이프 경로를 사용하여 볼이 순환한다.
장점은 조립이 쉽고 다양한 축경이나 리드에 적용 가능하다.
단점은 다른 순환 방식에 비해 너트 외부의 레이아웃이 큰편이며, 고속 회전 시 파이프에서 소음이 발생할 수 있다.
디플렉터(Deflector) 타입
나사 내부에 디플렉터가 있는 구조로 콤팩트한 구조가 특징.
장점은 콤팩트한 구조로 작은 리드 사용 가능&콤팩트한 설계를 가능하게 하며, 소음이 적고 고속 회전에 용이하다.
단점은 비교적 고하중에 약한 모습을 보인다.
가이드 플레이트(리턴 플레이트) 타입과는 매우 유사한 구조를 가지고 있다.
순환 경로가 너트부와 별개(가이드 플레이트)인가 아닌가(디플렉터)의 차이.
엔드캡(End Cap) 타입
너트 양단에 엔드캡 단품을 부착하여, 볼이 나사홈을 따라 이동하다가 엔드캡 내부 통로를 통해 다시 돌아오는 타입.
장점은 고하중 고속 적용에 적합하다는 점이다.
단점은 구조상 컴팩트하게 만들기 어려우며, 너트부의 중간에 볼 경로를 만들어야 하기 때문에 다른 타입에 비해 비교적 비싸다.
이렇게 주로 쓰이는 리턴 파이프, 디플렉터, 엔드캡 타입 외에도 다음과 같은 타입이 있다.
엔드 디플렉터(End&Deflector) 타입
엔드 타입과 디플렉터 타입의 장점을 섞은 타입으로 다양한 길이의 리드에 적용이 가능하다.
IZK, PMI, NSK 등 일부 제조사만 라인업을 가지고 있다.
플롭오버(Flop over) 타입
1리드마다 나사 축의 접촉부를 뛰어 넘어 강구를 원래의 홈에 되돌려 순환시키는 타입으로 콤팩트화에 적합하다. 지지대 방식이라고도 부른다.
마치며… 같이 보면 좋은 볼스크류 관련 글을 모아 보았다.
Ball Screw Series 1 볼스크류의 구조와 종류 – 원상엔지니어링
