볼 나사의 예압 측정과 관리
고정밀도와 고강성이 요구되는 볼 나사에는 방향 변환 시의 유격을 최소화하기 위해 「예압 볼 나사」가 사용됩니다. 여기서는 예압 측정법과 실제 측정 및 관리 데이터를 통해 예압 관리에 대해 설명합니다.
(1) 예압 동적 토크의 측정법
예압 동적 토크는 소정의 예압이 부여된 볼 나사의 너트가 외부 하중 없이 회전할 때 나타나는 실토크를 말합니다. 이 측정법은 JIS B1192-7.6에 규정되어 있습니다.
- 측정 방법:
- 나사 축을 회전시켰을 때 너트를 정지시키는 데 필요한 힘을 로드 셀로 계측합니다.
- 측정된 힘 FFF에 나사 축 중심부터 측정점까지의 거리(팔길이)를 곱하여 토크를 산출합니다.
\( 토크=F×팔길이\text{토크} = F \times \text{팔길이}토크=F×팔길이 \)
(2) 실제 측정 데이터와 관리법
초정밀 위치 결정용 볼 나사나 공작 기계용 고강성 볼 나사 등은 출하 단계에서 예압 동적 토크가 출하 검사 데이터로 체크됩니다. 아래는 실제 예압 동적 토크 측정 데이터와 관리법에 대한 설명입니다.
- 출하 시 예압 동적 토크 데이터:
- 예압 토크 = 20.6~37.2 N·cm
- 양방향 예압 동적 토크가 측정되고, 예압 토크의 규격 값에 대한 출하 시 품질 보증이 이루어집니다.
- 장기간 사용 후 예압 동적 토크 데이터:
- 측정값 = 9.8~24.5 N·cm
- 출하 시 초기 값과 비교하여 30~40% 정도 예압이 저하된 상태
- 이 상태를 “예압 손실”이라고 하며, 초기에는 없었던 덜컹거림이 발생할 수 있습니다. 이는 정밀도 열화나 강성 저하, 서보 불안정 등의 원인이 됩니다.
예압 관리의 중요성
예압 관리가 제대로 이루어지지 않으면 볼 나사의 성능이 저하될 수 있습니다. 주기적인 예압 동적 토크 측정을 통해 볼 나사의 상태를 확인하고, 필요 시 조정을 통해 초기 성능을 유지하는 것이 중요합니다.
출처: 한국 미스미
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