볼 나사의 운전 성능 평가
이송 나사는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하거나 큰 힘을 발생시키기 위해 사용되는 중요한 기계 요소입니다. 다양한 이송 나사의 종류와 각기 다른 성능을 살펴보겠습니다.
이송 나사의 종류와 특성
| 이송 나사 종류 | 설명 |
|---|---|
| 미끄러짐 나사 | 슬라이드 베어링처럼 면 접촉 상태의 이송 나사 |
| 볼 나사 | 롤러 베어링처럼 점 접촉 및 전동 운동을 하는 이송 나사 |
| 정압 나사 | 공기나 기름 매체를 통해 비접촉 상태에서 힘을 전달하는 이송 나사 |
볼 나사의 성능 특성
볼 나사의 가장 큰 특징은 마찰 저항이 매우 작다는 점입니다. 이는 강구의 전동 운동을 통해 힘을 전달하는 구조 덕분입니다.
정마찰 토크
정마찰 토크는 회전 운동을 시작할 때 발생하는 초기 마찰 저항입니다. 볼 나사의 경우, 나사 축이 회전을 시작할 때 강구가 나사 홈 위를 약간 미끄러지면서 발생합니다. 이로 인해 볼 나사 마모의 주요 원인이 되기도 합니다.
- 특징:
- 회전 방향에 따라 달라짐 (정전, 역전)
- 너트 내부 강구 순환로 위치에 따라 달라짐 (예: 아래쪽 배위, 위쪽 배위)
동마찰 토크
동마찰 토크는 운동 상태에서의 마찰 저항입니다. 이는 강구의 크기, 나사 홈의 크기, 예압의 크기, 윤활유의 특성 등에 영향을 받습니다. 나사 축의 회전 수에 따라 동마찰 토크가 변동합니다.
- 특징:
- 오버사이즈 강구 사용 시 동마찰 토크 급증
- 더블 너트는 강구 수와 접촉 나사 홈 길이 증가로 인해 동마찰 토크 변동을 억제
마찰 토크 변동
마찰 토크의 변동은 모터의 속도 변동에 영향을 미쳐 직선 운동의 속도 차이나 위치 결정 정밀도에 영향을 줄 수 있습니다. JIS B 1192-3(2018)에 따르면, 토크 변동률은 다음과 같이 규정됩니다:
- 예시: 기준 토크가 0.2~0.4 N·m인 경우, 나사부 유효 길이가 4000mm 이하, 세장비 40 이하인 C3 등급 볼 나사의 토크 변동률은 ±40%로 규정됩니다.
출처: 한국 미스미
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