볼 나사의 정음화 기술
볼 나사의 정음화는 그 사용 환경이 생산 공장에서 사무실, 병원, 식품 산업 생산 라인 등 조용한 환경으로 확대됨에 따라 점점 더 중요해지고 있습니다. 또한 정음화는 에너지 절감과 수명 연장으로 이어져 필수적인 성능 개선 요구로 자리 잡고 있습니다.
(1) 볼 나사의 정음에 대하여
롤러 베어링, 리니어 가이드, 볼 나사 등 3가지 주요 기구의 구조와 소음 발생 상태를 비교하여 볼 나사의 정음화 필요성을 설명합니다.
(2) 볼 나사의 소음원(=진동원)
볼 나사의 소음원은 아래와 같은 구조적 문제로 인해 발생합니다:
| 볼 나사의 소음원(=진동원) | 소음의 종류 |
|---|---|
| 복잡한 강구 순환 경로 | 강구의 충돌음 |
| 나사 축 홈면의 거칠기와 면의 굴곡 | 긁히는 소리 |
| 나사 축의 벤딩, 동축도 오차로 인한 축 진동 | 강구의 미끄러짐 이상으로 삐걱거리는 소리 |
| 홈 형상 정밀도 (벤딩, 홈 형상의 불균일성) | 강구의 미끄러짐 이상으로 삐걱거리는 소리 |
| 나사 축과 너트의 장착 오차 | 강구의 미끄러짐 이상으로 삐걱거리는 소리 |
볼 나사의 소음 크기는 볼 직경 dmdmdm과 나사 축의 회전 수 nnn를 곱한 로그 값에 비례합니다. 따라서, 볼 직경을 작게 하고 회전 수를 낮추는 것이 기본적인 소음 저감 대책입니다. 이를 위해 리드가 큰 볼 나사를 선택하여 회전 수를 낮추면서도 고속 구동이 가능하게 합니다.
(3) 기계 시스템으로서의 정음화 대책
볼 나사는 자동 기구의 구동 부품으로 사용되기 때문에, 소음은 볼 나사가 장착된 기계 전체의 정음 대책에 따라 결정됩니다. 이 대책을 통해 전체적인 정음화 효과를 얻을 수 있습니다.
기계 계열 소음의 대표적 요인은 다음과 같습니다:
- 기계 계열 전체의 강성 부족:
- 정강성 및 동강성 부족은 소음의 주요 원인 중 하나입니다.
- 소음 흡수 구조:
- 소음이 흡수될 수 있는 커버 등의 구조적 특징이 필요합니다.
- 진동 제진 대책 부족:
- 각 진동 발생원의 진동 제진 대책이 부족할 경우, 진동 전달과 공진이 발생하여 소음을 증가시킬 수 있습니다.
출처: 한국 미스미
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