커플링을 통한 모터 축과 볼 나사 연결
회전 모터의 회전 토크(힘)나 회전 수(이동 거리)를 볼 나사에 정확하게 전달하기 위해서는 적절한 전동 기계 요소를 선택해야 합니다. 이러한 선택은 조립 작업의 난이도, 정밀도, 수명 및 신뢰성에 영향을 미칩니다. 이번 장에서는 커플링 조인트에 대해 설명하겠습니다.
(1) 커플링의 역할
회전 모터와 볼 나사, 두 축을 연결할 때 초기 상태(정지 상태)에서 고정밀도로 연결하더라도 가동 상태에서는 다음과 같은 변동 요인이 발생할 수 있습니다:
- 운전 중인 볼 나사의 휨
- 축의 열팽창으로 인한 변형 및 변형 응력
- 볼 나사의 지지부(서포트 유닛 등)의 변형
- 장시간 사용 후 베어링 마모로 인한 마찰 저항의 편향
따라서, 강체를 이용해 두 축을 연결하기보다는 변동 요인을 흡수할 수 있는 휨 축 베어링(커플링)을 사용하는 것이 좋습니다.
(2) 커플링의 종류, 구조 및 특징
| 종류 | 구조 | 특징 |
|---|---|---|
| 슬릿형 | 원통 형상 금속(알루미늄 합금 등) 중앙부에 나선 형상의 슬릿을 넣은 일체 구조로 스프링성과 축 유지 기능을 형성 | 완전 일체 구조로 회전 토크 전달이 매끄럽고 2축 간의 장착 오차 흡수 성능이 높음. 백 래시 성능이 뛰어나고 내수, 내유, 내약품성이 높음 |
| 디스크형 | 조인트 중앙부에 디스크를 설계하여 디스크 형상 및 재질로 폭넓은 전달 성능을 실현 | 고 토크, 고 비틀림 강성 등의 적응성이 높고 백 래시 성능이 뛰어남. 전기 절연 성능도 선택 가능 |
| 올댐형 | 2개의 축 유지부(허브부)를 수지제 스페이서로 연결(【사진1】 참조) | 소형이며 경 토크 전달에서는 밸런스가 잡힌 비틀림 강성, 토크 전달성, 얼라인먼트 오차 흡수성을 제공. 전기 절연성도 우수 |
| 벨로스형 | 인청동, 스테인리스재 벨로스(주름 형상) 구조체로 2개의 허브부를 연결 | 등속 회전 성능이 뛰어나 엔코더와의 연결에 적합 |
| 리지드형 | 알루미늄 합금, 스테인리스재 일체 형상 커플링 | 고 비틀림 강성, 백 래시 성능이 뛰어나지만 얼라인먼트 흡수 기능이 없음 |
결론
커플링 조인트는 회전 모터와 볼 나사를 연결할 때 중요한 역할을 합니다. 각 커플링의 종류와 특징을 이해하고, 시스템 요구 사항에 맞는 커플링을 선택하여 조립 작업의 난이도, 정밀도, 수명 및 신뢰성을 최적화할 수 있습니다.
출처: 한국 미스미
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