기계요소 (74) – 무급유 부시와 축의 구조 (무급유 부시의 선정과 하중 계산)

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무급유 부시와 축의 구조 (무급유 부시의 선정과 하중 계산)

무급유 부시와 축의 구조 (무급유 부시의 선정과 하중 계산)

서론

무급유 부시와 축의 적절한 조립 구조는 성능과 내구성에 중요한 영향을 미칩니다. 이 글에서는 축 개수와 무급유 부시 개수에 따른 구조 설명과 조정법을 다룹니다.

무급유 부시와 축의 구조

표 1． 무급유 부시와 축의 구조

구조	내용	틈새 실현을 위한 방법
		기계 가공
축 1개에 1개의 무급유 부시	기계 가공을 통해 틈새 확보가 가능한 정밀도, 치수로 제작하면 직선과 회전 동작이 가능한 축과 베어링을 제작할 수 있다	필요
축 1개에 2개의 무급유 부시	무급유 부시 2개의 틈새를 확보할 수 있는 구조로 만들어야 하기 때문에 기계 가공으로 소정의 정밀도를 산출한 1개의 하우징에 2개의 무급유 부시를 압입하는 방법을 권장한다.또한 하우징을 2개로 분리한 경우, 두 부품의 틈새 확보를 위해 조립 조정할 필요가 있다.	필요
축 2개에 2개의 무급유 부시	무급유 부시 2개를 기계 가공하여 소정의 정밀도를 산출한 1개의 하우징에 압입하고 축과 평행을 이루는 상태로 만든다. 대형인 경우는 축이 각각 독립된 2개의 구조를 권장한다.	필요
축 2개에 4개의 무급유 부시	무급유 부시 4개를 기계 가공하여 소정의 정밀도를 산출한 1개의 하우징에 압입하고 축과 평행을 이루는 상태로 만든다. 대형인 경우는 축이 각각 독립된 2개의 구조로 만들고, 하우징마다 조립 조정하는 방법을 권장한다.	필요

축 1개에 1개의 무급유 부시 구조

설계자는 가공 정밀도로 축의 위치를 결정하는 “고정 블록 일체 구조” 방식, 또는 고정 블록을 베이스판과 고정 블록으로 분리하는 “고정 블록 분리” 방식 중에 선택할 수 있습니다. 두 방식의 특징을 설명하면 다음과 같습니다:

고정 블록 일체 구조: 가공 공정 수가 많고 조립 공정 수는 적습니다.
고정 블록 분리 구조: 가공 공정 수가 적고 조립 공정 수가 많습니다.

설계자는 비용을 기준으로 두 방식으로 도면을 작성하고 가공 및 조립 비용을 검토한 후 판단할 수 있습니다.

표 2． 무급유 부시 1개와 축 1개의 구조

구조	설계 포인트
	개별
축 고정 블록 일체 구조	축 고정 블록 양 끝에 있는 축 고정 홀은 관통 가능한 정밀도(10μm 정도)로 가공합니다. 하우징 부속 무급유 부시를 사용하여 조립 공정 수 절감 가능. 축과 고정 블록과의 고정은 상부로부터의 고정 나사 구조이며, 나사와 접촉하는 축의 면은 “D 컷” 또는 “원주 릴리프 홈”으로 가공합니다.
축 고정 블록 분리 구조	베이스판 고정 블록 장착부의 평면도를 평평하게 가공(10μm 정도)합니다. 고정 블록 장착면으로부터 축 고정 홀의 높이를 두 부품이 동일한 공차 치수(50μm)로 유지합니다.

축 1개에 2개의 무급유 부시 구조

설계자는 가공 정밀도로 축의 위치를 결정하는 “고정 블록 일체 구조” 방식, 또는 고정 블록을 베이스판과 고정 블록으로 분리하는 “고정 블록 분리” 방식 중에 선택할 수 있습니다. 하우징이 2개인 경우, 가공 공정 수와 조립 공정 수는 모두 증가합니다. 비용을 기준으로 삼아 두 방식으로 도면을 작성하고 비용 견적을 검토한 후 판단합니다.

표 3． 무급유 부시 2개와 축 1개의 구조

구조	설계 포인트
	개별
축 고정 블록 일체 구조	무급유 부시를 압입하는 하우징 내경의 심은 관통 가공(홀이 긴 경우는 두 단면으로부터의 가공)으로 직진 정밀도가 좋게 가공합니다. 축과 축 고정 블록과의 고정은 상부로부터의 고정 나사 구조이며, 나사와 접촉하는 축의 면은 “D 컷” 또는 “원주 릴리프 홈”으로 가공합니다.
축 고정 블록 분리 구조	하우징 2개의 무급유 부시 압입 홀의 두 심은 동축도를 유지해야 합니다. 하우징의 무급유 부시 압입 홀의 고정판 장착면을 기준면으로 합니다. 하우징과 고정판은 축이 무급유 부시 내에서 원활하게 작동하는 위치로 조정한 후 고정시킵니다.

축 2개에 2개의 무급유 부시 구조

설계자는 가공 정밀도로 무급유 부시의 위치를 결정하는 “하우징 일체 구조” 방식 또는 하우징을 이동판과 하우징으로 분리하는 “하우징 분리” 방식을 선택할 수 있습니다. 일체 구조 방식은 가공 공정 수가 많고 조립 공정 수는 적으며, 하우징 분리 방식은 가공 공정 수는 적고 조립 공정 수는 많습니다.

표 4． 무급유 부시 2개와 축 2개의 구조

구조	설계 포인트
	개별
하우징 일체 구조	가공 정밀도로 무급유 부시 위치나 축의 평행도 기울기를 보증하는 구조. 축 고정 블록 양 끝에 있는 고정 홀은 중심 잡기가 되어 있으며 동시에 평행이 되도록 가공합니다. 축과 축 고정 블록과의 고정은 상부로부터의 고정 나사 구조이며, 나사와 접촉하는 축의 면은 “D 컷” 또는 “원주 릴리프 홈”으로 가공합니다.
하우징 분리 구조	하우징의 무급유 부시 압입 홀의 고정판 장착면을 기준면으로 합니다. 하우징과 이동판은 축이 무급유 부시 내에서 원활하게 작동하는 위치로 조정한 후 고정시킵니다.

축 2개에 4개의 무급유 부시 구조

4개의 무급유 부시를 장착한 하우징을 2개 또는 4개로 분할할 수 있습니다. 조립 공정 수를 절감할 수 있는 가공 정밀도를 고려하여 하우징 2개 분리 구조를 권장합니다.

표 5． 무급유 부시 4개와 축 2개의 구조

구조	설계 포인트
	개별
하우징 2개 분리 구조	하우징 2개의 무급유 부시 압입 홀의 두 심은 동축도를 유지해야 합니다. 하우징의 무급유 부시 압입 홀의 고정판 장착면을 기준면으로 합니다. 하우징과 이동판은 축이 무급유 부시 내에서 원활하게 작동하는 위치로 조정한 후 고정시킵니다. 축과 축 고정 블록과의 고정은 상부로부터의 고정 나사 구조이며, 나사와 접촉하는 축의 면은 “D 컷” 또는 “원주 릴리프 홈”으로 가공합니다.
하우징 4개 분리 구조	하우징의 무급유 부시 압입 홀의 고정판 장착면을 기준면으로 합니다. 하우징과 이동판은 축이 무급유 부시 내에서 원활하게 작동하는 위치로 조정한 후 고정시킵니다.