산업 자동화가 발전하는 시대에 고성능 볼스크류는 공작기계의 핵심 정밀 전달 부품으로 등장하여 다양한 전달 시스템에서 필수적인 역할을 수행합니다.
볼 스크류 적용 시, 너트에 예압력을 가하는 것은 성능 향상을 위한 중요한 전략으로 꼽힙니다. 이 작업은 볼 스크류 어셈블리의 축 방향 강성을 크게 높이고 위치 정확도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 이론적으로 볼 스크류의 강성과 위치 정확도 최적화에만 집중한다면, 예압력을 증가시키면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. 실제로 예압력을 높이면 탄성 변형으로 인한 축 방향 클리어런스가 효과적으로 완화됩니다. 그러나 실제 상황은 그렇게 간단하지 않습니다. 작은 예압력으로 축 방향 클리어런스를 일시적으로 없앨 수 있다 하더라도, 볼 스크류의 전반적인 강성을 실질적으로 개선하기는 어렵습니다.
이러한 복잡성은 예압 너트의 "저강성 영역"을 효과적으로 제거하기 위해 예압력이 특정 임계값에 도달해야 한다는 필요성에서 발생합니다. 이중 너트 예압 구조를 사용하는 구성에서는 리드 오차와 같은 매개변수가 볼 스크류와 너트 부품 모두에 필연적으로 존재합니다. 이러한 편차로 인해 스크류 샤프트와 너트가 접촉할 때, 일부 영역은 힘에 의해 변형된 후 더 밀착되어 접촉 강성이 높아지는 반면, 다른 영역은 변형 후 상대적으로 느슨해져 접촉 강성이 낮은 "저강성 영역"을 형성합니다. 이러한 "저강성 영역"을 제거하기 위해 충분히 큰 예압력을 적용해야만 축 방향 접촉 강성을 효과적으로 향상시켜 성능 최적화라는 목표를 달성할 수 있습니다.
하지만 예압이 크다고 해서 모든 경우에 더 나은 결과를 보장하는 것은 아니라는 점을 명심해야 합니다. 예압력이 지나치게 크면 다음과 같은 부정적인 영향이 발생합니다.
구동에 필요한 토크가 크게 증가하여 변속 효율이 현저히 저하됩니다.
볼과 레이스웨이 사이의 접촉 피로와 마모가 심화되어 볼 스크류와 볼 너트의 작동 수명이 직접적으로 단축됩니다.
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게시 시간: 2025년 6월 18일
