볼 스크류에 필요한 주변요소를 알려주세요①

볼 스크류는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기계 요소이므로 그것을 단독으로 사용할 수 없습니다.
일반적인 축계의 기계 요소와 마찬가지로 볼 스크류도 축을 회전시켜 일을 하기 때문에 회전하는 축을 받는 기계 요소=베어링이 필요합니다.

일반적인 볼 스크류에 사용하는 베어링은 볼베어링이라고 불리며, 굴림베어링의 일종입니다. 구름 베어링 외에는 미끄럼 베어링이나 자기 베어링, 유체 베어링 등이 있습니다.
모든 베어링의 주요 역할은 축으로부터의 하중을 받치거나 회전하는 축을 지지하는 데 있습니다.

그럼 볼 스크류에 사용할 경우 베어링이 받는 하중에 대해 생각해 봅시다.
아래 그림과 같이 볼 스크류를 사용하는 경우 직경 방향(레이디얼 방향)의 하중은 가이드 레일이 지탱합니다.
테이블 위의 중량물을 이동시킬 경우에는 볼 나사를 회전시켜 축 방향(액시얼 방향)으로 추력을 발생시킵니다.
이때 발생시킨 추력을 무언가로 받아들이지 않으면 테이블을 이동시킬 수 없습니다.

볼 스크류와 조합하는 베어링의 주요 역할 중 하나는 볼 스크류에 작용하는 축 방향의 하중(추력, 혹은 반력)을 받아들이기 위해서입니다.
조금 자세히 설명하자면, 일반적인 볼 스크류에 사용하는 베어링은 『앵귤러 볼베어링』을 채택하고 특징으로는

  • 축방향 및 직경방향 하중을 받을 수 있음
  • 예압을 부여하여 베어링 내의 백래시를 제로로 만들 수 있음,

라는 점이 있습니다.

이 「백래시를 제로로 할 수 있다」라고 하는 특징은, 정밀한 위치 결정을 일로 하는 볼 스크류에 있어서 매우 중요합니다.

이와 같이 볼 스크류를 사용하기 위해 필수적인 기계 요소는 그 밖에도 있지만 베어링은 특히 중요한 존재라고 할 수 있습니다.
볼 스크류와 볼 베어링, 그 원리는 모두 같은 "두 개의 홈 사이를 볼이 구른다"점에서 매우 가까운 존재라고도 할 수 있지요.

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