볼 스크류의추력에대해서알려주세요①
애초에 '추력'이란 무엇일까요? 답은 '어떤 방향을 향해 힘을 가하면 반대 방향으로 균형 잡힌 힘이 발생한다'입니다.
예를 들면, 대형 여객기는 제트 엔진으로 후방에 제트를 만들어, 여객기 본체를 앞으로 밀어내 추력을 얻는 것으로 비행하고 있습니다.
볼 스크류는 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 기계요소이므로 나사축을 회전시킴으로써 너트가 전방(혹은 후방)으로 밀려납니다. 그 결과 너트에 추력이 발생하여 너트 하우징에 설치된 테이블이 이동함으로써 일을 시키는 것입니다.
추력을 만들어내는 기계 요소는 그 밖에도 많이 있습니다. 예를 들어 자동차용 소형 잭에 사용되는 미끄럼 나사와 에어 실린더가 있습니다.
그럼 왜 그것들에 볼 스크류가 사용되지 않는 것일까요?
힌트는 ＇볼 스크류의 기계 효율이 우수하다＇나 ＇정밀한 제어가 가능하다＇이기 때문입니다.
소형 잭에 볼 스크류를 사용한 경우 기계 효율이 높기 때문에 잭 핸들에서 손을 떼는 순간 잭은 스르르 하강을 시작하게 됩니다. 그러나 소형 잭에 사용되는 미끄럼 나사는 기계 효율이 낮다는 점을 이용하고 있기 때문에 핸들에서 손을 떼도 잭은 마음대로 하강하지 않습니다.
또한 에어 실린더는 주사기와 같은 형상으로, 안에 공기 등 유체를 밀어 넣음으로써 피스톤을 밀어내어 추력하고 있습니다. 장점은 볼 스크류에 비해 저렴하다는 점, 사양 검토가 간단하다는 점을 들 수 있습니다.
그러나 에어실린더로 복잡한 반송이나 위치 결정은 어렵기 때문에 단순히 같은 스트로크를 왕복 운동시키는 등의 사용법이 대부분을 차지하고 있습니다. 볼 스크류의 「추력」은, 「같은 힘으로 보다 스무스하게 움직이고 싶다!」&「정밀한 위치 결정이나 여러가지 스트로크로 사용하고 싶다!」라고 하는 사용법에 적합하기 때문에, 반도체 제조 장치, 산업용 로봇, 공작 기계의 반송·위치 결정에 이용되고 있습니다.
이와 같이 「추력을 발생시킨다」라고 하는 기계 요소에서도, 필요로 하는 기능·비용·특징과의 조합으로 여러가지가 사용되고 있기 때문에 여러가지 장치의 내용을 조사해 보는 것도 재미있을지도 모릅니다.
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