볼나사

볼나사종합카탈로그 A-661

볼나사종합카탈로그 A 제품기술해설 특징과분류... A-664 볼나사의특징... A-664 미끄럼나사에비해구동토크가 1/3로감소... A-664 고정도를보증한다... A-667 미동이송이가능... A-668 백래쉬가적고강성이높다... A-669 고속이송이가능... A-670 볼나사의종류... A-672 선정포인트... A-674 볼나사선정플로우차트... A-674 볼나사의정도... A-677 리드정도... A-677 장착부정도... A-680 축방향클리어런스... A-685 예압... A-686 나사축의선정... A-690 나사축의제작한계길이... A-690 정밀볼나사의축경과리드표준조합... A-692 전조볼나사의축경과리드표준조합... A-693 허용축방향하중... A-694 허용회전수... A-696 너트의선정... A-699 너트의종류... A-699 형번의선정... A-702 축방향하중의산출... A-702 정적안전계수... A-703 수명검토... A-704 강성검토... A-707 이송나사계의축방향강성... A-707 위치결정정도의검토... A-711 위치결정정도의오차원인... A-711 리드정도의검토... A-711 축방향클리어런스의검토... A-711 이송나사계의축방향강성검토... A-713 발열에의한열변위검토... A-715 주행중의자세변화검토... A-716 회전토크검토... A-717 외부하중에의한마찰토크... A-717 볼나사예압에의한토크... A-718 가속에필요한토크... A-718 구동모터의검토... A-719 서보모터를사용하는경우... A-719 스텝핑모터 ( 펄스모터 ) 를사용하는경우... A-721 볼나사선정예... A-722 고속반송장치 ( 수평사용 )... A-722 수직반송장치... A-736 각형번의특징... 볼리테이너타입정밀볼나사 SBN 형, SBK 형, HBN 형... 구조와특징... 볼리테이너효과... 종류와특징... 수명... 축방향클리어런스... 정도규격... A-747 A-748 A-749 A-749 A-752 A-704 A-685 A-678 표준재고정밀볼나사축단미가공품 BIF형, BNFN형, MDK형, MBF형, BNF형... A-754 구조와특징... A-755 종류와특징... A-756 수명... A-704 너트형식과축방향클리어런스... A-758 표준재고정밀볼나사축단완성품 BNK형... A-760 특징... A-761 종류와특징... A-761 축단완성품의종류와서포트유니트, 너트브라켓대응표... A-762 정밀볼나사 BIF형, DIK형, BNFN형, DKN형, BLW형, BNF형, DK형, MDK형, BLK/WGF 형, BNT형... A-764 구조와특징... A-765 종류와특징... A-769 수명... A-704 축방향클리어런스... A-685 정도규격... A-678 정밀로터리볼나사 DIR형, BLR형... A-772 구조와특징... A-773 종류와특징... A-775 수명... A-704 축방향클리어런스... A-685 정도규격... A-776 조합예... A-778 정밀볼나사 / 스플라인 BNS-A형, BNS형, NS-A형, NS형... A-780 구조와특징... A-781 종류와특징... A-782 수명... A-704 축방향클리어런스... A-685 정도규격... A-783 작동패턴... A-784 조합예... A-787 사용예... A-788 사용상의주의... A-789 A-662

B 제품치수제원 ( 별책 ) 전조볼나사 JPF형, BTK형, MTF형, BLK/WTF형, CNF형, BNT형... A-790 구조와특징... A-791 종류와특징... A-792 수명... A-704 측방향클리어런스... A-685 정도규격... A-678 전조로터리볼나사 BLR형... A-796 구조와특징... A-797 종류... A-797 수명... A-704 축방향클리어런스... A-685 정도규격... A-798 장착예... A-799 볼나사주변기기... A-801 서포트유니트 EK형, BK형, FK형, EF형, BF형, FF형... A-802 구조와특징... A-802 종류... A-804 서포트유니트의종류와적용나사축외경... A-805 베어링형번과특성치... A-806 장착예... A-807 장착순서... A-808 축단권장형상의종류... A-810 너트브라켓 MC형... A-812 구조와특징... A-812 종류... A-812 로크너트 RN형... A-813 구조와특징... A-813 종류... A-813 옵션... A-815 윤활... A-816 방청 ( 표면처리등 )... A-816 방진... A-816 윤활장치 QZ... A-817 와이퍼링 W... A-819 자바라사양서... A-822 치수도, 치수표볼리테이너타입정밀볼나사 SBN형, SBK형, HBN형... 표준재고정밀볼나사축단미가공품 BIF형, BNFN형, MDK형, MBF형, BNF형... 표준재고정밀볼나사축단완성품 BNK형... 정밀볼나사 BIF형, DIK형, BNFN형, DKN형, BLW형, BNF형, DK형, MDK형, BLK/WGF형, BNT형... B-651 정밀로터리볼나사 DIR형, BLR형... B-719 정밀볼나사 / 스플라인 BNS-A형, BNS형, NS-A형, NS형... 전조볼나사 JPF형, BTK형, MTF형, BLK/WTF형, CNF형, BNT형... B-735 전조로터리볼나사 BLR형... B-747 볼나사축의제작한계길이... B-750 볼나사주변기기... B-753 EK형서포트유니트고정측각형... B-754 BK형서포트유니트고정측각형... B-756 FK형서포트유니트고정측원형... B-758 EF형서포트유니트지지측각형... B-762 BF형서포트유니트지지측각형... B-764 FF형서포트유니트지지측원형... B-766 축단의권장형상 H형 (H1, H2, H3) ( 서포트유니트 FK 형, EK 형용 )... 축단의권장형상 J 형 (J1, J2, J3) ( 서포트유니트 BK형용 )... 축단의권장형상 K형 ( 서포트유니트 FF형, EF형, BF형용 ).. B-575 B-583 B-607 B-725 B-768 B-770 B-772 너트브라켓... B-774 로크너트... B-776 옵션... B-777 와이퍼링 W, 윤활장치 QZ장착후의볼나사너트치수.. B-778 장착순서와메인터넌스... A-824 볼나사축의장착방법... A-824 메인터넌스방법... A-826 윤활량... A-826 취급상의주의사항... A-827 * 별책 B 제품치수제원을참조해주십시오. A-663

특징과분류 볼나사 볼나사의특징 미끄럼나사에비해구동토크가 1/3 로감소 볼나사는나사축과너트사이에서볼이구름운동을하기때문에높은효율이얻어지며종래의미끄럼나사에비하여구동토크가 1/3 이하입니다. ( 그림1, 그림2) 따라서, 회전운동을직선운동으로변환하는것뿐만아니라직선운동을회전운동으로변환하는것도쉽게가능합니다. 100 90 80 70 μ=0.003 μ=0.005 μ=0.01 100 90 80 70 μ=0.003 μ=0.005 μ=0.01 η 60 50 40 30 20 10 μ=0.1 μ=0.2 η 60 50 40 30 20 10 μ=0.1 리드각산출 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 그림1 정효율 ( 회전 직선 ) 그림2 역효율 ( 직선 회전 ) Ph tanβ = π dp 1 β : 리드각 ( ) dp : 볼중심경 (mm) Ph : 이송나사리드 (mm) A-664

추력과토크의관계 추력및토크를부여했을때의발생토크, 발생추력은식 (2) ~ (4) 에의해구해집니다. 추력을얻기위한구동토크 특징과분류 볼나사의특징 T = Fa Ph 2π η1 2 T : 구동토크 (N-mm) Fa : 안내면의마찰저항 (N) Fa=μ mg μ : 안내면의마찰계수 g : 중력가속도 (9.8 m/s 2 ) m : 반송물의질량 (kg) Ph : 이송나사리드 (mm) η1 : 이송나사의정효율 (A-664 그림1 참조 ) 토크를부여했을때의발생추력 2π η1 T Fa = Ph 3 Fa : 발생추력 (N) T : 구동토크 (N-mm) Ph : 이송나사리드 (mm) η1 : 이송나사의정효율 (A-664 그림1 참조 ) 추력을부여했을때의발생토크 볼나사 T = Ph η2 Fa 4 2π T : 발생토크 (N-m) Fa : 입력추력 (N) Ph : 이송나사리드 (mm) η2 : 이송나사의역효율 (A-664 그림2 참조 ) A-665

[ 구동토크산출예 ] 질량 500kg 의물체를유효경 : 33 mm, 리드 : 10mm ( 리드각 :5 30') 의나사로움직일때필요한토크는아래와같습니다. 구름안내 (μ= 0.003) 볼나사 (μ=0. 003 으로서효율 η= 0.96) 14.7N 24N mm 500kg η μ 안내면의마찰저항 Fa=0.003 500 9.8=14.7N 구름안내 (μ= 0.003) 미끄럼나사 (μ=0. 2 으로서효율 η= 0.32) 구동토크 14.7 10 T = 2π 0.96 = 24 N mm 14.7N 73N mm 500kg η μ 안내면의마찰저항 Fa=0.003 500 9.8=14.7N 구동토크 14.7 10 T = 2π 0.32 = 73 N mm A-666

특징과분류 볼나사의특징 고정도를보증한다 볼나사는엄격하게온도관리된공장에서최고수준의설비기계에의해서연삭, 조립, 검사에이르기까지철저한품질관리체제하에서정도보증이되고있습니다. 레이저를이용한자동리드측정기 20 μ 10 0 10 20 +MAX a = 0.9 0 100 200 300 400 500 MAX a = 0.8 볼나사 그림 3 리드정도측정데이터 [ 사용조건 ] 호칭형번 : BIF3205-10RRG0+903LC2 표1 리드정도측정데이터 단위 : mm 항목 규격치 실측치 방향성목표치 0 대표이동량오차 ±0.011-0.0012 변동 0.008 0.0017 A-667

미동이송이가능 볼나사는볼에의한구름운동을하기때문에기동토크가극히적고미끄럼운동의경우처럼스틱슬립을일으키지않으므로, 정확한미동이송이가능합니다. 그림4는볼나사로 1펄스당 0.1μm이송시켰을때의이동량입니다. ( 안내면은 LM 가이드사용 ) μ 0.2μm 그림 4 0.1μm 이송에서의이동데이터 A-668

특징과분류 볼나사의특징 백래쉬가적고강성이높다. 볼나사는예압을부여할수있으므로, 축방향클리어런스를제로이하로줄일수있으며, 예압으로인해고강성을얻을수있습니다. 그림5에서, 축방향하중이정 (+) 방향으로가해진경우, 테이블은같은 (+) 방향으로변위됩니다. 축방향하중이역 (-) 방향으로가해진경우, 테이블은같은 (-) 방향으로변위됩니다. 그림6은축방향하중과축방향변위량의관계를보여줍니다. 그림6에나타난것과같이, 축방향하중의방향이변경되면, 축방향클리어런스가변위량으로서발생합니다. 추가로, 불나사에예압이부여되는경우, 더높은강성을가지며, 축방향에서제로클리어런스보다작은축방향변위량을가집니다. 그림 5 볼나사 그림 6 축방향하중에대한축방향변위량 A-669

고속이송이가능 볼나사는효율이높고열발생이적으므로, 고속이송이가능합니다. 고속예 그림 7 은 2m/s 에서대리드전조볼나사를사용한경우의속도선도를보여줍니다. [ 사용조건 ] 항목시료최대속도안내면 내용 대리드전조볼나사 WTF3060 ( 축경 : 30mm; 리드 : 60mm) 2m/s ( 볼나사회전수 : 2,000 min -1 ) LM 가이드 SR25W 2 0 2000ms 그림 7 속도선도 A-670

특징과분류 볼나사의특징 발열예 그림 8 의동작패턴으로볼나사를사용한경우의나사축의발열데이터를그림 9 에나타냅니다. [ 사용조건 ] 항목 시료 최대속도 저속도 안내면 내용 더블너트정밀볼나사 BNFN4010-5 ( 축경 : 40 mm; 리드 : 10 mm; 예압하중 : 2,700 N) 0.217m/s (13m/min) ( 볼나사회전수 : 1300 min -1 ) 0.0042m/s (0.25m/min) ( 볼나사회전수 : 25 min -1 ) LM 가이드 HSR35CA 윤활제리튬계그리스 (No. 2) 0.217m/s 0.0042m/s t1 (1) t2 = 1.4 1.9 t3 0.1 (1) t1 = 0.2 t2 = 1.4, 1.3 t3 = 0.2 (2) 15.9 t1 t2 = 1.3 t3 s 그림 8 동작패턴 30 볼나사 25 20 0 30 60 90 120 150 180 그림 9 볼나사발열데이터 A-671

볼나사의종류 SBN SBK HBN BIF DIK BNFN BNF BNT DK DKN BLW MDK BLK DIR BLR WGF / BIF BNFN MDK MBF, BNK BNS NS BNF A-672

특징과분류 볼나사의종류 JPF BTK BNT MC RN MTF BLK WTF CNF EK BK FK EF BF FF 볼나사 BLR A-673

선정포인트 볼나사 볼나사선정플로우차트 0 볼나사선정순서 볼나사를선택할때에는, 다양한각도로부터선택할필요가있습니다. 다음은볼나사를선택하기위 한측정기준으로서의플로우차트입니다. A-676 1 A-685 A-685 2 3 4 3 4 3 2 4 5 A-690- A-692- A-692- A-824- A-694- A-696- A-677- A-699- A-702-5 2 3 A-674

선정포인트 볼나사선정플로우차트 A-704-5 2 3 A-816- A-707- A-709- A-710-3 4 5 A-711-1 3 4 5 볼나사 A-717- A-718- A-718-2 3 5 A-719- A-675

[ 볼나사의사용조건 ] 다음조건은볼나사를선정할때에필요한조건입니다. 반송방향 ( 수평, 수직등 ) 반송질량 m (kg) 테이블안내방법 ( 미끄럼, 구름 ) 안내면마찰계수 μ(-) 안내면의저항 f(n) 축방향외부하중 F (N) 희망수명시간 Lh(h) 스트로크길이사용속도가속시간등속시간감속시간 l S(mm) m/s Vmax(m/s) t1(s) t2(s) t3(s) Vmax α = Vmax t1 (m/s 2 ) Vmax 가속거리 l 1=Vmax t1 1000/2 (mm) 등속거리 l 2=Vmax t2 1000 (mm) 감속거리 l 3=Vmax t3 1000/2 (mm) 분당왕복횟수 n (min -1 ) l 1 l 2 l 3 l 1 l 2 l 3 t1 t2 t3 t1 t2 l S l S t3 mm s mm 위치결정정도 (mm) 반복위치결정정도 (mm) 백래쉬 (mm) 최소이송량 s(mm/ 펄스 ) 구동모터 (AC 서보모터, 스탭핑모터등 ) 모터의정격회전수 NMO(min -1 ) 모터의관성모멘트 JM(kg m 2 ) 모터분해능 ( 펄스 /rev) 감속비 A (-) A-676

볼나사의정도 선정포인트 볼나사의정도 리드정도 볼나사의리드정도는 JIS규격 (JIS B1192-1997) 에준하여정도관리가되고있습니다. 정도등급 C0 ~ C5는직선성과방향성으로, C7 ~ C10은 300mm에대한이동량오차로서규정되어있습니다. π 실이동량 실제볼나사로측정된이동량오차. 기준이동량 일반적으로, 호칭이동량과같지만, 사용용도에 따라의도적으로호칭이동량을보정한값을가질수있습니다. 그림 1 리드정도용어 대표이동량 실이동량의경향을나타내는직선이며, 실이동 량을나타내는곡선으로부터최소이승법에의해서얻어집니다. 대표이동량오차 (± 표시 ) 대표이동량과기준이동량의차이. 볼나사 기준이동량의목표치 나사축의흔들림방지를위해서텐션을가하거 나외부하중이나온도에의한신축을고려해서미리기준이동량을 " 마이너스 " 또는 " 플러스 " 로설정할수가있습니다. 그런경우에는, 기준이동량의목표치를지시해주십시오. 변동 대표이동량에평행하게그려진두직선간의실제이동량의최대폭입니다. 변동 /300 임의의나사길이 300mm 에대한변동을나타냅 니다. 변동 /2π 나사축의 1 회전내의변동입니다. A-677

주 ) 나사부유효길이의단위 : mm 표 1 리드정도 ( 허용치 ) 정밀볼나사 전조볼나사 단위 : μm 정도등급 C0 C1 C2 C3 C5 C7 C8 C10 나사부유효길이 대표이동량오차 대표이동량오차 대표이동량오차 대표이동량오차 대표이동량오차 변동 변동 변동 변동 이상 이하 100 3 3 3.5 5 5 7 8 8 18 18 100 200 3.5 3 4.5 5 7 7 10 8 20 18 200 315 4 3.5 6 5 8 7 12 8 23 18 315 400 5 3.5 7 5 9 7 13 10 25 20 400 500 6 4 8 5 10 7 15 10 27 20 500 630 6 4 9 6 11 8 16 12 30 23 630 800 7 5 10 7 13 9 18 13 35 25 800 1000 8 6 11 8 15 10 21 15 40 27 1000 1250 9 6 13 9 18 11 24 16 46 30 1250 1600 11 7 15 10 21 13 29 18 54 35 1600 2000 18 11 25 15 35 21 65 40 2000 2500 22 13 30 18 41 24 77 46 2500 3150 26 15 36 21 50 29 93 54 3150 4000 30 18 44 25 60 35 115 65 4000 5000 52 30 72 41 140 77 5000 6300 65 36 90 50 170 93 6300 8000 110 60 210 115 8000 10000 260 140 변동이동량오차 ±50/ 300mm 이동량오차 ±100/ 300mm 이동량오차 ±210/ 300mm 표2 300mm의나사길이와 1회전에서의변동 ( 허용치 ) 단위 : μm 정도등급 C0 C1 C2 C3 C5 C7 C8 C10 변동 /300 3.5 5 7 8 18 변동 /2π 3 4 5 6 8 표3 종류와등급 종류 시리즈기호 등급 비고 위치결정용 Cp 1, 3, 5 반송용 Ct 1, 3, 5, 7, 10 ISO 대응 주 ) 정도등급은 Cp 시리즈와 Ct 시리즈에도적용됩니다. 상세한내용은삼익 THK 에문의해주시기바랍니다. A-678

선정포인트 볼나사의정도 예 : 기준이동량의목표치 -9 μm/500 mm로제작된볼나사의리드를측정한결과다음과같은데이 터가얻어졌습니다. 표4 이동량오차에대한측정데이터 단위 : mm 지령위치 (A) 0 50 100 150 이동거리 (B) 0 49.998 100.001 149.996 이동량오차 (A-B) 0-0.002 +0.001-0.004 지령위치 (A) 200 250 300 350 이동거리 (B) 199.995 249.993 299.989 349.885 이동량오차 (A-B) -0.005-0.007-0.011-0.015 지령위치 (A) 400 450 500 이동거리 (B) 399.983 449.981 499.984 이동량오차 (A-B) -0.017-0.019-0.016 측정데이터를그래프로나타내면그림2와같이됩니다. 위치결정오차 (A-B) 는실이동량으로나타내며, (A-B) 의그래프의경향을대표하는직선은대표이동량이됩니다. 기준이동량과대표이동량사이의차이는대표이동량오차로나타납니다. μ +10 0 10 20 30 100 200 300 400 500 8.8μm A B 9μm/500mm 7μm 볼나사 그림 2 이동량오차에대한측정데이터 [ 측정결과 ] 대표이동량오차 : -7μm 변동 : 8.8μm A-679

장착부정도 볼나사장착부의정도는 JIS 표준 (JIS B 1192-1997) 에준하여제작합니다. C C EF G EF EF EF C EF E C F G 주 ) 나사축축선의반경방향의전흔들림은 JIS B 1192-1997 을참조하십시오. 그림 3 볼나사장착부정도 A-680

장착부정도규격 표 5~ 표 9 는정밀볼나사의장착부에대한정도규격을보여줍니다. 선정포인트 볼나사의정도 표5 나사축의지지부축선에대한나사홈면의반경방향원주흔들림과부품장착부의반경방향원주흔들림단위 : μm 나사축외경 (mm) 흔들림 ( 최대 ) 초과 이하 C0 C1 C2 C3 C5 C7 8 3 5 7 8 10 14 8 12 4 5 7 8 11 14 12 20 4 6 8 9 12 14 20 32 5 7 9 10 13 20 32 50 6 8 10 12 15 20 50 80 7 9 11 13 17 20 80 100 10 12 15 20 30 주 ) 이들항목에대한측정은나사축경의흔들림의효과를포함합니다. 그러므로, 지점과나사축전장과측정지점간의거리비율을사용하고위의테이블에얻어진값을추가해서나사축축선의전흔들림으로부터교정치를구할필요가있습니다. 예 : 형번 DIK2005-6RRGO+500LC5 L=500 E1 E-F E2 E-F 볼나사 E1 = e + Δe L1=80 e : 표5의규격치 (0.012) Δe : 보정치 Δe = L1 L E2 80 = 0.06 500 = 0.01 E2 : 나사축축선의반경방향전흔들림 (0.06) E1 = 0.012 + 0.01 = 0.022 A-681

표6 나사축의지지부축선에대한지지부단면의직각도 단위 : μm 나사축외경 (mm) 직각도 ( 최대 ) 초과 이하 C0 C1 C2 C3 C5 C7 8 2 3 3 4 5 7 8 12 2 3 3 4 5 7 12 20 2 3 3 4 5 7 20 32 2 3 3 4 5 7 32 50 2 3 3 4 5 8 50 80 3 4 4 5 7 10 80 100 4 5 6 8 11 표7 나사축의축선에대한플랜지장착면의직각도 단위 : μm 너트외경 (mm) 직각도 ( 최대 ) 초과 이하 C0 C1 C2 C3 C5 C7 20 5 6 7 8 10 14 20 32 5 6 7 8 10 14 32 50 6 7 8 8 11 18 50 80 7 8 9 10 13 18 80 125 7 9 10 12 15 20 125 160 8 10 11 13 17 20 160 200 11 12 14 18 25 표8 나사축의축선에대한너트외주면의반경방향원주흔들림 단위 : μm 너트외경 (mm) 흔들림 ( 최대 ) 초과 이하 C0 C1 C2 C3 C5 C7 20 5 6 7 9 12 20 20 32 6 7 8 10 12 20 32 50 7 8 10 12 15 30 표9 나사축의축선에대한너트외주면 ( 평면형장착면 ) 의평행도 단위 : μm 장착기준길이 (mm) 평행도 ( 최대 ) 초과 이하 C0 C1 C2 C3 C5 C7 50 5 6 7 8 10 17 50 100 7 8 9 10 13 17 100 200 10 11 13 17 30 50 80 8 10 12 15 19 30 80 125 9 12 16 20 27 40 125 160 10 13 17 22 30 40 160 200 16 20 25 34 50 장착부의정도측정방법 나사축의지지부측에대한부품장착부의반경방향원주흔들림 (A-681 표5 참조 ) V블록으로나사축의지지부를지지합니다. 부품장착부의원호에측정자를위치시키고, 나사축을 1 회전시켰을때의다이얼게이지의최대차를측정치로합니다. A-682

선정포인트 볼나사의정도 나사축의지지부축선에대한나사홈면의반경방향원주흔들림 (A-681 표5 참조 ) V블록으로나사축의지지부를지지합니다. 너트의원호에측정자를위치시키고, 너트를돌리지않고, 나사축을 1회전시켰을때의다이얼게이지의최대차를측정치로합니다. 지지부축선에대한나사축의지지부단면직각도 (A-682 표6 참조 ) V블록으로나사축의지지부를지지합니다. 나사축의지지부단면에측정자를위치시키고, 나사축을 1회전시켰을때의다이얼게이지의최대차를측정치로합니다. 볼나사 나사축의축선에대한플랜지장착면의직각도 (A-682 표7 참조 ) 나사축의나사부외경을너트에가깝게 V 블록으로지지합니다. 플랜지단면에측정자를위치시키고, 나사축과너트를동시에 1회전시켰을때의다이얼게이지의최대차를측정치로합니다. A-683

나사축의축선에대한너트외주면의반경방향원주흔들림 (A-682 표8 참조 ) 나사축의나사부외경을너트에가깝게 V 블록으로지지합니다. 너트의원호에측정자를위치시키고, 나사축을돌리지않고너트를 1회전시켰을때의다이얼게이지의최대차를측정치로합니다. 나사축의축선에대한너트외주면 ( 평면형장착면 ) 의평행도 (A-682 표9 참조 ) 나사축의나사부외경을너트에가깝게 V 블록으로지지합니다. 너트 ( 평면형장착면 ) 의원호에측정자를위치시키고, 나사축과평행하게다이얼게이지를움직인때의다이얼게이지의최대차를측정치로합니다. 나사축의축선의반경방향전흔들림 나사축의나사부외경을너트에가깝게 V 블록으로지지합니다. 나사축의원호에측정자를위치시키고, 나사축 1회전시켰을때에축방향의여러지점에서의다이얼게이지의최대차를측정치로합니다. 주 ) 나사축의반경방향전흔들림은 JIS B 1192-1997 을참조하십시오. A-684

선정포인트 볼나사의정도 축방향클리어런스 정밀볼나사의축방향클리어런스 표 10 은정밀볼나사의축방향클리어런스를보여줍니다. 제작길이가표 11 의값을초과하면, 클리어 런스는부분적으로마이너스 ( 예압상태 ) 로될수있습니다. 표 10 정밀볼나사의축방향클리어런스 클리어런스기호 G0 GT G1 G2 G3 축방향클리어런스 0 이하 0 ~ 0.005 0 ~ 0.01 0 ~ 0.02 0 ~ 0.05 단위 : mm 나사축외경 표 11 정밀볼나사의각축방향클리어런스의제작한계길이 나사부전장 GT 클리어런스 G1 클리어런스 G2 클리어런스 C0 ~ C3 C5 C0 ~ C3 C5 C0 ~ C3 C5 C7 4 ~ 6 80 100 80 100 80 100 120 8 ~ 10 250 200 250 250 250 300 300 12 ~ 16 500 400 500 500 700 600 500 18 ~ 25 800 700 800 700 1000 1000 1000 28 ~ 32 900 800 1100 900 1400 1200 1200 36 ~ 45 1000 800 1300 1000 2000 1500 1500 50 ~ 70 1200 1000 1600 1300 2500 2000 2000 80 ~ 100 1800 1500 4000 3000 3000 정밀등급정도 C7 의볼나사를 GT, G1 클리어런스로제작하는경우, 클리어런스는부분적으로마이너스로됩니다. 전조볼나사의축방향클리어런스 표 12 는전조볼나사의축방향클리어런스를보여줍니다. 단위 : mm 볼나사 표12 전조볼나사의축방향클리어런스 단위 : mm 나사축외경 축방향클리어런스 ( 최대 ) 6 ~ 12 0.05 14 ~ 28 0.1 30 ~ 32 0.14 36 ~ 45 0.17 50 0.2 A-685

예압 축방향클리어런스를없애고축방향하중에의한변위량을최소로하기위해서는예압을가합니다. 고정도위치결정을실행하는경우, 예압을가하는것이일반적입니다. 예압하의볼나사의강성 볼나사에예압이가해지는경우, 너트의강성이증가합니다. 그림 4 는예압이가해진경우와예압이가해지지않은경우의볼나사의탄성변위곡선을보여줍니다. 2δao δao 0 Ft=3Fao 그림 4 볼나사의탄성변위곡선 A-686

선정포인트 볼나사의정도 그림 5 는볼나사의더블너트타입을보여줍니다. Fa0 Fa0 Fa Fa' Fa Fa' FA Ft FB Fa FA δ A δa0 그림 5 그림 6 δa δ B δa0 Fa0 FB 너트 A와 B는간좌에의해 Fa0의예압하중이부여됩니다. 예압으로인해서, 너트 A와 B는각각 δa0 만큼탄성변위합니다. 이상태에서외부로부터축방향하중 (Fa) 이가해지는경우, 너트 A와 B의변위량은다음과같이계산됩니다. δa = δa0 + δa δb = δa0 - δa 즉, 너트 A와 B의부하하중은다음과같이됩니다. : FA = Fa0 + (Fa - Fa') FB = Fa0 - Fa' 그러므로, 예압하에서는, 너트 A가받는하중은 Fa - Fa' 와같습니다. 이것은너트 A가예압을받지않는경우에가해진하중 Fa' 만큼 Fa 로부터감소되었기때문에너트 A 의변위량이더적어졌다는것을의미합니다. 이효과는너트 B에가해진예압으로인한변위량 (δa0) 이제로가될때까지나타납니다. 어디까지탄성변위량이감소되는가? 예압이가해지지않은볼나사에서의축방향하중과탄성변위량간의관계는 δa Fa 2/3 와같이표현할수있습니다. 그림6으로부터다음식이성립됩니다. 볼나사 2/3 δa0 = KFa0 2/3 2δa0 = KFt 2 Ft 3 ( ) Fa0 K = 2 Ft = 2 3/2 Fa0 = 2.8Fa0 3Fa0 그러므로, 예압의약 3배의축방향하중 (Ft) 이외부에서가해지는경우예압하의볼나사는 δa0만큼변위량이발생합니다. 결과적으로, 예압하의볼나사의변위량은무예압경우의볼나사의변위량 (2δa0) 의절반이됩니다. 위에설명된것과같이, 축방향하중의예압효과는가해진예압의약 3배로되기때문에, 최적예압은최대축하중의 1/3 입니다. 그렇지만, 과도한예압은수명과발열에좋지않은영향을준다는것에유의해주십시오. 최대예압은기본동정격하중 (Ca) 의 10% 로설정하십시오. A-687

예압토크 예압토크는 JIS 규격 (JIS B 1192-1997) 에따라관리됩니다. 0 그림 7 예압토크용어 예압동토크외부하중없이주어진예압하에서볼나사의나사축을연속적으로회전시키는데필요한토크. 시동실토크실제볼나사로측정된예압동토크. 토크변동치목표치로설정된예압동토크변동치. 기준토크에대해서플러스또는마이너스로될수있습니다. 토크변동율기준토크에대한토크변동율. 기준토크 목표로설정된예압동토크. 기준토크산출 예압을가한볼나사의기준토크는식 (5) 에의해얻어집니다. Tp = 0.05 (tanβ) 0.5 Fa0 Ph 2π 5 Tp : 기준토크 (N-mm) β : 리드각 Fa0 : 예압하중 (N) Ph : 리드 (mm) A-688

선정포인트 볼나사의정도 예 : 3,000N의예압이나사길이 1,300 mm의볼나사 BNFN4010-5G0 + 1500LC3형에가해진경우 ( 축경 : 40 mm, 볼중심경 : 41.75 mm, 리드 : 10 mm), 볼나사의예압토크는아래와같이산출합니다. 기준토크산출 β : 리드각 10 tanβ = = = 0.0762 π π 41.75 Fa0 : 예압하중 =3000N Ph : 리드 = 10mm Fa 0 Ph 3000 10 Tp = 0.05 (tanβ) 0.5 = 0.05 (0.0762) 0.5 = 865N mm 2π 2π 토크변동치산출 1300 = = 32.5 40 40 따라서, 표13에서의기준토크가 600 ~ 1,000N-mm이고, 유효나사길이 4,000mm 이하의 40, 정도등급 C3의경우, 토크변동율은 ±30% 가됩니다. 결과적으로, 토크변동은다음과같습니다. 865 (1±0.3) = 606 N mm ~ 1125 N mm 결과 기준토크토크변동치 : 865 N-mn : 606 N-mm ~ 1125 N-mm 볼나사 표 13 토크변동률허용범위 기준토크 N mm 40 4,000mm 미만 나사부유효길이 40 60 4,000mm 이상 10,000mm 이하 정도등급정도등급정도등급 초과 이하 C0 C1 C2, C3 C5 C0 C1 C2, C3 C5 C2, C3 C5 200 400 ±35% ±40% ±45% ±55% ±45% ±45% ±55% ±65% 400 600 ±25% ±30% ±35% ±45% ±38% ±38% ±45% ±50% 600 1000 ±20% ±25% ±30% ±35% ±30% ±30% ±35% ±40% ±40% ±45% 1000 2500 ±15% ±20% ±25% ±30% ±25% ±25% ±30% ±35% ±35% ±40% 2500 6300 ±10% ±15% ±20% ±25% ±20% ±20% ±25% ±30% ±30% ±35% 6300 10000 ±15% ±20% ±20% ±25% ±25% ±30% A-689

나사축의선정 나사축의제작한계길이 정도등급에의한정밀볼나사의최대길이가표 14 에표시되어있으며, 전조볼나사의경우는 A- 691의표15에표시되어있습니다. 축치수가표14, 표15에서의제작한계를초과하는경우에는삼익THK에문의해주시기바랍니다. 표14 정밀볼나사의정도등급별제작한계길이 단위 : mm 나사축전장 나사축외경 C0 C1 C2 C3 C5 C7 4 90 110 120 120 120 120 6 150 170 210 210 210 210 8 230 270 340 340 340 340 10 350 400 500 500 500 500 12 440 500 630 680 680 680 13 440 500 630 680 680 680 14 530 620 770 870 890 890 15 570 670 830 950 980 1100 16 620 730 900 1050 1100 1400 18 720 840 1050 1220 1350 1600 20 820 950 1200 1400 1600 1800 25 1100 1400 1600 1800 2000 2400 28 1300 1600 1900 2100 2350 2700 30 1450 1700 2050 2300 2570 2950 32 1600 1800 2200 2500 2800 3200 36 2100 2550 2950 3250 3650 40 2400 2900 3400 3700 4300 45 2750 3350 3950 4350 5050 50 3100 3800 4500 5000 5800 55 2000 3450 4150 5300 6050 6500 63 5200 5800 6700 7700 70 6450 7650 9000 4000 80 6300 7900 9000 10000 100 10000 10000 A-690

선정포인트 나사축의선정 표15 전조볼나사의정도등급별제작한계길이 단위 : mm 나사축전장 나사축외경 C7 C8 C10 6 ~ 8 320 320 10 ~ 12 500 1000 14 ~ 15 1500 1500 1500 16 ~ 18 1500 1800 1800 20 2000 2200 2200 25 2000 3000 3000 28 3000 3000 3000 30 3000 3000 4000 32 ~ 36 3000 4000 4000 40 3000 5000 5000 45 3000 5500 5500 50 3000 6000 6000 볼나사 A-691

정밀볼나사의축경과리드표준조합 정밀볼나사의축경과리드의표준조합을표16에나타냅니다. 사용상표이외의볼나사가필요한경우에는삼익THK로문의하여주시기바랍니다. 나사축외경 4 5 6 표 16 나사축외경과리드의표준조합 ( 정밀볼나사 ) 리드 : 재고품 [ 나사축을규격화한나사축조합표준재고품 ( 축단미가공품, 축단완성품 )] : 준표준품 단위 : mm 1 2 4 5 6 8 10 12 15 16 20 24 25 30 32 36 40 50 60 80 90 100 8 10 12 13 14 15 16 18 20 25 28 30 32 36 40 45 50 55 63 70 80 100 A-692

선정포인트 나사축의선정 전조볼나사의축경과리드표준조합 전조볼나사의축경과리드의표준조합을표 17 에나타냅니다. 표17 나사축외경과리드의표준조합 ( 전조볼나사 ) 단위 : mm 리드나사축외경 1 2 4 5 6 8 10 12 16 20 24 25 30 32 36 40 50 60 80 100 6 8 10 12 14 15 16 18 20 25 28 30 32 36 40 45 50 볼나사 : 표준재고 : 준표준품 A-693

허용축방향하중 나사축의좌굴하중 볼나사의경우, 축방향으로최대축방향하중이작용하였을때나사축에좌굴이발생하지않도록나 사축을선정할필요가있습니다. A-695의그림8은나사축경과좌굴하중간의관계를보여줍니다. 계산으로좌굴하중을결정하는경우, 아래의식 (6) 으로부터얻을수있습니다만, 안전을위해 0.5를안전계수로서곱하여줍니다. P1 = η 1 π 2 4 E I d1 0.5 = η 2 10 4 P1 : 좌굴하중 (N) l a : 장착간거리 (mm) E : 영률 (2.06 10 5 N/mm 2 ) I : 축의최소단면 2차모멘트 (mm 4 ) I = π d1 4 64 2 l a η 1, η 2= 장착방법에따른계수 고정 - 자유 η 1=0.25 η 2=1.3 고정 - 지지 η 1=2 η 2=10 고정 - 고정 η 1=4 η 2=20 나사축의허용인장압축하중 축방향하중이볼나사에가해진경우에는나사축의항복응력에대해좌굴하중뿐만아니라허용인 장압축하중을고려할필요가있습니다. 허용인장압축하중은식 (7) 로부터얻어집니다. P2 = σ π 4 2 2 d1 = 116d1 2 l a d1: (mm) 7 P2 : 허용인장압축하중 (N) σ : 허용인장압축응력 (147 MPa) d1 : 나사축곡경 (mm) 6 A-694

선정포인트 나사축의선정 10000 8000 6000 4000 φ 80 φ 100 2000 1000 800 600 φ 45 φ 40 φ 36 φ φ 32 30 φ 28 φ 25 φ 20 φ φ φ φ 70 63 55 50 400 φ 18 φ 16 200 φ 8 φ 6 φ 10 φ 15 φ 14 φ 12 볼나사 0.4 0.6 0.8 1 2 4 6 8 10 2 4 6 8 10 2 2 2 4 6 8 10 2 4 6 8 10 2 2 4 6 8 10 3 4 6 8 10 2 4 6 8 10 2 2 4 6 8 10 3 2 2 4 그림 8 허용축방향하중선도 A-695

허용회전수 나사축의위험속도 회전속도가높아지면볼나사의고유진동수에의해서공진을일으켜서조작불능으로될수있습니 다. 그러므로, 공진점 ( 위험속도 ) 아래에서사용가능하도록선정할필요가있습니다. A-698의그림9는나사축경과위험속도간의관계를보여줍니다. 계산으로위험속도를결정하는경우, 아래의식 (8) 으로부터얻을수있습니다만, 0.8을안전계수로곱해줍니다. 2 60 E 10 3 λ1 I d1 N1 = 0.8 = λ2 10 7 2 2 2π l b γ A l b N1 : 위험속도에의한허용회전수 (min -1 ) l b : 장착간거리 (mm) E : 영률 (2.06 10 5 N/mm 2 ) I : 축의최소단면 2차모멘트 (mm 4 ) I = π d1 4 64 γ : 밀도 ( 비중 ) (7.85 10-6 kg/mm 3 ) A : 나사축단면적 (mm 2 ) A = π d1 2 4 d1: (mm) λ 1, λ 2 : 장착방법에따른계수 고정 - 자유 λ 1=1.875 λ 2=3.4 지지 - 지지 λ 1=3.142 λ 2=9.7 고정 - 지지 λ 1=3.927 λ 2=15.1 고정 - 고정 λ 1=4.73 λ 2=21.9 8 A-696

DN 치 볼나사의허용회전수는나사축의위험속도와 DN 치에의해구해야합니다. DN 치에의해결정되는허용회전수는아래의식 (9) ~ (13) 에의해얻어집니다. 선정포인트 나사축의선정 볼리테이너타입볼나사 SBN 형, HBN 형 N2 = 130000 D N2 : DN치에의한허용회전수 (min -1 (rpm)) D : 볼중심경 ( 각형번의치수표에기재되어있습니다 ) SBK 형 9 N2 = 160000 D 10 정밀볼나사 N2 = 70000 D 11 전조볼나사 ( 대리드타입제외 ) N2 = 50000 D 12 볼나사 대리드전조볼나사 N2 = 70000 D 13 위험속도에의한허용회전수 (N1) 와 DN치에의한허용회전수 (N2) 중에낮은회전수를허용회전수로합니다. 사용회전수가 N2를초과하면, 고속타입볼나사를사용할수있습니다. 상세한내용은삼익THK에문의해주시기바랍니다. A-697

10000 8000 6000 4000 2000 1000 800 600 400 200 4 6 8 10 2 2 4 6 8 10 3 2 2 4 6 8 10 3 2 4 6 8 10 4 4 6 8 10 3 2 4 6 8 10 4 2 φ φ φ φ φ 55φ φ 45φ φ φ 32φ φ 28φ φ 16φ φ 18φ 100 80 70 63 50 40 36 30 25 20 15 φ 14φ 12 φ 10 φ 8 φ 6 그림 9 허용회전수선도 A-698

너트의선정 너트의종류 선정포인트 너트의선정 볼나사의너트는볼순환방식에따라리턴파이프타입, 디플렉터타입, 엔드캡타입으로분류됩니다. 각순환방식의특징을아래에나타냅니다. 순환방식뿐만아니라, 볼나사는예압방법에의해서도분류됩니다. 볼순환방식에의한종류 리턴파이프타입 (SBN형, BNF형, BNT형, BNFN형, BIF형, BTK형 ) 리턴피스타입 (HBN형) 볼순환용으로리턴파이프를사용하는가장일반적인타입의너트입니다. 리턴파이프에의해볼이안내되고파이프를통과해서, 원래의위치로되돌려서무한운동을하게해줍니다. 리턴파이프너트의구조예 디플렉터타입 (DK 형, DKN 형, DIK 형, JPF 형, DIR 형 ) 가장콤팩트한너트타입입니다. 볼은디플렉터에의해이동방향이변경되며, 나사축의원호를지나서원래의위치로되돌아가서무한운동합니다. 볼나사 심플너트의구조예 엔드캡타입 : 대리드너트 (SBK형, BLK형, WGF형, BLW형, WTF형, CNF형, BLR형 ) 고속이송에가장적합한너트타입입니다. 볼은엔드캡에의해안내되고, 너트의관통구멍을통과해서원래의위치로돌아가무한운동을합니다. 대리드너트의구조예 A-699

예압방식에의한종류 정위치예압방식 더블너트예압 (BNFN 형, DKN 형, BLW 형 ) 간좌가 2 개의너트사이에삽입되어서예압을제공합니다. 옵셋예압방식 (SBN형, BIF형, DIK형, SBK형, DIR형 ) 더블너트방식보다더욱콤팩트한옵셋예압은간좌를사용하지않고너트의홈피치를변경해서예압을부여합니다. A-700

선정포인트너트의선정 정압예압방식 (JPF형) 스프링구조가너트의중앙에설치되어서너트의중앙에서홈피치를변경해서예압을부여합니다. 볼나사 A-701

형번의선정 축방향하중의산출 수평장착의경우 일반적인반송시스템에서, 수평으로워크를왕복운동하는경우가해지는축방향하중 (Fan) 은다음 식에의해구해집니다. Fa1= μ mg + f + mα 14 Fa2= μ mg + f 15 Fa3= μ mg + f mα 16 Fa4= μ mg f mα17 Fa5= μ mg f 18 Fa6= μ mg f + mα19 Vmax : 최대속도 (m/s) t1 : 가속시간 (m/s) α = Vmax (m/s 2 ) t1 Fa1 : 왕로가속시축방향하중 (N) Fa2 : 왕로등속시축방향하중 (N) Fa3 : 왕로감속시축방향하중 (N) Fa4 : 복로가속시축방향하중 (N) μ Fa5 : 복로등속시축방향하중 (N) Fa6 : 복로감속시축방향하중 (N) m : 반송질량 (kg) μ : 안내면의마찰계수 (-) f : 안내면저항 ( 하중없는경우 ) (N) 수직장착의경우 일반적인반송시스템에서, 수직으로워크를왕복운동하는경우가해지는축방향하중 (Fan) 은다음 식에의해구해집니다. Fa1= mg + f + mα 20 Fa2= mg + f 21 Fa3= mg + f mα 22 Fa4= mg f mα 23 Fa5= mg f 24 Fa6= mg f + mα 25 μ Vmax : 최대속도 (m/s) t1 : 가속시간 (m/s) α = Vmax (m/s 2 ) t1 Fa1 : 상승가속시축방향하중 (N) Fa2 : 상승등속시축방향하중 (N) Fa3 : 상승감속시축방향하중 (N) Fa4 : 하강가속시축방향하중 (N) Fa5 : 하강등속시축방향하중 (N) Fa6 : 하강감속시축방향하중 (N) m : 반송질량 (kg) f : 안내면저항 ( 하중없는경우 ) (N) A-702

선정포인트 형번의선정 정적안전계수 기본정정격하중 (C0a) 은일반적으로볼나사의허용축방향하중과같습니다. 조건에따라서는, 계산된하중에대해서다음의정적안전계수를고려할필요가있습니다. 볼나사가정적또는작동중일때, 충격또는기동정지시에야기되는관성으로인해서예상치못한외부힘이가해질수가있습니다. Famax = C0a fs 26 Famax : 허용축방향하중 (kn) C0a : 기본정정격하중 (kn) fs : 정적안전계수 ( 표18 참조 ) 표18 정적안전계수 (fs) LM 시스템을하중조건사용하는기계 일반산업기계 공작기계 fs 의하한 진동이나충격이없을때 1 ~ 1.3 진동이나충격이있을때 2 ~ 3 진동이나충격이없을때 1 ~ 1.5 진동이나충격이있을때 2.5 ~ 7 기본정정격하중 (C0a) 은최대응력을받고있는접촉부에있어서전동체의영구변형량과전동면의영구변형량의합이전동체직경의 0.0001 배가되는방향과크기가일정한정지하중을말합니다. 볼나사에서는축방향하중으로정의합니다. ( 볼나사의각각의수치는각형번의치수표에기재되어있습니다.) 볼나사 A-703

수명검토 볼나사의수명 볼나사가외부하중을받으면서운동을할경우전동면이나볼에끊임없이반복응력이작용하여한 계에다하면전동면은피로파손이일어나고표면의일부가비늘모양으로볏겨지게됩니다. 이것을플레이킹이라고합니다. 볼나사의수명이라는것은전동면혹은볼중에서어느쪽이든지재료의구름피로에의한최초의플레이킹이발생할때까지의총회전수를말합니다. 볼나사의수명은동일하게제작된것을동일운전조건으로사용하여도큰차이를나타냅니다. 이때문에볼나사의수명을구하는기준으로써다음과같이정의된정격수명을사용합니다. 정격수명이라는것은 1군의동일볼나사를동일조건으로각각운동시켰을때이중의 90% 가플레이킹을일으키지않고도달가능한총회전수를말합니다. 정격수명산출 볼나사의수명은기본동정격하중 (Ca) 과부하축방향하중을사용해서다음식 (27) 에의해구해집니 다. 정격수명 ( 총회전수 ) 3 표19 하중계수 (fw) L = ( ) Ca 10 6 27 진동 / 충격속도 (V) fw fw Fa L : 정격수명 ( 총회전수 ) (rev) Ca : 기본동정격하중 (N) Fa : 부하축방향하중 (N) fw : 하중계수 ( 표19 참조 ) 대 고속의경우 V 2m/s 2 ~ 3.5 기본동정격하중 (Ca) 은볼나사가하중을받고운동할경우의수명산출에사용합니다. 기본동정격하중이란, 1군의동일볼나사를각각운동시켰을때정격수명이 L=10 6 회전이되는방향과크기가변동하지않 는하중을말합니다. ( 기본동정격하중은치수표중에기재되어있습니다. 미 소 중 미속의경우 V 0.25m/s 저속의경우 0.25 V 1m/s 중속의경우 1 V 2m/s 1 ~ 1.2 1.2 ~ 1.5 1.5 ~ 2 A-704

수명시간 분당회전수가결정되면, 정격수명 (L) 에서수명시간은다음식 (28) 에의해구해집니다. L Lh = = 60 N Lh : 수명시간 (h) N : 분당회전수 (min -1 ) n : 분당왕복횟수 (min -1 ) Ph : 볼나사리드 (mm) l S : 스트로크길이 (mm) 주행거리수명 주행거리수명은정격수명 (L) 과볼나사리드를이용해서다음식 (29) 에의해구해집니다. LS = L Ph 10 6 L Ph 2 60 n l S 29 LS : 주행거리수명 (km) Ph : 볼나사리드 (mm) 예압을고려한부하하중과수명 28 선정포인트 형번의선정 볼나사를예압 ( 중하중 ) 하에서사용하는경우에는, 볼나사너트가이미내부하중을받고있으므로수명을계산할때에예압하중을고려할필요가있습니다. 예압하중은형번을설정한후, 삼익THK에문의하여주시기바랍니다. 평균축방향하중볼나사에작용하는축방향하중이존재하는경우에는, 평균축방향하중을결정해서수명을계산할필요가있습니다. 평균축방향하중 (Fm) 은변동하중조건에의한수명과동등한수명이되는일정하중입니다. 하중이단계로변화하면, 평균축방향하중은다음식에의해구해집니다. 볼나사 Fm = 3 1 l 3 3 3 (Fa1 l 1 + Fa2 l 2 + + Fan l n) Fm : 평균축방향하중 (N) Fan : 변동하중 (N) l n : 하중 (Fn) 을부하해서주행한거리 l : 총주행거리 30 A-705

거리를대신해서회전속도와시간을이용해서평균축방향하중을결정하는경우, 다음식에서거리를결정해서평균축방향하중을계산하십시오. l = l1 + l 2 + l n l 1 = N1 t1 l 2 = N2 t2 l n = Nn tn N: 회전수 t: 시간 부하하중의부호가변화하는경우변동하중에대한모든부호가동일할경우, 식 (30) 이문제없이적용됩니다. 그렇지만, 변동하중에대한부호가조작에따라변하는경우, 하중방향을고려하면서플러스부호하중의평균축방향하중과마이너스부호하중의축방향하중을모두계산할필요가있습니다 ( 플러스부호하중의평균축방향하중을계산하는경우에는, 마이너스부호하중을제로로가정하십시오 ). 2 개의평균축방향하중가운데서, 더큰값을수명계산을위한평균축방향하중으로간주합니다. 예 : 다음하중조건을가지는평균축방향하중계산하면아래와같습니다. No.4-10 70 변동하중과주행거리의첨자는동작 No. 를나타냅니다. 정부호방향하중의평균축방향하중플러스부호하중의평균축방향하중을계산하기위해서는, Fa3와 Fa4가제로라고가정하십시오. 역부호방향하중의평균축방향하중마이너스부호하중의평균축방향하중을계산하기위해서는, Fa1과 Fa2가제로라고가정하십시오. 따라서, 정부호방향하중의평균축방향하중 (Fm1) 이수명계산을위한평균축방향하중 (Fm) 으로채택됩니다. A-706 동작 No. 변동하중 Fan(N) 주행거리 l n(mm) No.1 10 10 No.2 50 50 No.3-40 10 3 3 3 Fa1 l 1 + Fa2 l 2 Fm1 = = 35.5N 3 l 1 + l 2 + l 3 + l 4 3 3 Fa3 l 3 + Fa4 l 4 Fm2 = = 17.2N l 1 + l 2 + l 3 + l 4

강성검토 선정포인트 강성검토 NC 공작기계나정밀기계에있어서이송나사의위치결정정도를향상또는절삭력에의해야기되는변위를줄이기위해서, 각종구성요소의강성을균형있게설계할필요가있습니다. 이송나사계의축방향강성 이송나사시스템의축방향강성이 K인경우, 축방향에서의탄성변위량은다음식 (31) 에의해구해집니다. δ = Fa K 31 δ : 이송나사계의축방향탄성변위량 (μm) Fa : 부하축방향하중 (N) 이송나사시스템의축방향강성 (K) 는다음식 (32) 에의해구해집니다. 1 K 1 1 1 = + + + KS KN KB 1 KH 32 K : 이송나사시스템의축방향강성 (N/μm) KS : 나사축의축방향강성 (N/μm) KN : 너트의축방향강성 (N/μm) KB : 지지베어링의축방향강성 (N/μm) KH : 너트브라켓과지지베어링브라켓의강성 (N/μm) 볼나사 나사축의축방향강성 나사축의축방향강성은축을장착하는방법에따라다릅니다. 고정 - 지지 ( 자유 ) 의경우 KS = A E 1000 L 33 A : 나사축단면적 (mm 2 ) π A = 4 d1 2 d1 : 나사축곡경 (mm) E : 영률 (2.06 10 5 N/mm 2 ) L : 장착간의거리 (mm) A-708의그림10은나사축에대한축방향강성 선도를보여줍니다. L A-707

고정 - 고정의경우 A E L KS = 1000 a b 34 L a = b = KS 2 a L b KS = 4A E 1000L A-709의그림11은이구성에서의나사축에대한축방향강성선도를보여줍니다. 10 8 6 φ 100 4 μ 2 1 8 6 4 2 10 1 8 6 4 φ 4 6 8 φ φ φ 10 8 6 φ 80 φ 70 φ 63 φ 55 φ 50 φ 45 φ 40 φ 36 φ 32 φ 30 φ 28 φ 25 φ 14 φ 12 φ 20 φ 18 φ 16 φ 15 10 2 2 4 6 8 10 3 2 4 6 8 10 4 그림 10 나사축의축방향강성 ( 고정 - 자유, 고정 - 지지 ) A-708

선정포인트 강성검토 μ 10 8 6 4 2 1 8 6 4 2 φ φ φ φ 63 φ 55 φ 50 φ 45 φ 40 φ 36 φ φ 32 30 φ φ 20 28 φ 18 25 φ 16 φ 15 14 12 φ 10 φ 8 φ 6 φ φ 100 80 φ 70 10 1 8 6 4 φ 4 6 8 10 2 2 4 6 8 10 3 2 4 6 8 10 4 그림 11 나사축의축방향강성 ( 고정 - 고정 ) 너트의축방향강성 너트의축방향강성은예압에따라크게달라집니다. 볼나사 무예압타입기본동정격하중 (Ca) 의 30% 에해당하는축방향하중이가해진경우의이론적축방향강성은치수표에표시되어있습니다. 이값은너트장착브라켓에관련된구성요소의강성은포함하지않습니다. 그러므로, 일반적으로표에서의값의약 80% 의값으로설정하십시오. 부하축방향하중이기본동정격하중 (Ca) 의 30% 와다를때의강성은다음식 (35) 에의해구해집니다. ( ) 1 Fa 3 KN = K 0.8 0.3Ca 35 KN : 너트의축방향강성 (N/μm) K : 치수표의강성치 (N/μm) Fa : 부하축방향하중 (N) Ca : 기본동정격하중 (N) A-709

예압타입 기본동정격하중 (Ca) 의 10% 에해당하는축방향하중이가해진경우의이론적축방향강성은치수표에표시되어있습니다. 이값은너트장착브라켓에관련된구성요소의강성은포함하지않습니다. 그러므로, 일반적으로표에서의값의약 80% 의값으로설정하십시오. 예압하중이기본동정격하중 (Ca) 의 10% 와다를때의강성치는다음식 (36) 에의해구해집니다. ( ) Fa0 3 KN = K 0.8 0.1Ca 1 36 KN : 너트의축방향강성 (N/μm) K : 치수표의강성치 (N/μm) Fa0 : 예압하중 (N) Ca : 기본동정격하중 (N) 지지베어링의축방향강성 볼나사지지베어링의강성은사용되는지지베어링에따라다릅니다. 대표적인앵귤러볼베어링의강성계산은아래의식 (37) 에나타나있습니다. KB 3Fa0 δa0 37 KB : 지지베어링의축방향강성 (N/μm) Fa0 : 지지베어링의예압하중 (N) δa0 : 축방향변위량 (μm) δa0 = Q = 0.45 sinα Fa0 Zsinα Q ( 2 ) Da 1 3 Q : 축방향하중 (N) Da : 지지베어링의볼경 (mm) α : 지지베어링의초기접촉각 ( ) Z : 볼수 특정지지베어링의상세내용에관해서는제조사에문의해주십시오. 너트브라켓과지지베어링브라켓의축방향강성 기계를설계할때에는충분히고려하여강성은가능한한높게설정하십시오. A-710

위치결정정도의검토 선정포인트 위치결정정도의검토 위치결정정도의오차원인 위치결정정도에서의오차원인에는리드정도, 축방향클리어런스와이송나사시스템의축방향강성등과같은것이포함됩니다. 기타중요한요인으로는발열로인한열변위와주행중의자세변화등을포함합니다. 리드정도의검토 볼나사정도로부터요구되는위치결정정도를만족하는볼나사의올바른정도등급 (A-678 표 1) 을선택할필요가있습니다. A-712의표20은용도에따라정도등급을선택하는예를보여줍니다. 축방향클리어런스의검토 축방향클리어런스는단일방향이송에서의위치결정정도의요인은아닙니다. 그렇지만, 이송방향이역으로되거나축방향하중이역으로되는경우에백래쉬를유발할수있습니다. A-685의표10과표12로부터요구되는백래쉬를만족하는축방향클리어런스를선택하십시오. 볼나사 A-711

NC 공작기계 공업용로봇 반도체관련 주요용도 선반 머시닝센터 드릴링머신 지그보어 평면연삭기 원통연삭기 축 표 20 용도별정도등급선정예 정도등급 C0 C1 C2 C3 C5 C7 C8 C10 X Z XY Z XY Z XY Z X Y Z X Z XY 방전가공기 Z XY 방전가공기 Z 와이어컷 UV 펀칭프레스 XY X 레이저기기 Z 목공기 범용기계 ; 전용기계 조립 직교좌표형기타 조립 수직다관절기타 원통좌표형 노광장치 화학처리장치 와이어본더 프로버 프린트기판가공기 전자부품삽입기 3차원측정기 영상처리장치 사출성형기 사무기기 A-712

선정포인트 위치결정정도의검토 이송나사계의축방향강성검토 이송나사계의축방향강성중에서, 나사축의축방향강성은스트로크위치에따라변합니다. 축방향하중이큰경우, 나사축의축방향강성의변화는위치결정정도에영향을줍니다. 그러므로, 이송나사계의강성을고려할필요가있습니다.(A-707 ~ A-710) 예 : 수직반송중의이송나사계의축방향강성에의한위치결정오차 L 1000N 500N 볼나사 [ 사용조건 ] 반송중량 : 1,000 N, 테이블중량 : 500 N 사용볼나사 : BNF2512-2.5형 ( 나사축곡경 d1 = 21.9 mm) 스트로크길이 : 600 mm(l=100 mm~700 mm) 나사축의장착방법 : 고정-지지 검토방법 L = 100 mm와 L = 700 mm 간의위치에대한축방향강성의차이는나사축의축방향강성에만적용됩니다. 그러므로, 이송나사시스템의축방향강성에의한위치결정오차는 L = 100 mm와 L = 700 mm 간의나사축의축방향변위차이와같습니다. A-713

나사축의축방향강성 (A-707, A-708 참조 ) Ks = A E = 376.5 2.06 10 5 = 77.6 10 3 1000L 1000 L L π 2 π A = d1 = 21.9 2 = 376.5mm 2 4 4 E = 2.06 10 5 N/mm 2 (1) L = 100 mm 인경우 KS1 = 77.6 10 3 = 776 N/ m 100 (2) L = 700mm 인경우 KS2 = 77.6 10 3 = 111 N/ m 700 나사축의축방향강성에의한축방향변위량 (1) L = 100 mm 인경우 δ1 = Fa = 1000+500 = 1.9 m KS1 776 (2) L = 700mm 인경우 δ2 = Fa = 1000+500 = 13.5 m KS2 111 이송나사계의축방향강성에의한위치결정오차 위치결정정도 =δ 1-δ 2=1.9-13.5 =-11.6μm 그러므로, 이송나사계의축방향강성에의한위치결정오차는 11.6 μm입니다. A-714

선정포인트 위치결정정도의검토 발열에의한열변위검토 나사축의온도가운전중에상승되면, 나사축이늘어나위치결정정도를저하시킵니다. 나사축의팽창과수축은다음식 (38) 에의해구해집니다. Δ l = ρ Δt l 38 Δl : 나사축의축방향신축량 (mm) ρ : 열팽창계수 (12 10-6 / ) Δt : 나사축의온도변화 ( ) l : 유효나사길이 (mm) 나사축의온도가 1 상승하면, 나사축은미터당 12 μm 늘어납니다. 따라서, 볼나사의사용조건이 고속이되면발열량도증대하여온도상승에의한위치결정정도가저하되므로, 고정도가필요한경 우는온도대책을생각할필요가있습니다. 온도상승대책 발열을최소화함 볼나사와지지베어링의예압을최소화합니다. 볼나사리드를늘리고회전속도를줄입니다. 적절한윤활제를선택합니다. (A-954 윤활관련제품참조 ) 윤활제나공기로나사축의원호를냉각시킵니다. 발열을통한온도상승의효과를피합니다 볼나사의기준이동량에대해마이너스의목표치로설정합니다. 일반적으로, 열로인한온도증가를 2 ~ 5 로가정한경우의기준이동거리에대해마이너스의목표치를설정합니다. (-0.02mm ~ -0.06mm/m) 나사축의프리텐션을부여합니다.( 구조 : A-825 그림3 참조 ) 볼나사 A-715

주행중의자세변화검토 볼나사의리드정도는볼나사의축중심의위치결정정도와같습니다. 위치결정정도가필요한곳은볼나사중심과높이방향이나폭방향으로달라지므로, 이동중의자세변화는위치결정정도에영향을줍니다. 위치결정정도에영향을주는자세변화의가장큰요인은볼나사중심과높이방향의변화가발생할때의피칭과폭방향으로변화가발생할때의요잉입니다. 따라서, 볼나사중심으로부터위치결정정도가요구되는곳까지의거리에기초한이동중의방향변화 ( 피칭정도, 요잉, 등 ) 를검토할필요가있습니다. 피칭과요잉에의한위치결정오차는다음식 (39) 에의해구해집니다. A = l sinθ 39 A: 피칭 ( 요잉 ) 에의한위치결정오차 (mm) l : 볼나사중심으로부터의수직 ( 수평 ) 거리 (mm)( 그림12 참조 ) θ: 피칭 ( 요잉 ) ( ) A l θ A θ l 그림 12 A-716

회전토크검토 선정포인트회전토크검토 볼나사에회전토크를부여하여회전운동을직선운동으로변환시키는데에필요한회전토크는다음식 (40) 에의해구해집니다. 등속시 Tt = T1 + T2 + T4 Tt : 등속시필요한회전토크 (N-mm) T1 : 외부하중에의한마찰토크 (N-mm) T2 : 볼나사의예압토크 (N-mm) T4 : 기타토크 (N-mm) ( 지지베어링과오일씰의마찰토크 ) 가속시 TK = Tt + T3 TK : 가속시필요한회전토크 (N-mm) T3 : 가속에필요한토크 (N-mm) 감속시 41 40 Tg = Tt - T3 42 Tg : 감속시필요한회전토크 (N-mm) 외부하중에의한마찰토크 볼나사 볼나사에필요한회전력중에서, 외부하중 ( 안내면저항, 외부힘 ) 에필요한회전토크는다음식 (43) 에의해구해집니다. T1 = Fa Ph A 43 2π η T1 : 외부하중에의한마찰토크 (N-mm) Fa : 축방향하중 (N) Ph : 볼나사리드 (mm) η : 볼나사효율 (0.9 ~ 0.95) A : 감속비 A-717

볼나사의예압에의한토크 볼나사에서의예압에대해서는 A-688 의 " 예압토크 " 를참조하십시오. T2 = Td A 44 T2 : 예압에의한토크 (N-mm) Td : 볼나사의예압토크 (N-mm) A : 감속비 가속에필요한토크 T3 = J ω 10 3 45 T3 : 감속시필요한토크 (N-mm) J : 관성모멘트 (kg m 2 ) ω : 각가속도 (rad/s 2 ) J = m ( ) 2 Ph 2π m : 반송질량 (kg) Ph : 볼나사리드 (mm) JS : 나사축의관성모멘트 (kg m 2 ) ( 각형번의치수표에기재되어있습니다 ) A : 감속비 JA : 나사축쪽에부착된기어등의관성모멘트 (kg m 2 ) JB : 모터쪽에부착된기어등의관성모멘트 (kg m 2 ) ω = 2π Nm 60t A 2 10 6 + JS A 2 + JA A 2 + JB Nm : 분당모터회전수 (min -1 ) t : 가속시간 (s) [ 참조 ] 원형의관성모멘트 m D 2 J = 6 8 10 J : 관성모멘트 (kg m 2 ) m : 원형의질량 (kg) D : 나사축외경 (mm) A-718

구동모터검토 선정포인트 구동모터검토 볼나사를회전시키는데에필요한구동모터를선택할때에는, 회전속도, 회전토크와최소이송량을고려합니다. 서보모터를사용하는경우 회전수 모터에필요한회전수는이송속도, 볼나사리드와감속비에근거해서식 (46) 에의해구해집니다. NM = V 1000 60 Ph 1 A 46 NM : 모터의필요회전수 (min -1 ) V : 이송속도 (m/s) Ph : 볼나사리드 (mm) A : 감속비 모터의정격회전수는위의계산치 (NM) 와같거나더커야합니다. NM NR NR : 모터의정격회전수 (min -1 ) 필요분해능 엔코더와드라이버에필요한분해능은최소이송량, 볼나사리드와감속비에근거해서식 (47) 에의 해구해집니다. Ph A B = 47 S 볼나사 B : 엔코더와드라이버에필요한분해능 (p/rev) Ph : 볼나사리드 (mm) A : 감속비 S : 최소이송량 (mm) A-719

모터토크 모터에필요한토크는등속운동, 가속과감속의경우에다릅니다. 회전토크를계산하기위해서는, A-717의 " 회전토크검토 " 를참조하십시오. a. 최대토크모터에필요한최대토크는모터의순간최대토크와같거나그이하여야합니다. Tmax Tpmax Tmax : 모터에작용하는최대토크 Tpmax : 모터의순간최대토크 b. 유효토크치모터에필요한토크의유효값을계산하여야합니다. 토크의유효값은다음식 (48) 에의해구해집니다. Trms = Trms : 유효토크값 (N-mm) Tn : 변동토크 (N-mm) tn : 토크 Tn이가해지는시간 (s) t : 사이클시간 (s) (t=t1+t2+t3) 산출한유효토크치는모터의정격토크이하여야합니다. Trms TR 2 T1 2 t1 + T2 TR : 모터의정격토크 (N-mm) t 2 t2 + T3 t3 48 관성모멘트 모터에필요한관성모멘트는다음식 (49) 에의해구해집니다. JM = C J 49 JM : 모터에필요한관성모멘트 (kg m 2 ) C : 모터와드라이버에의해서정해지는계수 ( 보통 3~10 사이입니다. 그렇지만, 모터와드라이버에따라달라지므로, 모터제조사의카탈로그내의특정값을확인합니다.) 모터의관성모멘트는산출된 JM과같거나더큰값을가져야합니다. A-720

선정포인트 구동모터검토 스탭핑모터 ( 펄스모터 ) 를사용하는경우 최소이송량 (1 스탭당이송량 ) 모터와드라이버에필요한스탭각은최소이송량, 볼나사리드와감속비에근거해서식 (50) 을사용 해서구합니다. E = 360S Ph A E : 모터와드라이버에필요한스탭각 ( ) S : 최소이송량 (mm) (1 스탭당이송량 ) Ph : 볼나사리드 (mm) A : 감속비 펄스속도와모터토크 a. 펄스속도 펄스속도는이송속도와최소이송량에근거한식 (51) 을사용해서구합니다. f = 50 V 1000 S 51 f : 펄스속도 (Hz) V : 이송속도 (m/s) S : 최소이송량 (mm) b. 모터에필요한토크 모터에필요한토크는등속시, 가속시, 감속시의경우에다릅니다. 회전토크를계산하기위해서 는, A-717의 " 회전토크검토 " 를참조하여산출하십시오. 볼나사 따라서, 모터에필요한펄스속도와필요한토크는위에설명된식으로계산할수있습니다. 토크는사용되는모터에따라달라지지만, 보통안전을위해서산출토크는두배로해주어야합니다. 모터의속도-토크곡선내에서토크를이용할수있는지확인하십시오. A-721

볼나사선정예 고속반송장치 ( 수평사용 ) 선정조건 테이블질량 m1 =60kg 워크질량 m2 =20kg 스트로크길이 l S =1000mm 최대속도 Vmax =1m/s 가속시간 t1 = 0.15s 감속시간 t3 = 0.15s 분당왕복횟수 n =8min -1 백래쉬 0.15mm 위치결정정도 ±0.3 mm/1000 mm ( 마이너스방향으로부터 위치결정실행 ) 반복위치결정정도 ±0.1 mm 최소이송량 s = 0.02mm/ 펄스 희망수명시간 30000h 구동모터 AC 서보모터 정격회전속도 : 3,000 min -1 모터의관성모멘트 Jm =1 10-3 kg m 2 감속기구 없음 ( 직결 )A=1 안내면의마찰계수 μ =0.003 ( 구름 ) 안내면의저항 f=15 N( 무부하시 ) + m2 + m1 선정항목 나사축경 리드너트형번정도축방향클리어런스나사축지지방법구동모터 A-722

리드정도와축방향클리어런스의선정 리드정도의선정 ±0.3 mm/1,000 mm의위치결정정도를만족시키기위해서 0.3 0.09 = 1000 300 선정포인트 볼나사선정예 ±0.09 mm/300 mm 이상의리드정도를선정할필요가있습니다. 그러므로, 볼나사의정도등급으로다음을선택하십시오 (A-678의표1을참조 ). C7( 이동량오차 : ±0.05mm/300mm) 정도등급 C7은전조, 정밀볼나사모두에사용할수있습니다. 저가인전조볼나사를선정합니다. 축방향클리어런스의선정 0.15 mm의백래쉬를만족시키기위해서는, 0.15mm 이하의축방향클리어런스를가지는볼나사를선택할필요가있습니다. 그러므로 0.15 mm 이하 (A-685의표12참조 ) 의축방향클리어런스를만족하는 32mm 이하의나사축경을가지는전조볼나사형이요구조건을만족합니다. 이상에서, 나사축경 32mm 이하와정도등급 C7을가지는전조볼나사형이선택됩니다. 나사축선정 나사축길이가정 너트전체길이가 100mm이고나사축단길이가 100mm라고가정합니다. 따라서, 전장은 1,000mm의스트로크길이에근거해서다음과같이정해집니다. 1000 + 200 = 1200 mm 이상에서, 나사축길이는 1,200mm로가정합니다. 리드의선정 구동모터의정격회전속도가 3,000 min -1 이고, 최고속도가 1 m/s인경우, 볼나사리드는다음과같이구해집니다 : 1 1000 60 3000 = 20 mm 그러므로, 20mm 이상을선정할필요가있습니다. 또한, 볼나사와모터는감속기구를사용하지않고도직렬로장착할수있으므로 AC 서보모터의회전당의최소분해능은아래에표시된것과같이 AC 서보모터에표준부속품으로제공되는엔코더 (1,000 p/rev; 1,500 p/rev) 의분해능에근거해서아래와같이됩니다. 1000 p/rev( 체배없음 ) 1500 p/rev( 체배없음 ) 2000 p/rev(2체배 ) 3000 p/rev(2체배 ) 4000 p/rev(4체배 ) 6000 p/rev(4체배 ) 볼나사 A-723

선정조건의최소이송량인 0.02 mm/ 펄스를만족시키기위해서는, 아래와같이됩니다. 리드 20mm 1000 p/rev 30mm 1500 p/rev 40mm 2000 p/rev 60mm 3000 p/rev 80mm 4000 p/rev 나사축경의선정 A-723 리드정도와축방향클리어런스의선정 의나사축경32mm이하, 전조볼나사, A-723 나사축선정 의리드 20mm, 30mm, 40mm, 60mm, 80mm를만족시키는볼나사 (A-693 표17참조 ) 는아래와같이됩니다. 축경리드 15mm 20mm 15mm 30mm 20mm 20mm 20mm 40mm 30mm 60mm 또 A-723 나사축선정 나사축길이1200mm로부터나사축경이 15mm로서는너무가늘고길어지기때문에나사축경 20mm이상으로합니다. 이상에의해나사축경이 20mm 리드20mm, 나사축경이 20mm 리드40mm, 나사축경이 30mm 리드60mm의 3종류가됩니다. 나사축지지방법의선정스트로크길이 1000mm로길고, 최고속도 1m/s로고속사용하므로나사축의지지방법은고정-지지또는고정-고정을선정합니다. 단, 고정-고정은구조가복잡하게되고또부품정도, 조립정도를고정도로사상할필요가있습니다. 이상으로부터나사축의지지방법은고정-지지를선택합니다. A-724

허용축방향하중의검토 최대축방향하중의산출 안내면저항 f=15 N( 무부하시 ) 테이블질량 m1 =60 kg 워크질량 m2 =20 kg 안내면마찰계수 μ =0.003 최고속도 Vmax=1 m/s 중력가속도 g = 9.807 m/s 2 가속시간 t1 = 0.15s 따라서, 필요한값은다음과같이얻어집니다. 가속도 : 선정포인트 볼나사선정예 α = = 6.67 m/s 2 Vmax t1 왕로가속시 : Fa1 = μ (m1 + m2) g + f + (m1 + m2) α = 550 N 왕로등속시 : Fa2 = μ (m1 + m2) g + f = 17 N 왕로감속시 : Fa3 = μ (m1 + m2) g + f - (m1 + m2) α = -516 N 복로가속시 : Fa4 = -μ (m1 + m2) g - f - (m1 + m2) α = -550 N 복로등속시 : Fa5 = -μ (m1 + m2) g - f = - 17 N 복로감속시 : Fa6 = -μ (m1 + m2) g - f + (m1 + m2) α = 516 N 볼나사 따라서, 볼나사에작용하는최대축방향하중은다음과같이됩니다. Famax = Fa1 = 550 N 나사축의허용축방향하중은나사축경이가늘수록작아지게됨으로곡경이가장작은나사축경 20mm, 리드 20mm( 곡경 17.5mm) 로서문제없으면나사축경 30mm 는문제가없으므로나사축경 20mm, 리드20mm로서나사축의좌굴하중과허용인장압축하중을산출합니다. A-725

나사축의좌굴하중장착방법에따른계수 η 2=20 (A-694 참조 ) 좌굴이고려되는너트와베어링사이부의장착방법은 " 고정-고정 " 이므로 : 장착간거리 l a=1100 mm ( 추정 ) 나사축곡경 d1=17.5 mm 4 d1 17.5 4 P1 = 2 10 4 = 20 10 4 = 15500 N l a 2 1100 2 나사축의허용인장압축하중 P2 = 116 d1 2 = 116 17.5 2 = 35500 N 따라서, 나사축의좌굴하중과허용인장압축하중은최대축방향하중이상으로되므로, 사용상의문제가없습니다. 허용회전수의검토 최대회전수 나사축경 : 20 mm, 리드 : 20 mm 최고속도 Vmax=1 m/s 리드 Ph= 20 mm Vmax 60 10 3 Nmax = Ph = 3000 min 1 나사축경 : 20 mm, 리드 : 40mm 최고속도 Vmax=1 m/s 리드 Ph= 40 mm Vmax 60 10 3 Nmax = = 1500 min 1 Ph 나사축경 : 30mm, 리드 : 60mm 최고속도 Vmax=1 m/s 리드 Ph= 60 mm Nmax = = 1000 min 1 Vmax 60 10 3 Ph A-726

나사축의위험속도에의한허용회전수장착방법에따른계수 λ 2=15.1 (A-696 참조 ) 위험속도를검토할너트-베어링간의장착방법은고정-지지에서장착간거리 l b=1100 mm( 추정 ) 나사축경20 mm, 리드20 mm 및 40 mm 나사축곡경 d1=17.5mm 선정포인트 볼나사선정예 d1 17.5 N1 = λ2 2 10 7 = 15.1 10 7 = 2180 min 1 l b 1100 2 나사축경30mm, 리드60mm 나사축곡경 d1=26.4mm d1 26.4 N1 = λ2 10 7 = 15.1 10 7 = 3294 min 1 1100 2 2 l b DN 치에의한허용회전수 나사축경20 mm, 리드20 mm, 40mm ( 대리드볼나사 ) 볼중심경 D=20.75 mm 70000 70000 N2 = = = 3370 min 1 D 20.75 나사축경30 mm, 리드60 mm ( 대리드볼나사 ) 볼중심경 D=31.25 mm 70000 70000 N2 = = = 2240 min 1 D 31.25 따라서, 20mm의나사축경과 20mm의리드를가지는볼나사의경우, 최대회전속도는위험속도를초과합니다. 반대로, 20mm의나사축경과 40mm의리드를조합하고, 30mm의나사축경과 60mm의리드를조합하면, 위험속도와 DN치를만족하게됩니다. 따라서, 20mm의나사축경과 40mm의리드를가지는볼나사, 또는 30mm의나사축경과 60mm의리드를가지는볼나사가선정됩니다. 볼나사 너트의선정 너트형번의선정 전조볼나사에서나사축경 20mm, 리드40mm 및나사축경 30mm, 리드 60mm의너트는대리드전조볼나사 WTF형이므로, 아래와같이선정됩니다. WTF2040-2 (Ca=5.4 kn, C0a=13.6 kn) WTF2040-3 (Ca=6.6 kn, C0a=17.2 kn) WTF3060-2 (Ca=11.8 kn, C0a=30.6 kn) WTF3060-3 (Ca=14.5 kn, C0a=38.9 kn) A-727

허용축방향하중의검토 가장기본정정격하중 (C0a) 이작은 WTF2040-2(C0a=13.6kN) 로검토를합니다. 고속반송장치이기때문에가속, 감속시에충격하중이작용하므로정적안전게수 fs=2.5(a-703 표18참조 ) 로설정합니다. C0a fs 13.6 = = 5.44 kn = 5440 N 2.5 얻어진허용축방향하중은최대축방향하중 550 N 보다크므로, 문제가없습니다. 이동거리의산출 최대속도가속시간 t1 = 0.15s 감속시간 t3 = 0.15s 가속시의주행거리 Vmax t1 Vmax=1 m/s 1 0.15 l 1 4 = 10 3 = 10 3 = 75 mm 2 2 등속시의주행거리 Vmax t1 + Vmax t3 2 감속시의주행거리 1 0.15 + 1 0.15 2 l 2 5 = l S 10 3 = 1000 10 3 = 850 mm Vmax t3 1 0.15 l 3 6 = 10 3 = 10 3 = 75 mm 2 2 위의조건에근거해서, 부하축방향하중과이동거리간의관계가아래의표에나타냅니다. 동작 부하축방향하중 FaN(N) 첨자는동작 No. 를나타냅니다. 주행거리 l N(mm) No.1: 왕로가속시 550 75 No.2: 왕로등속시 17 850 No.3: 왕로감속시 -516 75 No.4: 복로가속시 -550 75 No.5: 복로등속시 -17 850 No.6: 복로감속시 516 75 하중방향 ( 부호 ) 은 Fa3, Fa4, Fa5 로역전하고있으므로 2 방향의축방향평균하중을산출합니다. A-728

축방향평균하중 정부호방향의축방향평균하중하중방향은다양하기때문에, Fa3, 4, 5 = 0N으로가정해서계산합니다. 선정포인트 볼나사선정예 Fm1 = 역부호방향의축방향평균하중하중방향은다양하기때문에, Fa1, 2, 6 = 0N으로가정해서계산합니다. Fm2 = Fm1 = Fm2 이므로, 축방향평균하중은 Fm = Fm1 = Fm2 = 225 N 으로합니다. 정격수명 3 3 3 Fa1 l 1 + Fa2 Fa3 3 l 2 + Fa6 l 6 3 l 1 + l 2 + l 3 + l 4 + l 5 + l 6 3 l 3 + Fa4 3 l 4 + Fa5 l 1 + l 2 + l 3 + l 4 + l 5 + l 6 3 l 5 = 225 N = 225 N 하중계수 fw= 1.5 (A-704의표19을참조 ) 평균하중 Fm= 225 N 정격수명 L (rev) ( ) 3 fw Fm L = Ca 10 6 검토형번 동정격하중 Ca(N) 정격수명 L(rev) WTF 2040-2 5400 4.1 10 9 WTF 2040-3 6600 7.47 10 9 WTF 3060-2 11800 4.27 10 10 WTF 3060-3 14500 7.93 10 10 볼나사 A-729

매분평균회전수 매분왕복횟수 n =8min -1 스트로크 l S=1,000 mm 리드 : Ph = 40 mm Nm = 2 n l s 2 8 1000 = Ph 40 = 400 min 1 리드 : Ph = 60 mm 2 n l s 2 8 1000 Nm = = = 267 min 1 Ph 60 정격수명에근거한수명시간산출 WTF2040-2 정격수명 L=4.1 10 9 rev 분당평균회전수 Nm = 400 min -1 Lh = L 4.1 10 9 = 60 Nm 60 400 = 171000 h WTF2040-3 정격수명 L=7.47 10 9 rev 분당평균회전수 Nm = 400 min -1 Lh = L 7.47 10 9 = 60 Nm 60 400 = 311000 h WTF3060-2 정격수명 L=4.27 10 10 rev 분당평균회전수 Nm = 267 min -1 L 4.27 10 10 Lh = = = 2670000 h 60 Nm 60 267 WTF3060-3 정격수명 L=7.93 10 10 rev 분당평균회전수 Nm = 267 min -1 L 7.93 10 10 Lh = = = 4950000 h 60 Nm 60 267 A-730

정격수명에근거한이동거리의산출 WTF2040-2 정격수명 L=4.1 10 9 rev 리드 Ph= 40 mm LS = L Ph 10-6 = 164,000 km WTF2040-3 정격수명 L=7.47 10 9 rev 리드 Ph= 40 mm LS = L Ph 10-6 = 298,800 km WTF3060-2 정격수명 L=4.27 10 10 rev 리드 Ph= 60 mm LS = L Ph 10-6 = 2,562,000 km WTF3060-3 정격수명 L=7.93 10 10 rev 리드 Ph= 60 mm LS = L Ph 10-6 = 4,758,000 km 선정포인트 볼나사선정예 위에설명된모든조건으로, 희망수명시간 30,000 시간을만족하는다음형번을선정합니다. WTF 2040-2 WTF 2040-3 WTF 3060-2 WTF 3060-3 볼나사 A-731

강성검토 선정조건으로써, 강성규격이없고사용조건에대해서도특별히문제가없으므로생략한다. 위치결정정도의검토 리드정도의검토 A-723의 리드정도와축방향클리어런스의선정 에서는정도등급 C7을선정하고있습니다. C7( 이동량오차 : ±0.05mm/300mm) 축방향클리어런스검토 한방향에서위치결정을하기때문에축방향클리어런스는위치결정정도에포함되어있지않으므로검토할필요가없습니다. WTF2040: 축방향클리어런스 : 0.1 mm WTF3060: 축방향클리어런스 : 0.14 mm 축방향강성검토 하중방향은변하지않으므로, 축방향강성에근거해서위치결정정도를검토할필요가없습니다. 발열에의한열변위검토 조작중의온도상승은 5 로가정합니다. 온도상승에근거한위치결정오차는다음과같이얻어집니다. Δl = ρ Δt l = 12 10-6 5 1000 = 0.06 mm 주행중의자세변화의검토 볼나사중심과정도가필요한곳이 150mm떨어져있으므로주행중자세변화의검토는필요합니다. 구조에서피칭이 ±10 초이하로가능하다고가정합니다. 피칭에의한위치결정오차는다음과같이구해집니다. Δa = l sinθ = 150 sin (±10 ) = ± 0.007 mm 이상에의해위치결정정도 (Δp) 는다음과같이얻어집니다 : 0.05 1000 Δ p = 0.007 + 0.06 = 0.234 mm 300 이상 A-723 리드정도와축방향클리어런스의선정 ~ A-732 위치결정정도의검토 까지의검토에서 WTF2040-2, WTF2040-3, WTF3060-2, WTF3060-3이선정조건을만족하므로가장콤팩트한 WTF2040-2를선정합니다. A-732

회전토크검토 외부하중에의한마찰토크 마찰토크는다음과같이얻어집니다. 선정포인트 볼나사선정예 Fa Ph 17 40 T1 = A = 1 = 120 N mm 2π 2 π 0.9 볼나사의예압에의한토크 볼나사에는예압이가해지지않습니다. 가속에필요한토크 관성모멘트단위길이당나사축의관성모멘트는 1.23 10-3 kg cm 2 /mm이므로( 치수표참조 ), 1,200 mm의전장을가지는나사축의관성모멘트는다음과같이얻어집니다. Js = 1.23 10-3 1200 = 1.48 kg cm 2 = 1.48 10-4 kg m 2 Ph ( ) 2 2 π = 3.39 10 3 kg m 2 각가속도 : 40 ( ) 2 2 π J = (m1+m2) A 2 10 6 +Js A 2 = (60+20) 1 2 10 6 +1.48 10 4 1 2 2π Nm 2π 1500 ω = = 60 0.15 = 1050 rad/s 2 60 t1 위에근거해서, 가속에필요한토크는다음과같이얻어집니다. T2 = (J + Jm) ω = (3.39 10-3 + 1 10-3 ) 1050 = 4.61N m = 4.61 10 3 N mm 그러므로, 필요한토크는다음과같이지정됩니다. 가속시 Tk = T1 + T2 = 120 + 4.61 10 3 = 4730 N mm 등속시 Tt = T1 = 120 N mm 감속시 Tg = T1- T2 = 120-4.61 10 3 = - 4490 N mm 볼나사 A-733

구동모터의검토 회전수 볼나사리드는모터의정격회전수에의해서선정되므로, 모터의회전수를검토할필요는없습니다. 사용최고회전수 : 1500 min -1 모터의정격회전수 : 3000 min -1 최소이송량 회전수와같이, AC 서보모터에일반적으로사용되는엔코더에근거해서볼나사리드를선정하고있으므로검토할필요는없습니다. 엔코더분해능 : 1000 p/rev 더블 : 2000 p/rev 모터토크 A-733의 회전토크검토 에서계산된가속시토크가필요한최대토크입니다. Tmax = 4730 N mm 그러므로, AC 서보모터의순간최대토크는최소한 4,730N-mm일필요가있습니다. 토크실효치 선정조건과 A-733의 회전토크검토 에서산출한토크를정리하면다음과같이표현할수있습니다. 가속시 : Tk = 4730 N mm t1 = 0.15 s 등속시 : Tt = 120 N mm t2 = 0.85 s 감속시 : Tg = 4490 N mm t3 = 0.15 s 정지시 : TS = 0 t4 = 2.6 s 유효토크는다음과같이구해지며, 모터의정격토크는 1305 N mm 이상이어야합니다. Trms 2 2 Tk t1 Tt t1 1305 N mm 2 2 t2 t3 t4 4730 2 0.15 120 2 0.85 4490 2 Tg Ts 0.15 0 t2 t3 t4 0.15 0.85 0.15 2.6 A-734

선정포인트볼나사선정예 관성모멘트모터에가해진관성모멘트는 A-733의 회전토크검토 에서산출된관성모멘트가됩니다. J = 3.39 10-3 kg m 2 모터제조사에따라다르기는하지만, 보통, 모터는모터에작용하는관성모멘트의 1/10 이상의관성모멘트를가질필요가있습니다. 그러므로, AC 서보모터의관성모멘트는 3.39 10-4 kg-m 2 이상이어야합니다. 이상선정종료. 볼나사 A-735

수직반송장치 선정조건 테이블질량 m1 =40kg 워크질량 m2 =10kg 스트로크길이 l s= 600mm 최고속도 Vmax=0.3m/s 가속시간 t1 = 0.2s 감속시간 t3 = 0.2s 분당왕복횟수 n =5min -1 백래쉬 0.1mm 위치결정정도 ±0.7mm/600mm 반복위치결정정도 ±0.05mm 최소이송량 s = 0.01mm/ 펄스 수명시간 20000h 구동모터 AC 서보모터 정격회전속도 : 3,000 min -1 모터의관성모멘트 Jm =5 10-5 kg m 2 감속기구 없음 ( 직결 ) 안내면의마찰계수 μ =0.003 ( 구름 ) 안내면저항 f=20 N( 무부하시 ) 선정항목 나사축경 리드너트형번정도축방향클리어런스나사축지지방법구동모터 m2 m1 600 A-736

리드정도와축방향클리어런스의선정 리드정도의선정 ±0.7mm/600mm의위치결정정도를만족시키기위해서 : 0.7 0.35 = 600 300 선정포인트 볼나사선정예 리드정도는 ±0.35mm/300 mm 이상이어야합니다. 그러므로, 볼나사의정도등급 (A-678 의표 1 참조 ) 은 C10 일필요가있습니다 ( 이동량오차 : ±0.21 mm/300 mm). 정도등급 C10은저가격의전조볼나사에사용할수있으므로, 전조볼나사를선정합니다. 축방향클리어런스의선정 요구백래쉬는 0.1mm이하이지만수직사용으로서축방향하중이통상한방향으로작용하기때문에축방향클리어런스가있어도사용상백래쉬로는되지않습니다. 따라서, 축방향클리어런스의문제는없으므로저가격인전조볼나사를선정합니다. 나사축선정 나사축길이가정 너트전장은 100mm이고나사축단길이를 100mm로가정합니다. 따라서, 전장스트로크길이 600mm에근거해서다음과같이정해집니다. 600 + 200 = 800 mm 이상에의해나사축길이는 800 mm로가정합니다. 리드의선정구동모터의정격회전속도가 3,000 min -1 이고, 최고속도가 0.3 m/s인경우, 볼나사리드는다음과같이구해집니다 : 0.3 60 1000 = 6 mm 3000 그러므로, 6mm 이상의리드를가지는타입을선택할필요가있습니다. 또한, 볼나사와모터는감속기구를사용하지않고도직렬로장착할수있으므로 AC 서보모터의 1회전당의최소분해능은아래에표시된것과같이 AC 서보모터에표준부속품으로제공되는엔코더 (1,000 p/rev; 1,500 p/rev) 의분해능에근거해서아래와같이됩니다. 1000 p/rev( 체배없음 ) 1500 p/rev( 체배없음 ) 2000 p/rev(2체배 ) 3000 p/rev(2체배 ) 4000 p/rev(4체배 ) 6000 p/rev(4체배 ) 볼나사 A-737

선정조건인 0.010mm/ 펄스의최소이송량을만족시키기위해서는다음을적용해야합니다. 리드 6mm 3000 p/rev 8mm 4000 p/rev 10mm 1000 p/rev 20mm 2000 p/rev 40mm 2000 p/rev 그렇지만, 리드 6mm,8mm에서는 0.002mm/ 펄스로되어모터드라이버에지령을주는콘트롤러의발진펄스수가 150kpps가필요하게되어콘트롤러의비용이상승할경우가있습니다. 또한, 볼나사의리드가큰경우, 모터에필요한토크도커지며, 비용이올라갑니다. 그러므로, 볼나사리드에대해서는 10mm를선택하십시오. 나사축경의선정 A-737 리드정도와축방향클리어런스의선정 에서전조볼나사, A-737 나사축선정 의리드 10mm를만족시키는볼나사 (A-693 표17참조 ) 는아래와같습니다. 축경리드 15mm 10mm 20mm 10mm 25mm 10mm 따라서, 나사축경 15mm 리드100mm를선정합니다. 나사축지지방법의선정스트로크길이 600mm, 최고속도 0.3m/s( 볼나사회전수 :1800min -1 ) 로사용하므로나사축의지지방법은고정-지지로선정합니다. A-738

허용축방향하중의검토 최대축방향하중의산출 안내면의저항 f=20 N( 무부하시 ) 테이블질량 m1 =40 kg 워크질량 m2 =10 kg 최고속도 Vmax=0.3 m/s 가속시간 t1 = 0.2s 따라서, 필요한값은다음과같이얻어집니다. 가속도 선정포인트 볼나사선정예 Vmax α = = 1.5 m/s 2 t1 상승가속시 : Fa1 = (m1 + m2) g + f + (m1 + m2) α = 585 N 상승등속시 : Fa2 = (m1 + m2) g + f = 510 N 상승감속시 : Fa3 = (m1 + m2) g + f - (m1 + m2) α = 435 N 하강가속시 : Fa4 = (m1 + m2) g - f - (m1 + m2) α = 395 N 하강등속시 : Fa5 = (m1 + m2) g - f = 470 N 하강감속시 : Fa6 = (m1 + m2) g - f + (m1 + m2) α = 545 N 따라서, 볼나사에가해지는최대축방향하중은다음과같이됩니다. Famax = Fa1 = 585 N 볼나사 나사축의좌굴하중의산출 장착방법에따른계수 η 2=20 (A-694 참조 ) 좌굴이고려되는너트와베어링사이의장착방법은 " 고정-고정 " 이므로 장착간거리 l a=700 mm ( 추정 ) 나사축곡경 d1=12.5 mm 4 d1 12.5 4 P1 = 2 10 4 = 20 10 4 = 9960 N l a 2 700 2 나사축의허용인장압축하중 P2 = 116d1 2 = 116 12.5 2 = 18100 N 따라서, 나사축의좌굴하중과허용인장압축하중은사용상의문제가없습니다. A-739

허용회전수검토 최고회전수 나사축경 15mm, 리드 10mm 최고속도 Vmax=0.3 m/s 리드 Ph= 10 mm Vmax 60 10 3 Nmax = = 1800 min 1 Ph 나사축의위험속도에의한허용회전수 장착방법에따른계수 λ 2=15.1 (A-696 참조 ) 위험속도를검토할너트-베어링간의장착방법은고정-지지에서장착간거리 l b=700 mm( 추정 ) 나사축경15mm, 리드10mm 나사축곡경 d1=12.5 mm d1 12.5 N1 = λ2 10 7 = 15.1 10 7 = 3852 min 1 700 2 2 l b DN 치에의한허용회전수 나사축경15mm, 리드10mm ( 대리드볼나사 ) 볼중심경 D=15.75 mm 70000 70000 N2 = = = 4444 min 1 D 15.75 이상으로부터, 나사축의위험속도와 DN 치를만족합니다. A-740

너트의선정 너트형번의선정 나사축경 15mm, 리드10mm는대리드전조볼나사로아래와같습니다. BLK1510-5.6 (Ca=9.8 kn, C0a=25.2 kn) 선정포인트 볼나사선정예 허용축방향하중의검토 가속과감속중에충격하중이작용하므로, 정적안전계수 fs=2 (A-703 표 18 참조 ) 로설정합니다. C0a 25.2 Famax = = = 12.6 kn = 12600 N fs 2 얻어진허용축방향하중은최대축방향하중 585 N 보다크므로문제가없습니다. 수명검토 이동거리의산출 최고속도 Vmax=0.3 m/s 가속시간 t1 = 0.2s 감속시간 t3 = 0.2s 가속시의주행거리 Vmax t1 1.3 0.2 l 1, 4 = 10 3 = 10 3 = 30 mm 2 2 등속시의주행거리 l = l 0.3 0.2 + 0.3 0.2 2, 5 S 2 10 3 = 600 2 10 3 = 540 mm 감속시의주행거리 Vmax t1 + Vmax t3 Vmax t3 0.3 0.2 l 3, 6 = 10 3 = 10 3 = 30 mm 2 2 위의조건에근거해서, 부하축방향하중과주행거리간의관계가아래의표에나타나있습니다. 볼나사 동작 부하축방향하중 FaN(N) 첨자는, 동작 No. 를나타냅니다. 이동거리 l N(mm) No1: 상승가속시 585 30 No2: 상승등속시 510 540 No3: 상승감속시 435 30 No4: 하강가속시 395 30 No5: 하강등속시 470 540 No6: 하강감속시 545 30 A-741

축방향평균하중 Fm = 3 1 2 l S 3 3 3 3 3 3 (Fa1 l 1 + Fa2 l 2 + Fa3 l 3 + Fa4 l 4 + Fa5 l 5 + Fa6 l 6) = 225 N 정격수명 동정격하중 Ca= 9800 N 하중계수 fw= 1.5 (A-704의표19 참조 ) 평균하중 Fm= 492 N 정격수명 L (rev) L = Ca 10 6 = 9800 10 6 = 2.34 10 9 rev fw Fm 1.5 492 분당평균회전수 분당왕복횟수 n = 5 min -1 스트로크리드 ( ) 3 정격수명에서수명시간산출 l S=600 mm Ph= 10 mm 정격수명 L=2.34 10 9 rev 분당평균회전수 Nm = 600 min -1 정격수명에서주행수명산출 ( ) 3 2 n l s 2 5 600 Nm = = = 600 min 1 Ph 10 L 2.34 10 9 Lh = = = 65000 h 60 Nm 60 600 정격수명 L=2.34 10 9 rev 리드 Ph= 10 mm LS = L Ph 10-6 = 23400 km 위에설명된모든조건으로, 희망수명시간 20,000 시간을 BLK1510-5.6 형이만족시킵니다. A-742

강성검토 선정조건으로써, 강성규격이없고사용조건에대해서도특별히문제가없으므로생략한다. 위치결정정도의검토 리드정도의검토 선정포인트 볼나사선정예 A-737 리드정도와축방향클리어런스의선정 의항목에서정도등급C10을선정하고있습니다. C10( 이동량오차 : ±0.21mm/300mm) 축방향클리어런스검토 수직사용이므로축방향하중이항상한방향에서사용하고있으므로검토할필요가없습니다. 축방향강성검토 요구위치결정정도에대하여리드정도가매우좋으므로축방향강성에의한위치결정정도의검토는생략합니다. 발열에의한열변위검토 요구위치결정정도에대하여리드정도가매우좋으므로발열에의한위치결정정도의검토는생략합니다. 주행중자세변화검토 요구위치결정정도에대하여리드정도가매우좋으므로위치결정정도의검토는생략합니다. 회전토크검토 외부하중에의한마찰토크 상승가속시 : 볼나사 510 10 T1 = Fa2 Ph 2 π = 2 π 0.9 = 900 N mm 하강등속시 : 470 10 T2 = Fa5 Ph 2 π = 2 π 0.9 = 830 N mm 볼나사의예압에의한토크 볼나사에예압을부여하고있지않으므로없습니다. A-743

가속에필요한토크 관성모멘트 : 나사축의단위길이당의관성모멘트는 3.9 10-4 kg cm 2 /mm이므로( 사양표참조 ), 800mm의전장을가지는나사축의관성모멘트는다음과같이얻어집니다. JS = 3.9 10-4 800 = 0.31 kg cm 2 = 0.31 10-4 kg m 2 각가속도 : Ph ( ) 2 2 π 10 ( ) 2 2 π J = (m1+m2) A 2 10 6 +Js A 2 = (40+10) 1 2 10 6 +0.31 10 4 1 2 = 1.58 10 4 kg m 2 2π Nm 2π 1800 ω = 60 t = 60 0.2 = 942 rad/s 2 위에근거해서, 가속에필요한토크는다음과같이얻어집니다. T3 = (J + Jm) ω = (1.58 10-4 + 5 10-5 ) 942 = 0.2 N m = 200 N mm 그러므로, 필요한토크는다음과같이지정됩니다. 상승가속시 : Tk1 = T1 + T3 = 900 + 200 = 1100 N mm 상승등속시 : Tt1 = T1 = 900 N mm 상승감속시 : Tg1 = T1- T3 = 900-200 = 700 N mm 하강가속시 : Tk2 = 630 N mm 하강등속시 : Tt2 = 830 N mm 하강감속시 : Tg2 = 1030 N mm A-744

구동모터검토 회전속도 선정포인트 볼나사선정예 모터의회전수는볼나사의리드를모터의정격회전수에의해선정하고있으므로검토할필요는없습니다. 사용최고회전수 : 1800 min -1 모터의정격회전수 : 3000 min -1 최소이송량 회전속도와같이, AC 서보모터에일반적으로사용되는엔코더에근거해서볼나사리드가선택되므로검토할필요가없습니다. 엔코더분해능 : 1000 p/rev. 모터토크 A-743의 회전토크검토 에서산출된가속시의토크가필요한최대토크입니다. Tmax = Tk1 = 1100 N mm 그러므로, AC 서보모터의순시최대토크는 1100 N-mm이상으로할필요가있습니다. 토크실효치선정조건과 A-743 회전토크검토 에서산출한토크를정리하면아래와같습니다. 상승가속시 : Tk1 = 1100 N mm t1 = 0.2 s 상승등속시 : Tt1 = 900 N mm t2 = 1.8 s 상승감속시 : Tg1 = 700 N mm t3 = 0.2 s 하강감속시 : Tk2 = 630 N mm t1 = 0.2 s 하강등속시 : Tt2 = 830 N mm t2 = 1.8 s 하강감속시 : Tg2 = 1030 N mm t3 = 0.2 s 정지시 (m2=0): TS = 658 N mm t4 = 7.6 s 볼나사 A-745

토크실효치는다음과같이구해지며, 모터의정격토크는 743 N mm 이상이필요합니다. Trms = 관성모멘트 Tk1 2 t1 Tt1 2 t2 Tg1 2 t3 Tk2 2 t1 Tt2 2 t2 Tg2 2 t3 Ts 2 t4 t1 t2 t3 t1 t2 t3 t4 1100 2 0.2 900 2 1.8 700 2 0.2 630 2 0.2 830 2 1.8 1030 2 0.2 658 2 7.6 = 0.2 1.8 0.2 0.2 1.8 0.2 7.6 = 743 N mm 모터에작용하는관성모멘트는 A-743 회전토크검토 에서산출된관성모멘트와같습니다. J = 1.58 10-4 kg m 2 모터제조사에따라다르기는하지만, 보통모터에가해진관성모멘트의 1/10 이상의관성모멘트를가질필요가있습니다. 그러므로, AC 서보모터의관성모멘트는 1.58 10-5 kg-m 2 이상이어야합니다. 선정완료. A-746

볼나사각형번의특징 A-747

, 볼리테이너타입, 정밀볼나사 SBN 형, SBK 형과 HBN 형 0 그림 1 볼리테이너타입고속볼나사 SBN 형의구조 구조와특징 A-749 볼리테이너효과 A-749 종류와특징 A-752 수명 A-704 축방향클리어런스 A-685 정도규격 A-678 치수도, 치수표, 호칭형번의구성예 B-576 A-748

각형번의특징 볼리테이너타입, 정밀볼나사 구조와특징 볼리테이너타입의볼나사에서리테이너를사용하면, 볼사이의충돌과마찰을없애주며, 그리스유지력을늘려줍니다. 이것은소음을줄여주고, 토크마찰을낮추며장기간유지보수가불필요하게해줍니다. 또한, 이상적인볼순환구조, 순환부의강도향상및볼리테이너의채용으로인해서고속성에우수합니다. 볼리테이너효과 저소음 호음질 볼리테이너를사용하면볼사이의충돌소음을 없애줍니다. 또한, 볼은접선방향으로순환부에유입되므로, 볼회전으로부터의충돌소음도없애줍니다. 장기메인터넌스프리 볼사이의상호마찰이없어지고, 그리스포켓에 의해그리스가유지되므로, 장기간메인터넌스프리 ( 장기간급유가불필요 ) 를실현합니다. 부드러운움직임 볼리테이너를사용하면볼사이의상호마찰이 없어지고토크변동이작아지므로, 부드러운운동이얻어집니다. 볼나사 A-749

저소음 소음레벨데이터 볼리테이너타입볼나사는볼이서로충돌하지않으므로, 금속음이없기때문에소음레벨을낮게해줍니다. 소음측정 [ 조건 ] 항목시험제품스트로크윤활 내용 볼리테이너타입고하중볼나사 HBN3210-5 종래품 : BNF3210-5형 600mm 그리스윤활 ( 극압첨가제함유리튬계그리스 ) 1000mm M 소음측정기 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 10000 100000 1000000 10000000 그림 2 볼나사소음레벨 A-750

장기메인터넌스프리 고속성, 부하내구성 각형번의특징 볼리테이너타입, 정밀볼나사 고속대응의볼순환방식과볼리테이너효과에의해고속성, 부하내구성이뛰어납니다. 고속내구시험 [ 시험조건 ] 항목 내용 시험제품 볼리테이너타입고속볼나사 SBN3210-7 속도 3900(min -1 )(DN치 : 130,000) 부하내구시험 [ 시험조건 ] 항목 내용 시험제품 볼리테이너타입고속볼나사 SBN3210-7 속도 1500(min -1 )(DN치 : 50,000) 스트로크 400mm 스트로크 300mm 윤활제 THK AFG 그리스 윤활제 THK AFG 그리스 봉입양 12cm 3 (1000km 마다급유 ) 봉입양 12cm 3 부하하중 1.73kN 부하하중 17.3kN(0.5Ca) 가속도 DN치 : 볼중심경 분당회전수 [ 시험결과 ] 10,000 km 주행후이상없음. 1G 가속도 0.5G [ 시험결과 ] 계산된수명의 2.5배를주행후이상없음. 부드러운운동 낮은토크변동 볼리테이너효과에의해, 종래품에비해부드러운회전운동을얻을수있기때문에토크변동이작아집니다. [ 조건 ] 항목내용 볼나사 축경 / 리드 32/10mm 축회전수 60min -1 1.0 0.5 0.5 0 0 20 40 60 1.0 그림 3 토크변동데이터 A-751

종류와특징 예압타입 SBN 형 볼이접선방향의순환부로유입되는구조이며순환부의경도를향상시켜 DN치 13만을달성하였습니다. 치수표 B-576 SBK 형 예압방식은볼나사너트의 2 열의홈의간격을조정한옵셋예압방식을채용하여콤팩트한구조가되었습니다. 치수표 B-578 무예압타입 HBN 형 고하중에최적인설계로, 종래품과비교해 2 배이상으로정격하중이향상된볼나사입니다. 치수표 B-580 A-752

각형번의특징 볼리테이너타입, 정밀볼나사 수명 상세한내용은, A-704 참조. 축방향클리어런스 상세한내용은, A-685 참조. 정도규격 상세한내용은, A-678 참조. 볼나사 A-753

0 표준재고정밀볼나사 ( 측단미가공품 ) BIF, BNFN, MDK, MBF 형과 BNF 형 구조와특징 A-755 종류와특징 A-756 수명 A-704 너트형식과축방향클리어런스 A-758 치수도, 치수표, 호칭형번의구성예 B-584 A-754

각형번의특징 표준재고정밀볼나사 ( 측단미가공품 ) 구조와특징 축단미가공품은, 정밀볼나사의나사축을규격화하고일정길이로대량생산하고있는시리즈입니다. 나사축단은추가가공을손쉽게할수있습니다. 방진 너트에는아래의형번에라비린스씰이장착되어있습니다. BNFN/BNF/BIF형전형번 MDK0802/1002/1202/1402/1404/1405형먼지나기타이물질이볼나사에들어갈수있는경우에는방진장치 ( 자바라등 ) 를사용해서나사축을완전히보호할필요가있습니다. 윤활 볼나사너트는납입시리튬비누기계그리스와함께제공됩니다. (MDK형, MBF형은방청유만도포되어있습니다.) 축단의추가가공 나사축은유효나사부만고주파열처리 (BNFN/BNF/BIF 전형번 /MDK1405) 또는침탄처리 (MBF 전형 번 /MDK0401~1404) 로표면경화되어있으므로나사축단의추가가공을선삭, 밀링가공으로용이하게할수가있습니다. 또한, 나사축의양단은중앙구멍을가지고있으므로, 원통연삭도가능합니다. 유효나사부의표면경도 : HRC58에서 64 나사축단의경도 BNFN/BNF/BIF전형번 /MDK1405형 : HRC22에서 27 MBF전형번 /MDK0401~1404형 : HRC35이하 THK는볼나사의신속한견적과제작을위해서나사축단의형상을표준화했습니다. 축단의형상은표준서포트유니트를그대로사용가능한 H,K,J 형과 JIS B 1192-1997 에기호 A,B,C형이있으므로 A-810을참조해주십시오. 볼나사 A-755

종류와특징 예압타입 BIF 형 볼나사너트중앙좌우의나사에위상을주어축방향클리어런스를제로이하 ( 예압상태 ) 로한볼나사로콤팩트하며부드러운운동이얻어집니다. 치수표 B-594 BNFN 형 볼나사너트 2 개를조합시켜간좌에의해예압을주어백래쉬를없앤가장일반적인형식으로플랜지부에가공된볼트구멍으로장착합니다. 치수표 B-594 A-756

각형번의특징 표준재고정밀볼나사 ( 측단미가공품 ) 무예압타입 MDK 형, MBF 형 나사축경 φ4 ~ 14mm, 리드 1 ~ 5mm의미니츄어타입니다. 치수표 B-584 BNF 형 볼나사너트 1 개의가장간단한형태로플랜지부에가공된볼트구멍으로장착합니다. 치수표 B-594 볼나사 A-757

수명 상세한내용은, A-704 을참조하십시오. 너트형식과축방향클리어런스 나사축외경 (mm) φ 4 ~ 14 MDK 형 MBF 형 너트형식 무예압타입 주 ) 괄호안의기호는축방향클리어런스기호를나타냅니다. 무예압타입 정도등급 C3, C5 C7 C3, C5 C7 축방향클리어런스 (mm) 0.005 이하 (GT) 0.02 이하 (G2) 0.005 이하 (GT) 0.02 이하 (G2) 예압량 나사축외경 (mm) φ16 ~ 50 BIF 형 BNFN 형 BNF 형 너트형식 주 1) 괄호안의기호는축방향클리어런스기호를나타냅니다. 주 2) 예압량에대한 "Ca" 는기본동정격하중을가리킵니다. 예압타입예압타입무예압타입 정도등급 C5 C7 C5 C7 C5 C7 축방향클리어런스 (mm) 0 이하 (G0) 0 이하 (G0) 0 이하 (G0) 0 이하 (G0) 0.01 이하 (G1) 0.02 이하 (G2) 예압량 0.05Ca 0.05Ca 0.05Ca 0.05Ca A-758

각형번의특징 표준재고정밀볼나사 ( 측단미가공품 ) 볼나사 A-759

0 표준재고정밀볼나사 ( 축단완성품 ) BNK 형 특징 A-761 종류와특징 A-761 축단완성품의종류와서포트유니트, 너트브라켓대응표 A-762 치수도, 치수표 B-608 A-760

각형번의특징 표준재고정밀볼나사 ( 축단완성품 ) 특징 축단완성품은나사축, 볼나사너트를공간절약형으로표준화한볼나사유니트입니다. 나사축은나사축끝단을서포트유니트에맞추어표준화하였고, 장착형상은 BNK0401, 0501, 0601형에서는고정-자유, 이외는고정-지지로서모터와는직렬구조로되어있습니다. 나사축과너트는콤팩트하게설계되었습니다. 서포트유니트와너트브라켓이볼나사와조합된경우, 조립품은그대로기계에장착할수있습니다. 그리해서, 고정도이송기구를쉽게이룰수있습니다. 방진과윤활 볼나사너트는적정량의그리스가봉입되어있습니다. 또한, BNK0802 형이상의볼나사너트에는라 비린스씰을포함하고있습니다 (BNK1510, BNK1520, BNK1616, BNK2020형, BNK2520형의경우, 엔드캡도라비린스씰의역할을합니다 ). 이물질이나사너트에들어갈수있는경우, 필히, 방진장치 ( 자바라등 ) 을사용해서나사축을완전하게커버할필요가있습니다. 종류와특징 BNK 형 나사축경이 φ4~25mm, 리드1~20mm를표준화한볼나사입니다. 치수표 B-608 볼나사 A-761

축단완성품의종류와서포트유니트, 너트브라켓대응표 BNK 호칭형번 0401 0501 0601 0801 0802 0810 1002 1004 1010 정도등급 C3, C5, C7 C3, C5, C7 C3, C5, C7 C3, C5, C7 C3, C5, C7 C5, C7 C3, C5, C7 C3, C5, C7 C5, C7 축방향클리어런스주 ) G0 GT G2 G0 GT G2 G0 GT G2 G0 GT G2 G0 GT G2 GT G2 G0 GT G2 G0 GT G2 G0 GT G2 20 30 40 50 60 70 100 120 150 170 200 250 300 350 400 450 500 550 600 700 800 900 1000 1100 1200 1400 1600 서포트유니트 : 고정측각형 EK4 EK4 EK5 EK6 EK6 EK6 EK8 EK10 EK10 서포트유니트 : 고정측원형 FK4 FK4 FK5 FK6 FK6 FK6 FK8 FK10 FK10 서포트유니트 : 지지측각형 EF6 EF6 EF6 EF8 EF10 EF10 서포트유니트 : 지지측원형 FF6 FF6 FF6 FF8 FF10 FF10 스트로크 (mm) 너트브라켓 MC1004 MC1004 주 ) 축방향클리어런스 : G0: 0 이하 GT: 0.005mm 이하 G2: 0.02mm 이하서포트유니트와너트브라켓에관한자세한내용은, A-802~ 와 A-812~ 을각각참조하십시오. A-762