완전한 볼 스크류 구동 시스템은 어떻게 작동합니까?

완전한 볼 스크류 구동 시스템은 모터 회전을 제어된 선형 운동으로 변환합니다. 볼스크류는 주요 전달 부품이지만 그 자체로는 정확한 기계 축으로 작동할 수 없습니다. 이는 모터, 커플링, 지지 베어링, 선형 가이드웨이, 이동 테이블 및 제어 시스템과 함께 작동해야 합니다.

모터가 나사 샤프트를 회전시키면 재순환 볼이 나사와 너트 궤도 사이에 힘을 전달합니다. 너트는 나사를 따라 움직이는 반면, 선형 가이드웨이는 테이블을 지지하고 원치 않는 회전을 방지합니다. 컨트롤러는 이동 거리, 속도, 가속도 및 방향을 결정합니다.

볼 스크류 구동 시스템의 주요 구성 요소

정확한 구조는 기계마다 다르지만 기존의 모터 구동 축에는 일반적으로 다음 구성 요소가 포함됩니다.

리니어 가이드웨이는 테이블로부터 레이디얼 하중과 모멘트 하중을 전달합니다. 볼 스크류는 주로 축방향 힘을 전달해야 합니다. 볼 스크류를 이동 하중의 유일한 가이드로 사용하면 너트에 반경 방향 힘과 모멘트가 유입되어 고르지 않은 마모와 불안정한 작동이 발생할 수 있습니다.

완전한 볼 스크류 드라이브 시스템은 어떻게 작동합니까?

1. 컨트롤러는 이동 명령을 내립니다.
   이 명령은 필요한 이동 거리, 방향, 속도 및 가속도를 정의합니다.
2. 모터가 회전을 생성합니다.
   서보 모터는 일반적으로 폐쇄 루프 위치 및 속도 제어를 위해 인코더 피드백을 사용합니다. 스테퍼 모터는 시스템 설계에 따라 개방 루프 또는 피드백을 통해 작동할 수 있습니다.
3. 커플링은 모터 토크를 전달합니다.
   커플링은 회전을 나사축으로 전달합니다. 제한된 설치 오류를 수용할 수 있지만 심각한 모터-나사 정렬 불량을 보상하는 데 사용해서는 안 됩니다.
4. 지지 베어링이 나사를 찾습니다.
   고정측 베어링 배열은 축 위치를 제어하고 스러스트 하중을 지원합니다. 지지측 베어링은 선택한 장착 배열에 따라 반대쪽 끝을 안정화합니다.
5. 나사축이 회전합니다.
   샤프트가 회전함에 따라 강철 볼은 나사와 너트의 일치하는 나선형 홈 사이를 굴러갑니다.
6. 볼 너트는 선형으로 움직입니다.
   롤링 볼은 축방향 힘을 너트에 전달합니다. 너트는 테이블에 연결되어 회전이 방지되므로 나사 축을 따라 이동합니다.
7. 볼은 너트 내부를 재순환합니다.
   하중이 걸린 궤도를 떠난 후 볼은 내부 디플렉터, 엔드캡 통로 또는 외부 복귀 경로를 통과한 후 하중 영역으로 다시 들어갑니다.
8. 가이드웨이는 테이블 경로를 제어합니다.
   선형 가이드 레일과 블록은 테이블을 지지하고 모멘트에 저항하며 의도된 이동 방향을 유지합니다.

너트의 내부 복귀 경로에 대한 자세한 설명은 다음을 참조하십시오.볼 스크류 재순환 시스템은 어떻게 작동합니까?

볼 스크류 속도, 리드, 힘 및 토크는 어떤 관련이 있습니까?

회전당 선형 이동

볼 스크류 리드는 스크류가 완전히 1회전하는 동안 너트가 이동한 이론적인 거리입니다.

예를 들어, 리드가 10mm인 볼 스크류는 이론적으로 스크류가 완전히 회전할 때마다 너트를 10mm 이동시킵니다.

선형 속도

1,000rpm에서 10mm 리드는 10,000mm/min의 이론적 선형 속도를 생성합니다. 실제 허용 속도는 나사의 임계 속도, 볼 순환, 지지 배열, 윤활 및 기계 구조의 한계 내에서도 유지되어야 합니다.

축력 및 구동 토크

필요한 나사 토크와 축력 사이의 이상적인 관계는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

어디:

• 티= 구동 토크
• 에프= 축력
• 엘= 볼스크류 리드
• 에타= 기계적 효율성

이 방정식은 단지 시작점일 뿐입니다. 모터 선택에는 가속 토크, 베어링 저항, 가이드웨이 저항, 씰 드래그, 예압, 외부 프로세스 힘 및 수직 축의 중력도 포함되어야 합니다.

회전 나사와 회전 너트 드라이브 시스템

이동 너트가 있는 회전 나사

이것이 가장 일반적인 구성입니다. 볼 너트가 이동 테이블에 고정된 상태에서 모터가 나사를 회전시킵니다. 이는 많은 CNC 기계, 자동화 장치, 포장 기계 및 포지셔닝 시스템에 대한 실용적인 구조를 제공합니다.

높은 회전 속도로 작동하는 긴 나사의 경우 임계 속도와 샤프트 진동이 중요합니다. 최대 작동 속도를 결정하기 전에 나사 직경, 비지지 길이 및 베어링 배열을 확인해야 합니다.

회전 너트가 있는 고정 나사

회전 너트 시스템에서는 너트가 회전하는 동안 나사 샤프트가 고정되어 있습니다. 회전 너트는 베어링 하우징에 지지되며 벨트, 기어 또는 기타 변속기 장치에 의해 구동됩니다.

긴 나사는 고속으로 회전하지 않기 때문에 이 구성은 긴 스트로크, 고속 축에 유용할 수 있습니다. 그러나 회전 너트 장치는 더 복잡하며 베어링, 드라이브 및 윤활 장치는 완전한 어셈블리로 설계되어야 합니다.

볼 스크류 시스템 정확도를 결정하는 요인은 무엇입니까?

전체 구동 시스템의 정확도는 볼 스크류 단독의 정확도 등급과 동일하지 않습니다. 위치 지정 오류는 여러 구성 요소에서 발생할 수 있습니다.

• 볼 스크류 리드 정확도:이론적인 너트 이동과 실제 너트 이동의 차이.
• 축방향 클리어런스:힘의 방향이 바뀔 때 나사와 너트 사이의 상대적인 움직임.
• 지지를 받는 플레이:고정측 베어링 배열의 축방향 움직임.
• 커플링 변형:토크 변화에 따른 비틀림 변형.
• 나사 및 지지 강성:축 하중에 따른 탄성 변위.
• 열팽창:작동 온도가 상승함에 따라 나사 길이가 변경됩니다.
• 가이드웨이 정확도:테이블의 실제 이동 경로의 편차.
• 기계 프레임 변형:하중을 받는 구조적 변위.
• 피드백 방법:모터 엔코더는 별도의 선형 피드백 장치를 사용하지 않는 한 테이블 위치를 직접 측정하지 않습니다.

DLY는 일반적인 동작 요구 사항을 위한 롤링 C7 및 C10 볼 스크류와 보다 엄격한 제어가 필요한 응용 분야를 위한 접지 C5, C3 및 고정밀 옵션을 제공합니다. 최종 시스템 정확도는 여전히 설치, 지지대, 예압, 온도 및 제어 방법에 따라 달라집니다.

볼 스크류 구동 시스템 선택 방법

볼나사 선택은 나사 직경뿐만 아니라 전체 작동 조건에서 시작되어야 합니다.

DLY가 제공하는볼 나사직경, 리드, 너트 구조 및 정확도 등급이 다양합니다. 길이와 샤프트 엔드 가공은 고객의 도면에 따라 BK/BF, FK/FF 또는 EK/EF 지지 배열에 일치시킬 수 있습니다.

지지 구성 요소는 샤프트 끝 도면과 함께 확인되어야 합니다. DLY볼 스크류 지지대다양한 나사 크기와 장착 구조를 위한 고정측 및 지지측 배열을 포함합니다.

일반적인 볼 스크류 드라이브 시스템 문제

유지 관리에는 적절한 윤활, 오염 제어, 지지대 및 커플링 검사, 소음, 온도 및 위치 성능 모니터링이 포함되어야 합니다. 결함이 나타나면 원래 원인을 파악하지 않고 볼 너트를 교체하기보다는 축 전체를 검사하십시오.

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