다이얼 게이지를 사용하여 볼 스크류의 레이디얼 런아웃을 측정하는 방법

볼 스크류 방사형 런아웃은 스크류를 회전시키고 선택된 원통형 표면이 다이얼 표시기 쪽으로 얼마나 멀리 이동하는지 기록하여 측정됩니다. 결과는 일반적으로 총 표시기 판독값(TIR)으로 표시됩니다.

그러나 모든 유형의 볼 스크류 런아웃을 나타내는 단일 측정 지점은 없습니다. 기술자는 모터 커플링 저널, 나사산 부분, 볼 너트 외부 직경 또는 전체 나사 샤프트를 따라 여러 위치를 확인해야 할 수도 있습니다. 각 측정은 서로 다른 기하학적 관계를 평가합니다.

방사형 런아웃, 샤프트 직진도, 저널 동심도 및 설치 정렬이 서로 관련되어 있지만 서로 바꿔 사용할 수는 없기 때문에 이러한 구별이 중요합니다. 다이얼 표시기 판독값은 기준 축, 지지 방법 및 측정 표면이 명확하게 정의된 경우에만 의미가 있습니다.

볼 스크류 방사형 런아웃은 무엇을 의미합니까?

방사형 런아웃은 볼 스크류가 정의된 기준 축을 중심으로 회전할 때 측정된 표면의 방사형 이동을 나타냅니다. 완성된 볼 스크류의 경우, 설치 후 지지 베어링에 스크류가 위치하기 때문에 가공된 베어링 저널에 의해 기준축이 일반적으로 설정됩니다.

모터 끝 저널, 나사산 또는 너트 외경이 이 축과 충분히 동심이 아닌 경우 구성 요소가 회전하는 동안 좌우로 움직이는 것처럼 보입니다. 과도한 런아웃은 진동, 주기적 토크 변화, 커플링 응력, 베어링 부하 및 불안정한 고속 작동의 원인이 될 수 있습니다.

런아웃 판독값에는 동시에 여러 기하학적 오류가 포함될 수 있습니다.

• 측정된 직경의 편심;
• 측정된 표면의 진원도 오류;
• 샤프트 굽힘 또는 직진도 편차;
• 가공된 베어링 저널에 오류가 있습니다.
• 지지대 또는 측정 지점의 먼지, 거친 부분 또는 손상;
• 잘못된 지지 또는 과도한 표시 힘으로 인한 편향.

이러한 이유로 높은 판독값은 문제를 식별하지만 나사 샤프트가 구부러졌음을 자동으로 증명하지는 않습니다. 볼 스크류의 교정, 재연마 또는 교체가 필요한지 여부를 결정하기 전에 측정 배열을 확인해야 합니다.

방사형 런아웃, 직진도 및 정렬이 다릅니다.

다이얼 표시기 아래에서 샤프트를 회전시키면 런아웃 값이 생성됩니다. 결과에는 편심률, 진원도 및 데이텀 오류도 포함될 수 있으므로 순수한 직진도 값을 직접 생성하지 않습니다.

볼나사 런아웃 측정에 필요한 도구

작업장 검사에는 일반적으로 정밀 정반, 깨끗한 V 블록 2개, 다이얼 표시기 또는 다이얼 테스트 표시기, 견고한 표시기 스탠드가 필요합니다. 표시기 해상도는 지정된 허용 오차에 대해 충분히 미세해야 합니다. 0.01mm 표시기는 심각한 굽힘을 식별할 수 있지만 허용 한계가 수 마이크로미터에 불과한 경우 일반적으로 부적절합니다.

추가적인 유용한 장비로는 저널 직경 확인을 위한 마이크로미터, 보푸라기 없는 청소 재료, 마킹 테이프 및 측정 기록 시트가 있습니다. 길거나 가는 나사의 경우 잘못된 기준축을 만들지 않고 처짐을 제어하려면 조정 가능한 지지대가 필요할 수 있습니다.

모든 지지대와 측정 장비는 안정적이어야 합니다. 자기 베이스, V 블록 또는 정반의 움직임이 나사 런아웃으로 잘못 기록될 수 있습니다.

측정 전 볼나사 준비

정밀 측정을 하기 전에 볼 스크류와 측정 장비가 검사 환경에서 안정되도록 하십시오. 나사와 정반 사이의 온도 차이가 크면 치수에 영향을 미치고 검사 중에 샤프트의 형상이 바뀔 수 있습니다.

베어링 저널, V-블록 및 측정된 표면을 조심스럽게 청소하십시오. 정밀 표면을 손상시키지 않고 쌓인 오일, 먼지 및 작은 버를 제거합니다. 저널과 V-블록 사이에 작은 입자가 갇히더라도 샤프트가 기울어져 반복 표시 오류가 발생할 수 있습니다.

샤프트에 충격 자국, 녹, 찌그러짐 및 취급 손상이 있는지 검사하십시오. 손상된 부분이나 윤활 구멍, 키홈, 스레드 릴리프 또는 기타 단속된 표면 바로 위에 표시기 팁을 놓지 마십시오.

볼 너트를 임의로 제거해서는 안 됩니다. 제거가 필요한 경우 볼이 순환 회로 내부에 유지되도록 올바른 전송 슬리브를 사용하십시오.

방법 1: 모터 엔드 저널 런아웃 측정

이 측정은 베어링 저널을 기준으로 모터 커플링 저널의 방사형 런아웃을 확인합니다. 편심 커플링 저널은 모터 연결 시 커플링 움직임, 진동 및 추가 부하를 유발할 수 있기 때문에 중요합니다.

1. 두 개의 완성된 베어링 저널을 깨끗한 V 블록에 놓습니다. V-블록은 검사에 사용되는 기준 축을 설정합니다.
2. 원통형 모터 커플링 저널에 다이얼 표시기를 놓습니다. 프로브를 측정된 표면에 대략 수직으로 유지하십시오.
3. 지속적인 접촉을 유지하기에 충분한 표시기 예압만 적용하십시오.
4. 편리한 각도 위치에서 표시기를 0으로 설정합니다.
5. 축방향 또는 측면방향 힘을 가하지 않고 나사축을 완전히 한 바퀴씩 천천히 회전시킵니다.
6. 최고 및 최저 판독값을 기록합니다.
7. 전체 방사형 런아웃을 얻으려면 최대값에서 최소값을 뺍니다.

테스트를 반복하여 고점이 대략 동일한 각도 위치에서 발생하는지 확인합니다. 회전 사이에 결과가 크게 변하는 경우 V-블록의 청결도, 표시기 안정성 및 수동 회전 방법을 확인하십시오.

방법 2: 나사산 부분의 런아웃 측정

볼 나사산은 기존의 평면 표시기 팁과 직접 접촉할 수 있는 단순한 연속 원통형 표면을 제공하지 않습니다. 나선형 홈에 부주의하게 배치된 프로브는 나사가 회전할 때 축 방향으로 움직이거나 홈 안으로 떨어져 잘못된 판독값을 생성합니다.

공식적인 장착 표면 검사를 위해 베어링 저널은 V 블록에 지지되고 표시기는 볼 너트의 외부 직경과 접촉합니다. 그런 다음 너트가 회전하지 않는 동안 나사 샤프트가 한 바퀴 회전됩니다. 너트는 축 방향으로 나사 홈을 따르며 너트의 외경은 지지 축을 기준으로 홈 부분을 평가하기 위한 측정 표면 역할을 합니다.

너트는 옆으로 밀리지 않고 필요에 따라 움직일 수 있도록 지지되어야 합니다. 나사에 굽힘 하중이 추가되는 위치에 너트를 단단히 고정하지 마십시오.

너트 설계, 예압 및 측정 배열이 결과에 영향을 미칠 수 있으므로 이 방법은 제조업체의 검사 절차에 따라 수행되어야 합니다. 빠른 작업장 진단을 위해 여러 개의 부드러운 기준 직경을 측정하거나 전용 측정 장치를 사용하는 것이 표준 프로브를 나사 산 꼭대기에 직접 배치하는 것보다 더 실용적일 수 있습니다.

방법 3: 나사를 따라 전체 방사형 런아웃 측정

전체적인 방사형 런아웃은 한 지점이 아닌 나사 샤프트를 따라 여러 위치에서 검사됩니다. 이는 편차가 가공된 끝 부분 근처에 집중되어 있는지 아니면 전체 샤프트 길이에 걸쳐 변화하는지 식별하는 데 도움이 됩니다.

1. V-블록에서 완성된 베어링 저널을 지지합니다.
2. 양쪽 끝 근처와 나사산 길이의 중간 주위를 포함하여 여러 축 측정 위치를 선택하고 표시합니다.
3. 첫 번째 유효한 측정 표면에 표시기를 놓습니다.
4. 나사를 완전히 한 바퀴 돌리고 전체 표시기 판독값을 기록합니다.
5. 표시기를 다음 축 위치로 이동하고 테스트를 반복합니다.
6. 모든 위치에서 런아웃 값과 각도 최고점을 모두 기록합니다.

중앙으로 갈수록 런아웃이 점진적으로 증가하는 샤프트는 굽힘이나 지지력 부족으로 인해 영향을 받을 수 있습니다. 하나의 가공 저널에 국한된 높은 판독값은 국지적 가공 오류 또는 저널 손상과 관련이 있을 가능성이 더 높습니다.

길고 가는 볼스크류는 특별한 주의가 필요합니다. 자체 무게로 인해 측정 가능한 처짐이 발생할 수 있습니다. 중간 지지대를 추가하면 처짐을 줄일 수 있지만 지지대가 잘못 배치되면 샤프트가 위쪽으로 구부러져 실제 편차가 숨겨질 수도 있습니다. 따라서 검사 설정은 볼 스크류 길이, 직경 및 해당 표준과 일치해야 합니다.

방법 4: 볼 너트 외경 런아웃 측정

이 테스트는 나사 샤프트 축을 기준으로 너트 원주의 반경 방향 흔들림을 확인합니다. 베어링 저널을 기준으로 나사산 샤프트를 확인하는 것과는 다릅니다.

너트에 가까운 V 블록에 나사 샤프트의 나사산 부분을 지지합니다. 다이얼 표시기를 너트 외부 직경에 위치시킵니다. 나사 샤프트를 고정된 상태로 유지하고 너트를 완전히 한 바퀴 돌립니다. 최고 및 최저 표시 판독값의 차이는 너트 외경 반경방향 런아웃입니다.

이 검사는 너트 외경이 조립 기준으로 사용될 때 관련됩니다. 주로 플랜지 면에 의해 장착된 너트의 경우 플랜지 런아웃과 장착 면 정확도도 별도로 평가해야 합니다.

정밀 볼나사의 런아웃 기준값

허용 가능한 값은 볼스크류 정도 등급, 샤프트 직경, 측정된 특징 및 검사 표준에 따라 다릅니다. 다음 선택된 그림은 지지 축을 기준으로 홈이 있는 나사 표면 또는 부품 장착 표면의 허용되는 방사형 흔들림을 보여줍니다. 값은 마이크로미터 단위로 표시됩니다.

이 값은 정밀 볼 나사 장착 표면 정확도 표에서 가져온 참고 한계입니다. 이는 모든 전조 또는 연삭 볼 스크류에 대한 보편적인 허용 값은 아닙니다. 해당 제조업체 사양, 도면, 정확도 등급 및 측정 정의를 항상 확인하십시오.

이 런아웃 표만으로 정확도 등급을 판단해서는 안 됩니다. 볼나사 리드 정도, 이동 편차, 축방향 클리어런스 또는 예압, 장착면 정도, 전체 샤프트 흔들림은 서로 다른 검사 항목입니다.

일반적인 측정 오류

스레드 크레스트를 일반 매끄러운 직경으로 사용

표준 표시기 팁은 나선형 프로파일을 가로질러 이동할 수 있으며 실제 방사형 런아웃이 아닌 홈 내 프로브 이동을 반영하는 판독값을 생성합니다. 지정된 검사 방법이나 적합한 고정 장치를 사용하십시오.

거칠거나 마감되지 않은 표면에서 나사 지지

V-블록이 정의된 베어링 저널이 아닌 표면과 접촉하는 경우 결과 축은 설치 후 사용된 축을 나타내지 않을 수 있습니다.

나사를 옆으로 밀어서 회전시킵니다.

샤프트를 돌리는 동안 측면 힘을 가하면 샤프트가 V 블록의 한쪽 면으로 들어올려지고 표시기 판독값이 변경될 수 있습니다. 최소한의 힘으로 천천히 회전합니다.

샤프트 처짐 무시

긴 볼 스크류의 무게로 인해 지지대 사이에 휘어짐이 발생할 수 있습니다. 일정한 수직 처짐이 항상 회전 런아웃으로 나타나는 것은 아니지만 지지 접촉, 샤프트 방향 또는 중간 지지력의 변화로 인해 측정이 왜곡될 수 있습니다.

TIR과 지표 진폭의 혼동

표시기가 −0.006mm에서 +0.008mm로 이동하면 총 런아웃은 0.008mm가 아니라 0.014mm입니다. 항상 최대 판독값과 최소 판독값 간의 차이를 계산하십시오.

한 위치만 측정

중앙 근처의 단일 측정으로는 오류가 한쪽 샤프트 끝에서 발생하는지, 국부적으로 손상된 부분에서 발생하는지, 전체 굽힘에서 발생하는지 확인할 수 없습니다. 정의된 여러 위치의 값을 기록합니다.

측정 패턴을 해석하는 방법

과도한 런아웃이 확인되면 즉시 제어할 수 없는 힘으로 나사를 곧게 펴려고 시도하지 마십시오. 정밀 볼스크류는 궤도면이 경화되어 있으므로 제대로 펴지 않으면 표면 균열, 국부적 변형 또는 리드 정확도 변화가 발생할 수 있습니다. 전체 측정 기록은 먼저 제조업체나 자격을 갖춘 수리 서비스 제공업체에서 검토해야 합니다.

런아웃이 낮으면 볼나사의 정밀도가 좋아지나요?

아니요. 낮은 방사형 런아웃은 측정된 기하학적 관계만 확인합니다. 이는 볼 스크류가 요구되는 리드 정확도, 축방향 클리어런스, 예압, 부하 용량 또는 표면 품질을 갖추고 있음을 증명하지 않습니다.

볼 스크류는 낮은 방사형 런아웃으로 회전할 수 있지만 여전히 과도한 리드 편차가 있습니다. 반대로 모터 저널, 지지 베어링 또는 설치된 커플링에 과도한 런아웃이 있는 경우 허용 가능한 리드 정확도를 갖춘 나사가 속도에서 진동할 수 있습니다.

완전한 검사를 위해서는 다음과 함께 방사형 런아웃을 고려해야 합니다.

• 리드 정확도 및 이동 편차;
• 축방향 클리어런스 또는 예압;
• 지지단면 런아웃;
• 너트 플랜지 및 외경 정확도;
• 샤프트 직진도 및 전반적인 런아웃;
• 정렬 및 작동 토크가 설치되었습니다.

결론

볼 스크류 방사형 런아웃을 올바르게 측정하려면 먼저 평가할 표면과 기준 축을 정의하십시오. 샤프트 끝단 및 전체 런아웃 점검을 위해 완성된 베어링 저널은 일반적으로 깨끗한 V 블록에서 지지됩니다. 다이얼 인디케이터를 지정된 표면에 배치하고 샤프트를 1회전 천천히 회전시키며 최대 판독값과 최소 판독값의 차이를 TIR로 기록합니다.

둘 이상의 축 위치, 제어 샤프트 지지대 및 처짐을 측정하고 적절한 방법 없이 일반 프로브를 나선형 홈에 직접 배치하지 마십시오. 가장 중요한 것은 런아웃, 직진도, 리드 정확도 및 기계 정렬을 동일한 측정으로 취급하지 않는다는 것입니다.

자세히 알아보기볼스크류 직진도 및 전체적인 런아웃, 또는DLY 볼 스크류 제품군.

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