1. 구성 요소 및 작동 원리:
나사축: 선형 운동을 구동하기 위해 회전하는 나사산 막대.
너트: 나사의 홈을 따라 굴러가는 순환 볼 베어링이 들어 있습니다.
공: 마찰을 줄이고 힘을 전달하는 정밀한 구체입니다.
반환 시스템: 공을 너트를 통해 연속 루프로 다시 안내합니다.
원리: 볼과 홈 사이의 구름 접촉을 통해 회전 운동을 최소한의 마찰로 선형 운동으로 변환합니다.
2. 주요 특성:
고효율성: 90~95% 효율(리드 스크류의 경우 20~50%)
정밀도: 마이크론 수준의 정확도를 달성합니다(ISO 정확도 등급: C0–C10).
하중 용량: 높은 축방향 하중(정적/동적)을 처리합니다.
속도: 고속 응용 분야에 적합합니다(열과 임계 속도에 의해 제한됨).
3. 재료:
샤프트/너트: 일반적으로 내마모성을 위해 표면 경화 합금강(예: 52100, SUJ2)을 사용합니다.
스테인리스 스틸 옵션: 부식되기 쉬운 환경(예: 의료 또는 해양)에는 440C 또는 이와 유사한 재질을 사용합니다.
9Cr18 고려 사항: 표준은 아니지만 틈새 시장에서는 사용 가능; 경도와 적당한 내식성을 제공하지만 무거운 하중에 대한 인성이 부족할 수 있습니다.
4. 응용 프로그램:
CNC 기계: 공구의 정밀한 위치 지정.
로봇공학: 관절 운동을 위한 액추에이터.
항공우주: 비행 제어 시스템.
자동차: 전기식 파워 스티어링.
의료기기: MRI 기계, 수술 로봇.
5. 열처리 및 제조:
경화: 샤프트는 내구성을 위해 종종 유도 경화(HRC 58~62)됩니다.
연삭: 고정확도 등급(C0–C5)을 위한 정밀 연삭 나사산.
예압: 백래시를 제거하기 위해 조절 가능(정밀 응용 분야에 중요).
6. 유지 관리 팁:
윤활: 마모와 열을 줄이려면 그리스나 오일을 사용하세요.
오염 방지: 먼지가 많은 환경에서는 와이퍼나 벨로우즈로 밀봉하세요.
검사: 침식, 소음 또는 백래시 증가를 모니터링합니다.
7. 장단점:
장점: 높은 정밀도, 효율성, 하중 용량, 수명.
단점: 비용이 많이 들고, 설치가 복잡하며, 정렬이 틀어지기 쉽습니다.
9. 선정 기준:
하중/속도: 나사 직경과 리드를 적용 요구 사항에 맞춥니다.
정확도 등급: C0(초정밀) 대 C10(일반 사용).
환경: 혹독한 환경에는 스테인리스 스틸이나 코팅(예: Ni-PTFE)을 사용합니다.
결론:
볼 스크류는 정밀성과 효율성이 요구되는 고성능 응용 분야에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 9Cr18 강은 표준 재질은 아니지만, 52100이나 440C와 같은 소재는 균형 잡힌 인성과 내마모성을 갖추고 있어 선호됩니다. 성능 극대화를 위해서는 적절한 선택, 설치 및 유지보수가 매우 중요합니다.
