전송 시스템에서 빼놓을 수 없는 핵심 구성 요소는 무엇인가요?

전송 시스템에서 볼 스크류는 빠질 수 없는 주요 기계적 구성 요소입니다. 이는 공구 기계와 정밀 기계에서 가장 널리 사용되는 전송 요소로, 주요 기능은 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 것입니다. 낮은 마찰 저항 때문에 볼 스크류는 다양한 산업 장비와 정밀 측정기에서 광범위하게 사용됩니다.

볼 스크류는 나사, 너트, 강철 볼, 프리로드 시트, 리버서 및 방진 장치로 구성됩니다. 그 기능은 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 것이며, 즉 베어링을 슬라이딩 작동에서 롤링 작동으로 바꾸는 것입니다.
1898년에 사람들은 처음으로 너트와 나사 사이에 강철 볼을 추가하려는 시도를 했습니다. 이는 전통적인 나사의 슬라이딩 접촉을 롤링 접촉으로 변화시키는 것이며, 슬라이딩 마찰을 롤링 마찰로 대체하고, 너트 내부에서 강철 볼의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하며, 토크를 축 방향 반복력으로 변환하여 전통적인 나사의 정밀도가 낮고 손상되기 쉬운 문제를 개선합니다.

볼 스크류는 텍사스 출신의 루돌프 G. 보엄이 발명했으며 1929년 미국 특허를 받았습니다.

볼 스크류가 주동체로 사용될 때, 너트는 나사의 회전 각도에 따라 해당 사양의 피치에 맞춰 직선 운동으로 변환됩니다. 수동 작업물은 너트 시트를 통해 너트와 연결될 수 있으며, 이로써 해당 직선 운동이 실현됩니다.

볼 스크류 조립체는 금속으로 만들어지며, 일반적으로 강철로 구성되며 내부 스레드가 있는 너트와 나사로 이루어져 있습니다. 너트의 나선형 홈은 나사의 나선형 홈과 일치합니다.

너트 내부 홈 안에는 크롬 스틸로 만든 많은 작은 공들이 포함되어 있습니다. 공들이 너트 내에서 순환할 때, 공들은 나사 아래에서 부드러운 움직임을 제공합니다. 디플렉터 플레이트 또는 리턴 시스템은 공들을 유지하고 너트를 통해 순환시킵니다.

모터와 함께 사용할 경우 볼 스크류는 90%의 효율성을 가질 수 있습니다. 이들은 매우 정확하며, 피트당 몇 천분의 1인치의 정확도를 가지고 있습니다. 많은 산업에서 항공우주, 컴퓨터, 전자, 자동차 및 의료 산업을 포함하여 볼 스크류를 정밀 제어에 사용합니다.

볼 스크류는 제조 과정에서도 자주 사용되며, 로봇, 자동화된 조립 라인, 물류 장비, 컨베이어, 기계 도구, 와이어 제어 시스템 및 정밀 조립 장비에서 흔히 볼 수 있습니다.

볼 스크류 어셈블리는 나사와 너트로 구성되어 있으며, 각각 일치하는 나선형 홈이 있습니다. 공은 이러한 홈 사이를 굴러가며 너트와 나사 사이의 유일한 접촉점을 제공합니다.

나사 또는 너트가 회전할 때, 공은 디플렉터에 의해 너트의 공 복귀 시스템으로 유도되며, 연속적인 경로를 통해 공 너트의 반대쪽 끝까지 이동합니다. 그 후 공은 복귀 시스템에서 나와 폐루프에서 재순환하기 위해 공 나사와 공 너트의 스레드 경로로 진입합니다.

공 너트는 공 나사 어셈블리의 하중과 수명을 결정합니다. 공 너트 루프의 스레드 수와 공 나사의 스레드 수의 비율은 공 너트가 공 나사보다 더 빨리 피로 파손(마모)에 도달하는 정도를 결정합니다.

공 너트에는 두 가지 종류의 공 복귀 방식이 포함되어 있습니다: 외부 순환형과 내부 순환형입니다.

외부 순환형: 공은 복귀 튜브를 통해 루프의 반대쪽 끝으로 돌아가며, 공 복귀 튜브는 공 너트의 외경 위로 돌출됩니다.

내부 순환 방식: 볼이 볼 너트의 벽을 통해 또는 따라 돌아가며, 볼 너트의 외경 아래를 통과합니다.

내부 순환 방식은 회전 회로를 가지고 있습니다 (위 그림 참조). 볼들은 리턴 시스템을 통해 나사의 스레드 상단을 넘어가도록 강제됩니다. 이를 크로스 디플렉터 방식 내부 리턴 시스템이라고 합니다. 크로스 디플렉터 방식의 볼 너트에서는 볼이 샤프트를 한 바퀴만 돌리고, 볼 디플렉터(B)에 의해 리턴 경로가 닫히며, 이는 볼이 인접한 홈 사이에서 점(A)과 점(D)에서 교차할 수 있도록 합니다.

길이가 긴 볼 스크류가 고속으로 회전하면, 가늘어짐 비율이 샤프트의 차원에 대한 자연 조화에 도달하면 진동이 시작됩니다. 이를 임계 속도라고 하며, 볼 스크류의 수명에 매우 해로울 수 있습니다. (안전 운전 속도는 나사의 임계 속도의 80%를 초과해서는 안 됩니다.)

일부 애플리케이션은 긴 샤프트 길이와 고속이 필요하며, 이는 모두 회전하는 볼 너트 어셈블리가 필요한 곳입니다.