올바른 스레드
스크류 잭이 더 이상 작동하지 않는 경우 스핀들의 표면 품질, 오염, 설치 위치 또는 특히 윤활유 선택이 원인일 수 있으며, 이에 대한 솔루션도 보유하고 있는 Bornemann Gewindetechnik의 전무 이사 Hans Gereke-Bornemann은 다음과 같이 설명합니다.
보르네만 게윈데테크닉은 25년 이상의 드라이브 기술 경험을 축적해 왔습니다. “오늘날 우리는 주로 독일 및 국제 표준에 따른 나사산 스핀들, 특수 및 사다리꼴 나사산 스핀들, 스크류 컨베이어, 스핀들 너트는 물론 선삭 및 밀링 부품을 약 3,800㎡의 공간에서 40명의 직원과 함께 제조합니다.” 그는 자신이 무슨 말을 하는지 잘 알고 있습니다. 그렇다면 현재 특히 리프팅 시스템에 적합한 스레드를 선택할 때 고려해야 할 사항은 무엇일까요? “저희는 고객이 스레드 표면과 윤활유 선택에 매우 세심한 주의를 기울일 것을 권장합니다.”라고 한스 게레케-보르네만은 첫 번째 ‘핫스팟’을 지적하며 말합니다. 보르네만이 나사 잭 시스템에 문제가 있다고 보고하는 경우 일반적으로 나사의 표면 품질, 오염, 시스템의 설치 위치, 특히 윤활유 선택이 원인 중 하나이기 때문입니다.
그러나 대부분의 경우 문제는 이러한 여러 요인이 복합적으로 작용하여 발생합니다. “따라서 설계 시 각 요소를 충분히 고려하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 모션 스레드가 빠르게 한계에 도달하는 경우가 많습니다.” 웜 드라이브를 포함한 모든 모션 스레드는 소위 슬라이딩 스러스트 드라이브이기 때문입니다. 이러한 유형의 드라이브는 특히 저속에서 윤활이 충분하지 않으면 언제든지 스틱 슬립 현상이 발생할 수 있습니다. “이러한 부적절한 윤활 조건은 잘못된 재료 페어링과 결합하여 전체 리프팅 시스템의 미세 용접 또는 냉간 용접, 소위 너트의 ‘발작’으로 이어질 수도 있습니다.”
한스 게레케-보르네만의 경험에 따르면, 스핀들-너트 시스템의 재료 조합이 결정적인 역할을 합니다. “연성 주철과 강철과 같은 회주철의 재료 조합의 경우, 재료의 철 함량이 냉간 용접에 유리할 수 있습니다. 청동과 강철을 조합하면 냉간 용접을 사실상 배제할 수 있습니다.” 그러나 이러한 위험을 최소화할 수 있는 다른 방법도 있습니다. “웜 드라이브의 경우 롤링 원 중앙의 접촉 패턴이 렌티큘러 모양을 갖도록 주의를 기울입니다. 이것이 조기 오일 파손을 방지할 수 있는 유일한 방법입니다. 두 프로파일이 모두 최적으로 마모되면 오일 필름이 즉시 파손될 수 있습니다.”
실을 생산하는 소용돌이 공정은 더 많은 가능성을 품고 있습니다. “위에서 설명한 웜 기어와 유사한 특성을 가진 효과를 얻을 수 있습니다. 사다리꼴 스레드를 사용하는 많은 사용자는 이 사실을 거의 알지 못합니다. 소용돌이 기법은 나사산 측면과 베이스 모두에서 이상적인 나사 모양에서 기하학적 편차를 생성합니다. “이것은 절단 주파수에 따라 µm 범위에서만 이상적인 모양에서 벗어나는 많은 다각형으로 구성된 엔벨로핑 원 절단입니다.”라고 Hans Gereke-Bornemann은 설명합니다. 즉, 오일이 쉽게 이동하거나 닦아낼 수 없기 때문에 이러한 매우 작은 여유 공간에서 갑작스러운 오일 차단이 발생하지 않습니다. 이상적인 나사 모양과의 기하학적 편차는 측면 표면에 미세하게 작은 윤활 포켓을 거의 자동으로 형성합니다. 한스 게레케-보르네만은 “이렇게 하면 윤활막 파손의 위험이 현저히 줄어듭니다.”라고 약속합니다.
그렇다면 선호되는 회전 공정은 나사산 롤링과 비교했을 때 어떤 차이가 있을까요? “나사산 압연 스핀들은 많은 경우에 제조상의 이점이 있지만, 사다리꼴 스크류 드라이브를 사용하는 리프팅 스핀들 드라이브의 경우 스테인리스강은 물론 고품질 소재를 사용할 수 없기 때문에 이 공정에서는 확실히 그렇지 않습니다. 또한 공구가 너무 비싸서 대량 생산된 부품만 가치가 있기 때문에 특수한 프로파일을 가진 개별 부품은 경제적으로 생산할 수 없습니다. “게다가 압연 나사산 스핀들은 회전 공정을 통해 얻을 수 있는 정밀도만큼 정밀하지 않습니다.”
그러나 한스 게레케-보르네만은 정밀도, 윤활, 소재 및 특수 프로파일이 중요하지 않은 저사양 응용 분야의 모든 고객에게 압연 나사산 프로파일을 추천합니다.”물론 냉간 성형 공정으로 인해 압연 스핀들의 소재가 더 강합니다. 그러나 이 시스템의 약점은 스핀들이 아니라 너트이기 때문에, 일반적으로 청동으로 만들어진 너트는 실제로 회전 스핀들보다 압연 스핀들에서 더 빨리 마모됩니다.”라고 설명합니다.
해럴드 클리버의 글