선형 위치 제어 시스템을 현명하게 선택하세요

선형 가이드(또는 선형 베어링)는 두 표면 사이의 상대적인 움직임을 가능하게 하는 기계 요소로, 한 표면이 다른 표면을 지지하며 두 표면 사이의 마찰을 최소화합니다. 선형 가이드에는 크게 일반형과 구름 요소형 두 가지 유형이 있습니다. 두 유형의 기능은 동일하지만 설계 및 성능은 상당히 다릅니다.

[평면(슬라이딩) 운동을 하는 선형 가이드]

일반 베어링은 두 표면 사이의 미끄러짐 접촉에 의존하는 가장 간단한 형태의 선형 가이드입니다. 구조는 박스웨이, 도브테일 또는 샤프트 및 부싱 방식이 있습니다. 박스웨이 베어링은 가장 높은 하중을 견딜 수 있는 반면, 도브테일 방식은 가공 및 조립의 정밀도가 덜 요구됩니다. 일반 베어링 부싱은 제조 및 설치가 간단하지만, 지지대가 없는 샤프트로 인해 하중 용량이 제한적이며 변형에 취약합니다.

금속 표면은 최고의 강성과 하중 지지력을 제공하지만, 일반 베어링은 높은 내식성과 고유한 윤활 특성을 위해 플라스틱이나 복합 재료로도 제작될 수 있습니다. 중요한 점은 슬라이딩 접촉은 항상 서로 다른 재질, 즉 한쪽이 다른 쪽보다 더 단단한 재질 사이에서 이루어져야 한다는 것입니다. 이렇게 하면 마모가 더 부드러운 재질에 집중됩니다.

일반 베어링은 구름 요소 베어링에 비해 마찰 계수가 일반적으로 0.05~0.1로 높습니다. 하지만 구름 요소 베어링과 달리 충격 하중과 진동에도 표면에 큰 손상 없이 견딜 수 있습니다. 또한 일반 베어링은 오염에 덜 민감하고, 치명적인 고장이 발생하는 경우가 드뭅니다.

[구름 운동을 하는 선형 가이드]

구름 요소 선형 가이드는 두 베어링 표면 사이에 볼 또는 롤러를 추가합니다. 구름 베어링은 재순환형(프로파일 레일 가이드 또는 선형 부싱/선형 베어링 가이드) 또는 비재순환형(캠 롤러 가이드 또는 크로스 롤러 슬라이드)일 수 있습니다. 재순환형 설계는 가이드 레일 또는 샤프트 길이를 따라 무제한 이동을 허용하는 반면, 비재순환형 설계는 베어링 길이에 의해 스트로크가 제한됩니다.

구름 요소 선형 가이드의 중요한 장점 중 하나는 마찰 계수가 매우 낮다는 점입니다. 일반적으로 마찰 계수는 0.005에서 0.01 사이입니다. 베어링 강으로 제작되기 때문에 하중 지지력이 훨씬 높고, 매우 높은 강성을 위해 예압을 가할 수 있습니다. 하지만 예압은 마찰을 증가시키므로 구름 요소 선형 가이드의 크기를 결정할 때 반드시 고려해야 합니다.

일반 선형 베어링은 다양한 재료로 제작할 수 있지만, 프로파일 레일형 구름 요소 베어링의 다양성은 트랙 형상과 궤도 배열에서 비롯됩니다. 트랙 형상은 구름 요소가 궤도와 접촉하는 방식을 결정합니다. 프로파일 레일의 트랙 형상은 마찰을 줄이는 원호형 또는 더 높은 모멘트 용량을 제공하는 고딕 아치형일 수 있습니다. 또한, 프로파일 레일의 궤도 배열은 면대면 또는 역대면으로 이루어질 수 있습니다. 면대면 배열은 모든 방향에서 동일한 하중 용량을 가지는 반면, 역대면 배열은 더 큰 비틀림 모멘트 용량을 제공합니다.