설계자와 엔지니어는 일반적으로 선형 모션 시스템에서 마찰을 피하거나 완화하려고합니다. 마찰이 항상 나쁘지는 않지만 일부 애플리케이션에서는 댐핑 효과를 제공하고 서보 튜닝을 개선 할 수 있습니다. 선형 모션 시스템과 관련하여 하중 이동에 필요한 힘의 양이 증가하고, 열을 생성하고, 마모를 증가시키고, 수명을 줄입니다.
선형 모션 시스템은 여러 소스에서 마찰을 경험하며, 그 중 일부는 설계 및 적절한 유지 보수를 통해 완화 될 수 있습니다. 여기서는 선형 모션 시스템의 마찰에 기여하는 요소를 살펴보고 구성 요소 선택 및 시스템 설계를 통해 마찰을 줄이는 방법에 대해 논의합니다.

슬라이딩 대 롤링 접촉
선형 모션 시스템에서 마찰을 줄이는 주요 방법 중 하나는 슬라이딩이 아닌 롤링과 함께 구성 요소를 사용하는 것입니다. 예를 들어, 슬라이딩 모션에 의존하는 리드 스크류 및 일반 베어링 가이드는 하중 기반 표면 사이의 접촉 영역이 더 크기 때문에 자연스럽게 롤링 요소보다 마찰이 더 높습니다.
슬라이딩 접촉이있는 베어링은 또한 정적 (시작)과 동적 (운동) 마찰 사이에 더 큰 차이를 경험하여 스틱 슬립 또는 스테이션으로 알려진 효과로 이어집니다. 스틱 슬립으로 인해 (고도로) 정적 마찰에서 (하부) 동적 마찰로의 전환으로 인해 모션 시작시 대상 위치를 오버 슈트 할 수 있습니다.
경마장 기하학

롤링 요소 베어링은 슬라이딩 유형보다 마찰이 훨씬 낮지 만 완전히 마찰이 없습니다. 베어링 설계에 내재 된 많은 요인들이 롤링 요소 베어링의 마찰에 기여합니다. 한 가지 요소는 raceway 기하학 또는 롤링 요소와 raceway 간의 접촉 유형 및 영역입니다.
롤링 베어링은 일반적으로 2 개의 레이스 웨이 형상 중 하나를 사용합니다 : 2 점 원형 아크 형상 또는 4 점 고딕 아치 형상 (이 두 디자인의 일부 변형이 존재하지만). 저속 적용의 경우, 2 점 원형 아크 형상이 일반적으로 선호됩니다. 4 점 고딕 아치 설계보다 차동 슬립이 적고 마찰이 줄어 듭니다.

재순환

재순환 볼 및 롤러 베어링에서, 롤링 요소가 하중 영역으로 내리 이동함에 따라 하중을 운반하는 요소의 수는 지속적으로 변동합니다. 이로 인해 마찰력의 변화가 발생하며, 이는 마이크로 머시 닝 및 계측과 같은 매우 민감한 응용 분야에 해를 끼칠 수 있습니다. 이러한 마찰 변화를 줄이기 위해 재순환 선형 가이드 (및 볼 나사)의 제조업체는 재순환 성분 및 프로세스를 최적화하는 데 중요한 연구 및 개발 노력을 기울였습니다. 일반적으로 더 높은 정확도 클래스의 베어링은 더 매끄럽고 일관된 마찰 프로파일을 갖습니다.

예압

예압은 구성 요소 사이의 접촉 영역을 증가시켜 베어링과 가이드 (또는 너트 및 나사) 사이의 클리어런스를 제거합니다. 이것은 강성이 높을수록 베어링을 제공하고 편향을 줄이지 만 마찰이 더 높아집니다. 그렇기 때문에 필요한 강성과 정확성을 제공 할 수있는 가장 낮은 예압 레벨을 사용하는 것이 좋습니다.

물개

선형 가이드 및 나사의 모든 설계 및 작동 기능 중에서 가장 마찰을 일으키는 기능은 씰을 사용하는 것입니다. 대부분의 응용 분야에서 볼이나 롤러에 의존하는 선형 베어링 (재순환 여부에 관계없이)은 윤활을 유지하고 오염 물질을 유지하기 위해 씰이 필요합니다. 그리고 오염 된 환경에서는 양쪽 (측면) 씰과 엔드 씰이 일반적으로 필요합니다.
제조업체는 씰에서 약간의 정리가있는 씰에서 양면 전체 접촉 프로파일이있는 다양한 씰 재료와 유형을 제공하지만 가장 효과적인 씰은 물론 가이드 또는 나사 구성 요소와 가장 접촉하는 것입니다. 그러나 더 많은 접촉은 더 많은 마찰을 의미합니다. 예압과 마찬가지로 밀봉과 관련하여 응용 프로그램과 환경에 적합한 옵션을 사용하지만 배 밖으로 가지 마십시오.

매끄럽게 하기

윤활의 주요 기능 중 하나는 롤링 또는 슬라이딩 요소 사이의 마찰을 줄이는 것입니다. 그러나 너무 많은 윤활을 사용하거나 점도가 높은 윤활유를 사용하면 실제로 마찰이 증가 할 수 있습니다. 따라서 제조업체의 지침을 따르고 올바른 유형과 올바른 양의 윤활제를 모두 사용하는 것이 중요합니다.

방사형 베어링

방사형 베어링은 사실상 모든 선형 모션 시스템에 존재하며 볼 또는 리드 스크류 샤프트 또는 벨트 드라이브 시스템의 풀리와 같은 회전 구성 요소를 지원합니다. 선형 가이드 또는 나사와 비교할 때 비교적 작지만, 이러한 방사형 베어링은 시스템 설계 및 크기 조정 중에 설명 해야하는 마찰을 도입합니다.