선형 모션 시스템을 위한 핵심 설계 특징

레이디얼 볼 베어링과 볼 재순환 선형 가이드의 차이점 중 하나는 레이디얼 베어링은 일반적으로 케이지를 사용하여 볼을 분리하고 움직임을 제어하는 ​​반면, 프로파일 레일 가이드는 그렇지 않다는 점이었습니다. 그러나 2000년대 초, 프로파일 레일 베어링 제조업체들은 베어링 수명, 작동 특성 및 소음을 ​​개선하기 위해 볼 케이지(일명 "볼 체인" 또는 "볼 분리기")를 장착한 버전을 출시하기 시작했습니다. 볼 스크류 너트에 볼 분리기를 적용한 것은 몇 년 후, 볼 체인이 이동해야 하는 더욱 복잡한 재순환 경로로 인해 발생하는 고유한 설계 및 재료 문제를 해결해야 했기 때문에 가능해졌습니다.

현재 일부 제조업체는 프로파일 레일 베어링과 볼 스크류 너트의 전부 또는 대부분을 볼 체인과 함께 제공하고 있으며, 특히 소음 감소, 부드러운 작동, 윤활 빈도 감소가 필요한 많은 응용 분야에서는 볼 분리기가 있는 리니어 가이드와 볼 스크류가 적합합니다. 많은 경우, 리니어 액추에이터나 조립식 스크류 드라이브와 같은 사전 조립 및 통합 시스템을 제공하는 제조업체는 기본적으로 리니어 가이드와 볼 스크류의 볼 체인 버전을 사용합니다.

베어링에서 볼이 케이지나 체인의 안내 없이 자유롭게 구르거나 미끄러질 때, 볼이 하중 영역에 들어가고 나올 때 발생하는 속도 차이로 인해 서로 접촉하게 됩니다. 이러한 접촉은 마찰을 일으키고 소음을 발생시킵니다. 볼 체인은 볼 사이의 접촉을 방지하여 마찰을 줄이고, 결과적으로 열 발생을 감소시켜 베어링이나 너트의 수명을 연장합니다. 또한, 볼이 금속끼리 직접 접촉하는 대신 볼 체인의 금속-폴리머(또는 금속-레진) 접촉을 하기 때문에 소음이 감소합니다.

열을 줄이면 두 가지 이점이 있습니다. 열이 적으면 윤활유의 분해도 줄어들기 때문입니다. 또한 볼 체인이 볼 주변에 만들어내는 "여유 공간" 덕분에 윤활유가 더 효율적으로 유지되고 공급됩니다. 이 공간은 윤활유를 가두어 각 볼에 그리스나 오일을 더 잘 전달하도록 합니다.

일부 제조업체는 "고속" 시리즈 프로파일 레일 베어링 및 볼 스크류에 볼 체인을 사용하지만, 이 볼 체인은 고속 주행 시 발생하는 미끄러짐과 굽힘으로 인한 힘을 견딜 수 있을 만큼 충분히 견고해야 합니다.

볼 사이의 일정한 간격을 유지하면 볼이 고르지 않게 배치될 때(예: 볼 체인이나 케이지 없이) 발생하는 마찰력의 변화를 줄여 작동 특성을 향상시킬 수 있습니다. 볼 사이의 일정한 간격과 더욱 정밀한 움직임 제어는 구름 저항의 변화를 최소화하고 작동을 더욱 부드럽게 합니다. 극도로 부드러운 작동 특성이 요구되는 응용 분야의 경우, 프로파일형 선형 가이드 또는 볼 체인이 장착된 볼 스크류를 사용하면 에어 베어링이나 선형 모터와 같은 고가의 기술을 사용하지 않고도 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

볼 체인(볼 케이지라고도 함)과 스페이서 볼을 혼동하지 마십시오. 스페이서 볼은 하중을 지탱하는 볼보다 크기가 약간 작으며, 볼들이 접촉할 때 발생하는 마찰과 소음을 줄이는 역할을 합니다. 하지만 선형 베어링이나 볼 스크류에 스페이서 볼을 추가하려면 하중을 지탱하는 볼 중 일부를 제거해야 하므로 하중 지지력과 강성이 감소합니다.