볼스크류는 회전 운동을 직선 운동으로 바꾸는 정밀 이송 부품입니다. 선정 시 리드·축경만 보고 결정하면 좌굴이나 공진 문제로 낭패를 볼 수 있습니다. 이 글은 실무에서 검증해야 할 5가지 항목을 순서대로 정리합니다.
리드는 축 1회전당 너트가 이동하는 거리입니다. 모터 최대 회전수와 요구 이송 속도로 최소 리드를 구합니다.
축경은 강성·좌굴·위험속도를 모두 좌우합니다. 일반적으로 지지간 거리(mm)의 1/40~1/60 수준에서 시작해 아래 검증을 통과하는 최소 직경을 찾습니다.
축이 압축 하중을 받으면 Euler 좌굴을 검토해야 합니다.
고속 회전 시 축이 공진하는 한계 회전수를 넘지 않아야 합니다.
사용 회전수가 한계를 넘으면 리드를 키워 회전수를 낮추거나, 축경을 키우거나, 지지간 거리를 줄입니다.
가감속 구간의 하중 변동이 크면 평균 하중 Fm을 3제곱 평균으로 구해야 정확합니다.
| 조건 | 값 |
|---|---|
| 이송 속도 | 24 m/min |
| 모터 | 3,000 rpm 서보 |
| 축 하중 | 150 kgf (수평) |
| 지지간 거리 | 800 mm (고정-지지) |
최소 리드 = 24,000/3,000 = 8 mm → 리드 10 선택. 축경 20mm(골지름 약 17mm) 가정 시 좌굴 허용 하중은 수 톤 수준으로 충분하고, 위험 회전수도 3,000rpm 대비 여유가 있는지 확인합니다. 이후 C값 기준 L10 수명을 계산해 목표 수명(예: 20,000시간)을 만족하는지 검증합니다.
→ 볼스크류 선정 계산기에서 직접 계산해보기 (LM가이드 동시 선정, 무료)일반 자동화 이송축은 전조(C7급)로 충분하며 가격이 저렴합니다. 공작기계·반도체 장비처럼 μm급 위치 정밀도가 필요하면 연삭(C5 이상)을 선택합니다.
네. 같은 이송축에서 하중·속도 조건을 공유하므로 함께 검토하는 것이 효율적입니다. PartsOn 볼스크류 계산기는 LM가이드를 동시에 선정해 줍니다.
관련 가이드: LM가이드 선정 방법 · 서보모터 용량 선정 · 베어링 선정 방법