LM가이드 선정 방법 총정리 — 수명 계산 공식과 사이즈 선정 절차

LM가이드(리니어 가이드)는 자동화 설비 직선 이송축의 핵심 부품입니다. 사이즈를 너무 작게 잡으면 조기 파손, 너무 크게 잡으면 비용·공간 낭비가 생깁니다. 이 글에서는 ISO 14728-1 기준의 선정 절차와 수명 계산 공식을 예제와 함께 정리합니다.

1. 선정에 필요한 조건 정리

계산을 시작하기 전에 다음 5가지를 먼저 확정합니다.

• 하중 F — 테이블 + 워크(공작물) 무게 (kgf)
• 스트로크 ST — 1회 이동 거리 (mm)
• 속도 V — 최대 이동 속도 (mm/s)
• 설치 방향 — 수평 / 수직 / 경사 (하중 작용 방향이 달라짐)
• 블록·레일 구성 — 블록 수, 레일 수 (하중 분산에 직결)

2. 등가 하중 P 계산

블록 하나에 실리는 실제 하중을 구합니다. 하중이 여러 블록에 분산되면 블록 수로 나누고, 모멘트 하중(하중 작용점이 블록 중심에서 벗어난 경우)이 있으면 추가 보정합니다.

속도가 빠르거나 진동·충격이 있는 설비일수록 fw를 크게 잡아야 실제 수명과 계산이 맞습니다.

3. L10 수명 계산 공식

LM가이드는 볼 구름 요소이므로 베어링과 같은 수명 이론(L10)을 따릅니다.

4. 시간 수명으로 환산

일일 가동 시간을 곱하면 "몇 년 쓸 수 있는지"가 나옵니다. 일반 산업기계는 5~7년 이상을 목표로 잡는 것이 보통입니다.

5. 정하중 안전율 확인

수명과 별도로, 정지 상태 최대 하중에 대한 안전율을 확인해야 합니다.

6. 선정 예제

등가 하중 P = 240/4 × 1.5 = 90 kgf. size 15 (5개사 평균 C₁₀₀ ≈ 935 kgf) 적용 시 L10 = (935/90)³ × 100 ≈ 112,000 km. 하루 8시간 가동 기준 수십 년의 수명이 나오므로 size 15로 충분하며, 실제로는 정하중 안전율과 레일 강성 쪽이 결정 요인이 됩니다.

7. 수명이 부족할 때 대처법

1. 블록 수 증가 — 하중이 분산되어 수명이 3제곱으로 증가 (가장 효과적)
2. 한 사이즈 업 — C값 증가
3. 스트로크·왕복수 재검토 — 이동 거리 자체를 줄임

자주 묻는 질문

Q. THK와 HIWIN 중 어느 쪽을 선정해야 하나요?

같은 사이즈라도 제조사별 C값이 10~30% 차이 납니다. PartsOn 계산기는 Bosch Rexroth·THK·HIWIN·TBI·PMI 5개사 데이터를 동시 비교하므로 조건에 맞는 제조사를 바로 확인할 수 있습니다.

Q. 수직 설치 시 무엇이 달라지나요?

하중 방향이 블록 측면 또는 축방향으로 바뀌어 유효 정격하중이 달라집니다. 방향별 보정 계수를 반드시 적용해야 하며, 계산기에서 설치 방향을 선택하면 자동 보정됩니다.

관련 가이드: 볼스크류 선정 방법 · 서보모터 용량 선정 · 베어링 선정 방법