스크류잭은 왜 듀티(가동률) 제한이 있나요?

웜기어 효율이 낮아(20~40%) 손실이 열로 변합니다. 일반 사다리꼴 나사 잭은 가동률 20~30% 이하로 제한되며, 연속 가동이 필요하면 볼스크류 타입 잭을 선택해야 합니다.

스크류잭의 셀프락(자립)이란?

사다리꼴 나사 잭은 나사 마찰로 정지 시 하중이 역구동되지 않는 자립성이 있습니다. 볼스크류 타입은 자립성이 없어 브레이크 모터가 필수입니다.

스크류잭 선정 방법 — 하중·좌굴 검토와 구동 토크·모터 출력 계산

PartsOn 엔지니어링 가이드 · 2026.07 업데이트

스크류잭은 웜기어와 스크류로 무거운 하중을 정밀하게 승강시키는 부품입니다. 리프트 테이블, 스테이지 승강, 다점 동기 리프팅에 널리 쓰입니다. 선정 시 하중만 보고 고르면 좌굴·발열·역구동 문제가 생깁니다. 검증 순서대로 정리합니다.

1. 하중과 사용 조건 정리

하중 — 1대당 부담 하중 (다점 리프팅이면 불균형 계수 1.2~1.3 적용)
스트로크와 승강 속도
하중 방향 — 압축(밀어 올림) / 인장(매달림). 압축이면 좌굴 검토 필수
가동률 — 시간당 몇 분 동작하는지 (발열 제한과 직결)

2. Euler 좌굴 검토 (압축 하중 시 필수)

허용 좌굴 하중 Pk = n × π² × E × I / L² (안전율 3~4 적용)

E: 종탄성계수, I: 스크류 단면 2차 모멘트
L: 유효 좌굴 길이 (스트로크 + 여유), n: 단말 지지 조건 계수

스트로크가 길수록 허용 하중이 급격히 감소합니다(L의 제곱 반비례). 같은 하중이라도 스트로크가 길면 한두 사이즈 위 모델이 필요합니다.

3. 구동 토크와 모터 출력 계산

구동 토크 T = (F × l) / (2π × η_total) (N·m)

F: 하중 (N), l: 스크류 리드 (m)
η_total: 종합 효율 = 나사 효율 × 웜기어 효율 (사다리꼴 나사 잭 통상 0.2~0.4)

모터 출력 P = T × 2π × N / 60 (W, N: 입력축 rpm)

주의: 스크류잭은 효율이 낮은 것이 정상입니다. 이 낮은 효율 덕분에 셀프락(자립)이 생겨 정지 시 하중이 흘러내리지 않습니다. 효율이 좋은 볼스크류 타입은 반드시 브레이크가 필요합니다.

4. 가동률(듀티) 확인

웜기어 손실이 열로 축적되므로 사다리꼴 나사 잭은 통상 가동률 20~30% 이하, 연속 동작 수 분 이내로 제한됩니다. 사이클이 짧고 빈번하면 볼스크류 타입 또는 큰 사이즈로 발열 여유를 확보하세요.

5. 방식 선택

항목	트래블링 타입	로터리 타입
구조	스크류가 상하 이동	스크류 회전, 너트가 이동
적용	일반 승강 (가장 보편적)	스크류 돌출 공간이 없을 때

6. 선정 예제

2톤 하중을 4대 동기 리프팅, 스트로크 500mm, 속도 100mm/min: 1대당 하중 = 2,000/4 × 1.25 = 625 kgf. 스트로크 500mm 기준 좌굴 여유가 있는 모델(예: ZIMM ZE-10 이상)에서 시작해, 리드·기어비 조합으로 필요 입력 회전수와 모터 출력을 계산합니다.

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자주 묻는 질문

Q. 여러 대를 한 모터로 연결할 수 있나요?

네. 커넥팅 샤프트와 베벨 기어박스로 2~8대를 기계적으로 동기 구동하는 것이 스크류잭의 대표 사용법입니다. 이때 모터 출력은 전체 잭의 소요 토크 합으로 계산합니다.