BF 시리즈 볼스크류 엔드 지지대

I. 핵심 위치 결정 및 명명 체계

위치 설정: 볼스크류 지지측(플로팅 엔드) 표준 서포트 베어링 하우징 어셈블리입니다. 축 방향 열 응력을 완화해야 하는 나사 끝단에 사용됩니다.

명명 체계 해설:

• B: 베어링 하우징(Bearing Housing)을 의미합니다.
• F: "프리(Free)" 또는 "플로트(Float)"를 의미합니다. 이는 스크류 샤프트가 축 방향으로 미세하게 자유롭게 팽창 및 수축할 수 있도록 하는 기능적 핵심입니다.

핵심 기능:

• 주로 방위 하중을 견딥니다: 스크류 샤프트의 무게를 지지하고, 잠재적인 방위 방향 힘에 저항하며, 스크류 회전 시 동심도를 보장합니다.
• 축 방향 자유 플로트를 허용합니다: 내부 베어링 설계로 인해 스크류 샤프트가 축 방향으로 미끄러질 수 있어 온도 상승으로 인한 열 팽창을 흡수하며, 열 응력으로 인한 스크류의 휨, 끼임 또는 정밀도 손실을 방지합니다.
• 방위 방향 위치 결정을 제공합니다: 스크류 샤프트의 회전 중심 위치를 유지합니다.

II. 핵심 구조 및 구성 요소

표준 BF 서포트 유닛은 고도로 통합된 모듈로, 일반적으로 다음으로 구성됩니다:

베어링 하우징: BK 유닛과 유사하게 정밀 가공된 마운팅 플랜지와 피로트를 갖추고 있습니다.

경우형 베어링:

• 가장 일반적인 형태: 디ープ 그루브 볼 베어링. 이 베어링은 축방향 간극(클리어런스)을 어느 정도 제공하면서도 원주 방향 하중을 효과적으로 견딥니다.
• 기타 형태: 일부 모델은 브론즈 슬리브 또는 케이지가 있는 니들 롤러 베어링을 사용할 수 있지만, 딥 그루브 볼 베어링이 낮은 마찰과 고속 작동 능력 덕분에 가장 널리 사용됩니다.

봉인 시스템:
외부 오염물질의 유입과 내부 그리스의 누출을 효과적으로 방지하기 위해 내부 및 외부 씰을 갖추고 있습니다.

그라이즈 나이플: 주기적인 윤활 보충을 위해 사용됩니다.

축방향 제한 구조(주요 설계):

• BK 유닛이 나사 샤프트를 '고정'하는 것과 달리, BF 베어링의 내륜과 나사 샤프트 사이의 맞춤은 일반적으로 여유 또는 약간의 삽입 맞춤입니다.
• 베어링 외륜은 쉘에 장착되며, 한쪽 끝은 축방향으로 위치 고정되고 다른 쪽 끝에는 축방향 여유가 남아 있습니다. 이를 통해 베어링 전체가 쉘 내에서 약간의 축방향 이동 공간을 가지게 되어 나사 샤프트가 플로트될 수 있도록 합니다.

III. 핵심 특징 및 장점

• 열 응력을 해소하는 핵심: 이것은 BF 유닛이 존재하는 주된 이유입니다. 볼스크류는 고속 또는 연속 작동 중 마찰 열을 발생시키며, 이로 인해 스크류 샤프트가 열적으로 팽창합니다. 양단이 고정형(BK 듀얼)일 경우, 스크류는 마치 '들려진' 강철 레일처럼 처지거나 좌굴 현상이 발생하여 정밀도 손실, 비정상적인 마모 또는 심지어 고착 현상이 발생할 수 있습니다. BF 엔드는 축 방향 플로트를 허용함으로써 이러한 문제를 효과적으로 해결합니다.
• 시스템 운용 안전성과 정확도 보장: 열 응력을 제거함으로써 BF 유닛은 전체 작동 온도 범위에서 스크류가 항상 직선 상태를 유지하게 하여 장기적인 전달 정밀도를 유지하고 치명적인 고장을 방지합니다.
• 표준화 및 사용 용이성: BK와 마찬가지로 BF는 설치 즉시 사용 가능한 표준화된 솔루션을 제공하므로 사용자가 자체 플로팅 메커니즘을 설계할 필요가 없으며, 성능과 신뢰성을 보장합니다.
• 우수한 방사형 지지력: 축 방향 플로트를 허용하더라도, 그 라디얼 지지 강성과 정밀도는 여전히 높아서 스크류의 라디얼 진동(휘핑)을 효과적으로 억제합니다.
• 쉬운 유지 관리: 통합된 밀봉 및 윤활 설계로 정비 주기를 연장하고 절차를 간소화합니다.

IV. BK 고정단과의 시스템 조정 (골든 룰 재강조)

이는 필수적인 페어링 관계입니다:

구동측 / 기준측: BK (고정단).

• 기능: 양방향 축 방향 하중을 모두 견디며, 축 방향 위치 결정 기준을 제공합니다.
• 스크류 연결: 일반적으로 커플링을 통해 서보/스테퍼 모터에 직접 연결됩니다.

비구동측 / 종속측: BF (플로팅 엔드).

• 기능: 축 방향의 열팽창 플로트를 허용하면서 동시에 직경 방향 지지 기능을 제공함.
• 스크류 연결: 이쪽 끝은 자유롭거나 인코더와 같은 경량 피드백 장치에만 연결됨.

설계 철학의 기본 법칙: 연속 회전하는 볼스크류는 반드시 그리고 오직 [한쪽 끝 고정(BK), 다른 쪽 끝 플로트(BF)] 방식의 지지 구조를 채택해야 하며, 이는 정밀 기계 설계에서의 근본 원리이다.

V. 일반적인 적용 분야

BF 지지 유닛의 적용 사례는 BK 유닛과 동일하며, BK가 사용되는 모든 위치에는 반드시 BF도 함께 사용된다. 정밀 볼스크류를 사용하는 모든 장비에 존재한다:

• 모든 종류의 CNC 공작기계.
• 산업용 로봇 및 리니어 모듈.
• 반도체 제조 및 검사 장비.
• 정밀 자동화 생산 라인.
• 의료기기 및 과학 계측 장비.

VI. 선택 및 사용 가이드라인

• 페어링 선택: BF 유닛은 동일한 시리즈 및 동일한 샤프트 지름 사양을 가진 BK 유닛과 쌍으로 선택되어야 합니다(예: BK12는 BF12와 페어링).
• 설치 위치: 모터에서 가장 먼 나사 끝에 설치해야 합니다. 나사가 중앙 구동 방식인 경우(드문 경우) 양쪽 끝 모두 BF 플로팅 엔드여야 하지만, 이러한 경우는 특수 설계가 필요합니다.
• 축 방향 제약 회피: 설치 시 BF 유닛 끝단의 나사 샤프트에 추가적인 축 방향 제약이 없도록 해야 합니다. 예를 들어, 이 끝단에 인코더가 연결되는 경우, 유연한 커플링을 사용하여 연결해야 하며, 그 브래킷이 나사 샤프트의 축 방향 플로트를 제한해서는 안 됩니다.
• 정확한 설치: BK 설치와 유사하게, BF 장착면의 평탄도와 BK 장착면과의 평행도를 확보하여 나사 축 정렬이 올바르게 되도록 해야 합니다.
• 유지보수: 정기적으로 그리스 주입구를 통해 그리스를 보충하고, 실링 상태를 점검하십시오.

BK 고정단이 시스템의 '앵커'이자 '기반'이라면, BF 플로팅단은 시스템의 '쇼크 업소버'이자 '안전 밸브' 역할을 한다. BF 단위의 설계는 정밀 기계에서 열 관리라는 핵심 과제를 교묘하고 수동적인 방식으로 해결한다. 이는 '부드러움으로 강함을 극복한다'는 공학적 지혜를 구현하며, 제한되고 통제된 자유도를 활용해 전체 시스템의 더 큰 강성과 정확도, 신뢰성을 보장한다. 볼스크류 전달 시스템이 장기간에 걸쳐 안정적이고 정밀하게 작동하도록 하기 위해서는 BF 서포트를 올바르게 선정하고 사용하는 것이 또 하나의 중요한 보호 조치이다.