WC/WCS 시리즈 리니어 샤프트

스무스 축이란 표면이 정밀 가공(일반적으로 연마)을 거친 금속의 직선 축을 의미하며, 원통형 모양을 가지며 높은 치수 정확도, 높은 직진성 및 낮은 표면 거칠기를 특징으로 한다. 이는 자체적으로 기본 구성 요소이며, 선형 베어링(예: 리니어 볼 베어링 및 리니어 니들 롤러 베어링) 또는 슬라이딩 부싱과 함께 사용하여 선형 운동 시스템을 구성해야 한다.

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소개

I. 핵심 포지셔닝 및 정의

포지셔닝: 고품질 정밀도, 표준화된 원통형 리니어 모션 가이드 레일 부품. 이는 미끄럼 마찰 또는 단순한 롤링 마찰 리니어 가이드 시스템의 핵심 구성 요소입니다.

주요 특징: " 부드럽다 "다음과 같이 주로 나타납니다:

평활한 표면: 정밀 연마 및 광택 처리 후 표면 거칠기는 낮습니다(일반적으로 Ra0.8 이하).
순수한 형태: 일반적으로 나사, 키웨이 또는 단차가 없는 동일한 직경의 실린더 형상임 (설치를 위해 한쪽 또는 양쪽 끝에 나사 구멍이 있을 수 있으나, 가이드 부분은 매끄럽게 유지됨)
고정밀도: 엄격한 직경 공차, 원통도 공차 및 매우 높은 직진도 특징 .

II. 핵심 구조 및 유형

재질 및 열처리 방식에 따른 분류:

일반 탄소강 무광축: 예: 45# 강, 표면 고주파 담금 처리. 경제적이며 적절한 경도(HRC50-55)와 평균적인 내마모성을 가지며, 경하중용으로 적합함
베어링 강 재질의 스무스 샤프트: 예를 들어 GCr15(SUJ2)는 전체적으로 담금질 처리되어 있습니다. 가장 일반적으로 사용되며, 높은 경도(HRC58-62), 우수한 내마모성 및 뛰어난 중심 인성을 갖추고 있습니다.
스테인리스강 스무스 샤프트: 예를 들어 SUS440C는 담금질 처리된 제품으로, 녹 방지와 부식 저항성이 뛰어나 식품, 의료 및 청정 환경에서 사용됩니다.
크롬 도금 스무스 샤프트: 탄소강 또는 베어링 강 기판 위에 경질 크롬을 도금한 제품으로, 표면 경도가 더 높고 부식 및 마모에 강하며 광택 있는 외관을 가집니다.

정밀도 등급별 분류:

표준 등급: 일반 자동화 설비에 사용됨.
정밀도 등급: 더 높은 직진도를 가지며 정밀 측정기기에 사용됨.
고정밀 등급: 고성능 측정 장비 및 광학 장비에 사용됨.

구조별 분류:

단일 광학 축: 가장 일반적임.
중공 슬리브 샤프트: 무게를 줄일 수 있으며 와이어 배선이나 냉각제 통과용으로 사용 가능함.

III. 핵심 특징 및 장점

매우 뛰어난 비용 대비 성능

볼/롤러 리니어 가이드와 비교했을 때, 부드러운 샤프트 및 선형 베어링 은 가장 낮은 비용의 선형 가이드 솔루션으로, 비용에 민감하고 하중 및 정밀도 요구 사항이 극단적이지 않은 응용 분야에 매우 적합합니다.

유연한 설계와 비교적 간단한 설치

광학 샤프트 자체는 간단한 구조를 가지고 있어 샤프트 지지대(플랜지 형 또는 정사각형 형) 을 통해 프레임에 쉽게 고정할 수 있습니다. 배치가 유연하며 단일축, 이중축 또는 다중축 구성 지지 구조물.

시스템은 열기 까지 가능하고 조립 및 유지보수가 용이합니다.

기본적인 운동 성능을 갖추고 있음

선형 베어링과 함께 사용하면 부드러운 선형 이동이 가능합니다. 마찰 저항은 볼 가이드보다는 높지만 일반적인 슬라이딩 마찰보다 훨씬 낮습니다.

일정한 방사상 하중을 견딜 수 있습니다.

우수한 내식성과 외관 (크롬 도금된 스무스 샤프트를 특별히 지칭함):

경질 크롬 층은 미적으로 우수할 뿐만 아니라 녹이 슬지 않아 외관에 높은 요구 사양을 가진 장비에 적합합니다.

표준화 및 공급 용이성

표준 지름 계열(예: φ6, φ8, φ10, φ12, φ16, φ20, φ25...)이 있으며 길이는 맞춤 제작이 가능하고 시장에서의 공급이 풍부합니다.

IV. 볼/롤러 리니어 가이드 코어(MGN/HGH 등)와의 비교

특징	리니어 샤프트 + 부싱 시스템	볼/롤러 리니어 가이드 (예: MGN/HGH)
가이드 원리	샤프트는 회전하거나 고정된 상태를 유지하는 반면, 부싱은 샤프트를 따라 미끄러지거나 굴림 운동을 한다. 일반적으로 열기 강력한 구조.	캐리지 블록이 정밀 레일을 따라 굴러간다. 이것은 닫힘 또는 준폐쇄형 강력한 구조.
마찰 유형	미끄럼 마찰 또는 저정밀 점 접촉 굴림 마찰이다.	고정밀 굴림 마찰 (볼 또는 롤러).
강성	낮음. 한 개의 캐노피 지지부로서 작용하며 매우 약한 전도 및 횡방향 모멘트에 대한 저항성.	매우 높습니다. 4점 접촉 구조로 설계되어 매우 강함 전도 및 횡방향 모멘트에 대한 저항성.
정확도	상대적으로 낮음. 샤프트의 직진도, 부싱 여유 및 설치로 인한 누적 오차의 영향을 받음.	매우 높습니다. 공장에서 보장된 높은 정밀 등급(평행도, 직진도)으로 설치 후에도 안정적인 정확도 제공.
하중 용량	경우에 따라 방사형 하중에는 적합하지만 거의 전도 모멘트를 견딜 수 없음 .	모든 네 방향에서 높은 하중 지지 능력, 전도 모멘트에 견디도록 특별히 설계됨 .
작동 속도	낮음에서 중간 수준. 고속에서 진동과 열 발생이 쉬움.	적합함 고속 및 고가속 운동
설치 요구 사항	겉보기에는 단순하지만, 높은 정밀도(예: 이중축 평행도)를 달성하는 것은 매우 어렵고 장착면 가공 및 조정에 높은 기준을 요구함.	정밀 장착 기준면을 특징으로 하며, 나사 조임만으로도 정밀도가 보장되며 좋은 설치 반복성을 제공함 .
밀봉 및 수명	개방 구조로 오염되기 쉬우며, 자주 청소하고 윤활유를 보충해야 하므로 비교적 수명이 짧음.	통합된 다중 씰 구조로 먼지와 물에 대한 저항성을 제공하며 윤활을 잘 유지하고 긴 수명을 보장합니다.
비용	매우 낮음 (부품 자체의 경우).	높은
주요 단점	강성이 낮고 정밀도가 떨어지며 모멘트에 대한 허용 범위가 작습니다.	높은 비용
적용 철학	“기본적인 가이드용으로는 충분함.” 측면 하중이 크지 않고 경하중, 저비용, 비정밀 애플리케이션에 적합합니다.	정밀하고 신뢰성 있는 가이드 및 하중 지지 기능. 높은 하중, 높은 정밀도, 고속 및 고강성이 요구되는 애플리케이션에 적합합니다.

V. 일반적인 적용 분야

광학축 시스템은 극도의 비용 이점 덕분에 여전히 다음과 같은 분야에서 널리 사용되고 있습니다:

경량 비정밀 자동화: 공급 메커니즘, 정지-정지 메커니즘, 단순 리프팅 메커니즘.
사무용 및 가정용 장비: 프린터, 스캐너 및 복사기의 스캔 헤드가 이동합니다.
경공업 포장 장비: 라벨링 기계 및 포장 기계용 보조 가이드 샤프트.
3D 프린터(저가형 FDM 모델): X/Y/Z 축 가이던스.
문, 창문 및 가구의 슬라이딩 부품.
"구동축"보다는 "가이드 샤프트"로 사용됨: 예를 들어, 볼스크류와 함께 사용할 경우 스크류는 구동 및 하중 지지 기능을 담당하고, 스무스 샤프트는 작업대의 회전 방지(회전방지 막대)만을 담당한다.

VI. 선택 및 사용 시 주요 포인트

제한 사항 인식: 우선적으로 명확히 해야 할 것은 해당 적용 분야에 강성, 정밀도 및 토크에 대한 요구사항이 있는지 여부이다 . 만약 그렇다면, 선형 가이드를 직접 고려해야 한다.
직경 및 길이 선택: 직경은 강성을 결정하는 주요 요소이다. 길이가 길수록 자체 무게로 인한 처짐을 방지하기 위해 더 큰 직경이 필요하다. 종횡비(L/D)는 일반적으로 경험적 제한이 있다.
지지 간격(중요): 두 지지점 사이의 거리(스팬)는 휨 변형을 최소화하기 위해 가능한 한 짧아야 한다. 장 stroke의 경우, 멀티 서포트 구조를 채택해야 합니다.
페어링 베어링 선택: 선형 볼 베어링(저비용, 고속), 선형 니들 롤러 베어링(고하중 용량, 저속) 또는 무급유 부싱(최저 비용, 윤활 필요).
설치 평행도: 여러 광학 축을 사용할 때 절대적인 평행도를 확보하는 것은 극도로 어렵지만 매우 중요합니다 ; 그렇지 않으면 정체가 발생하고 마모가 급격히 증가하게 됩니다. 조정에는 전문 도구가 필요합니다.
윤활이 필요합니다: 선형 볼 베어링을 사용할 경우에도 마모를 줄이고 녹을 방지하기 위해 정기적인 윤활이 필요합니다(스테인리스강 및 크롬 도금 제품 제외).

광학 축은 리니어 모션 분야에서 가장 기본적이고 경제적이지만, 성능 면에서 가장 제약을 받는 구성 요소입니다. 그 본질은 "정밀한 막대" 이며, 핵심 장점은 단지 낮은 비용과 간단한 구조 에 있습니다. 현대의 정밀 기계 설계에서는 보다 종합적인 성능 우위를 가진 볼 롤링 리니어 가이드에 의해 점차 대체되고 있습니다. 그러나 무게가 극도로 가볍고, 정밀도 요구 사양이 낮으며, 공간이 충분하고, 비용 압박이 매우 큰 상황 에서는 여전히 광학 축 시스템이 간과할 수 없는 실현 가능한 선택지로 남아 있습니다. 광학 축을 선택한다는 것은 설계자가 명확하면서 때때로 어려운 타협을 해야 한다는 것을 의미합니다. 비용과 성능 .