KR200162549Y1

KR200162549Y1 - Ball screw tension device

Info

Publication number: KR200162549Y1
Application number: KR2019970024848U
Authority: KR
Inventors: 송영호
Original assignee: 추호석; 대우중공업주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 1999-12-15
Also published as: KR19990011492U

Abstract

본 고안은 볼스크류 너트의 작동으로 발생되는 마찰열에 의해 신장되는 볼스크류 축의 초기텐션 세팅을 그 축과 동일하게 하도록 하는 볼스크류의 텐션장치에 관한 것으로서, 볼스크류 축이 서보모터와 축결합되고, 축방향으로의 수평유지와 지지를 위해 베드의 양측에 축의 회동자재를 위한 베어링이 설치된 볼스크류에 있어서, 상기 베드(18) 상에 베어링(15)의 위치결정을 위해 설치하는 위치고정구(20); 볼스크류 축(12)의 끝단에 나사결합되고, 조임력에 의해 베어링(15)의 내부구조체(15a,15b,15c,15e)를 가압하는 로크너트(21); 상기 로크너트(21)의 조임력에 의해 가압하는 베어링(15)의 내부구조체(15a,15b,15c,15d,15e)의 반작용으로 볼스크류 축(12)이 일정거리 신장될 수 있도록 공간부(22)가 형성된 베어링 하우징(23)을 포함하여 된 것이다.The present invention relates to a tension device for a ball screw to make the initial tension setting of the ball screw shaft extended by the frictional heat generated by the operation of the ball screw nut to the same shaft, the ball screw shaft is axially coupled to the servo motor, In a ball screw provided with bearings for rotating materials of the shaft on both sides of the bed for horizontal maintenance and support in the axial direction, a position fixing tool 20 for positioning the bearing 15 on the bed 18 ; A lock nut 21 which is screwed to the end of the ball screw shaft 12 and presses the internal structures 15a, 15b, 15c, and 15e of the bearing 15 by a tightening force; Space portion 22 so that the ball screw shaft 12 can be extended by a certain distance by the reaction of the internal structure (15a, 15b, 15c, 15d, 15e) of the bearing 15 is pressed by the tightening force of the lock nut 21 ) Is formed to include a bearing housing (23).

Description

Ball screw tension device

본 고안은 볼스크류의 텐션장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 볼스크류 너트의 작동으로 발생되는 마찰열에 의해 신장되는 볼스크류 축의 초기텐션 세팅을 그 축과 동일하게 하도록 하는 볼스크류의 텐션장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tension device for a ball screw, and more particularly to a tension device for a ball screw to make the initial tension setting of the ball screw shaft extended by the frictional heat generated by the operation of the ball screw nut to the same axis. will be.

일반적으로 공작기계 즉 CNC 선반이나 머시닝센터에는 공작물을 가공하기 위해 터릿을 X축, Y축 및 Z축으로 이송시키는 볼스크류가 구성되어 있다.In general, machine tools, such as CNC lathes or machining centers, consist of ball screws that feed the turret to the X, Y, and Z axes to machine the workpiece.

상기 볼스크류는 도 1a 에 도시된 바와같이 서보모터(10)의 구동축과 커플링(11)결합된 일정 길이방향의 볼스크류 축(12)이 상기 서보모터(10)의 구동축과 동일 축심을 갖도록 베드(18)상의 양측에 베어링(14)(15)지지되고, 상기 볼스크류 축(12) 상에는 터릿을 설치하기 위한 이송대(도시안됨)가 설치된 볼스크류 너트(13)가 나사결합되어 있는 구조로 되어 있다.As shown in FIG. 1A, the ball screw has a predetermined length in which the ball screw shaft 12 coupled to the drive shaft of the servo motor 10 has the same axis as the drive shaft of the servo motor 10. The bearings 14 and 15 are supported on both sides of the bed 18, and the ball screw nuts 13 are provided on the ball screw shaft 12 with a feed table (not shown) for installing a turret. It is.

상기 볼스크류 너트는 볼스크류 축상으로 구동되는 과정에서 상당한 열이 발생하게 된다. 그 열은 이미 베드에 세팅되어 있는 볼스크류 축에 길이방향으로 신장시키게 하는 요인으로 작용하며, 이러한 요인으로 터릿에 대한 볼스크류 너트의 위치결정이 부정확하게 되어 공작물의 가공에 신뢰성을 기대할 수 없게 된다.The ball screw nut generates considerable heat in the process of being driven on the ball screw shaft. The heat acts as a factor in extending the length of the ball screw axis already set in the bed, which causes incorrect positioning of the ball screw nut relative to the turret, which makes it impossible to expect reliability in the machining of the workpiece. .

이러한 문제점으로 상기 볼스크류 축을 작동전의 상태와 마찰열이 발생하는 작동중의 상태가 동일하게 하기 위해 강제로 그 축을 신장시키게 하는데 그 구조를 도 2에서 살펴보면 다음과 같다.Due to this problem, the ball screw shaft is forcibly elongated in order to have the same state as before the operation and during the operation in which the frictional heat is generated. The structure thereof is as follows.

도 1b 에서 베어링(15)은 복수개의 내륜(15a)과 외륜(15b) 및 이와 접촉하여 로울링되는 볼(15c)로 구성되며, 이 베어링(15)은 베어링 하우징(15d)에 의해 내재되되, 상기 내륜(15a)은 볼스크류 축(13)에, 외륜(15b)은 베어링 하우징(15d)에 압착되고, 이 내부구조체를 지지 또는 압착하기 위해 칼라(15e)와 로크너트(17)가 설치되어 있다.In FIG. 1B, the bearing 15 is composed of a plurality of inner rings 15a and outer rings 15b and balls 15c which are rolled in contact with the bearing 15, which is embedded by a bearing housing 15d. The inner ring 15a is squeezed to the ball screw shaft 13 and the outer ring 15b is squeezed to the bearing housing 15d, and the collar 15e and the lock nut 17 are installed to support or compress the inner structure. have.

한편, 상기 베어링 하우징(15d)의 앞단의 베드(18)에는 이 베어링 하우징(15d)과 밀착되는 돌출턱(18a)과 테이퍼가 형성된 텐션요홈(18b)이 형성되는데, 상기 텐션요홈(18b)에는 그 홈의 테이퍼와 동일한 각도로 경사부분이 형성된 텐션 키이(19)가 베어링 하우징(15d)과 밀착되게 끼워지며 상기 텐션키이(19)는 어느 정도 여유공간이 있도록 한 상태에서 베드(18)에 고정되어 있다.On the other hand, in the bed 18 at the front end of the bearing housing 15d, the projection jaw 18a and the tapered tension groove 18b formed in close contact with the bearing housing 15d are formed, and in the tension groove 18b. The tension key 19 formed with the inclined portion at the same angle as the taper of the groove is fitted in close contact with the bearing housing 15d, and the tension key 19 is fixed to the bed 18 in such a state that there is some clearance. It is.

이와같은 설치상태가 완료되기전에 먼저 선행되어야 하는 것이 발열에 따른 축변형현상에 대응하는 볼스크류 축의 억지신장이다. 이 과정은 도 1B와 도 1C에 도시된 바와같이 서보모터(10)와 근접된 베어링 하우징을 고정시키고 다른측의 베어링 하우징(15d)을 베드(18)에 고정하기 전에 상기 텐션키이(19)를 고정하는 볼트(19a)를 억지로 조이면 상기 텐션요홈(18b)의 테이퍼부분이 텐션키이(19)의 같은부분의 가압에 의해 변형이 일어나면서 베어링 하우징(15d)을 밀게 된다. 상기 텐션키이(19)에 의해 밀려난 베어링 하우징(15d)은 로크너트(17)에 지지되어 있기 때문에 볼스크류 축(12)을 신장시키게 되는 것이다. 텐션작업이 완료되면 베어링 하우징(15d)을 위치결정핀(16a)과 체결볼트(16b)로써 완전히 고정하므로서 모든 설치작업이 종료된다.Before such installation is completed, the first thing to be done is the expansion of the ball screw shaft corresponding to the axial deformation caused by heat generation. 1B and 1C, the tension key 19 is fixed before the bearing housing in close proximity to the servomotor 10 and the bearing housing 15d on the other side to the bed 18 are fixed. When the bolt 19a is forcibly tightened, the tapered portion of the tension groove 18b is pushed by the same portion of the tension key 19, thereby pushing the bearing housing 15d. Since the bearing housing 15d pushed by the tension key 19 is supported by the lock nut 17, the ball screw shaft 12 is extended. When the tension work is completed, all the installation work is completed by completely fixing the bearing housing 15d with the positioning pin 16a and the fastening bolt 16b.

그러나 이와같은 종래의 볼스크류 축 텐션작업에서 텐션키이의 위치가 상기 볼스크류 축의 중심과 일치하지 하지 않고, 볼스크류 축의 텐션을 위한 텐션키이의 가압이 두 군데에서 이루어지기 때문에 축방향으로의 완전한 텐션이 불가능하였을뿐 아니라 텐션에 의한 스크류 축이 얼마만큼 신장되었는지 알 수가 없기 때문에 정확한 볼스크류 너트의 위치결정이 상당히 힘들게 되는 문제점이 있었다.However, in this conventional ball screw shaft tensioning operation, the position of the tension key does not coincide with the center of the ball screw shaft, and the tension key for tensioning the ball screw shaft is pressurized in two places so that there is a complete tension in the axial direction. Not only was this impossible, but it was difficult to accurately position the ball screw nut because it was impossible to know how much the screw shaft was stretched due to tension.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 제반문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서 그 목적은 볼스크류 너트의 작동으로 발생되는 마찰열에 의해 신장되는 볼스크류 축의 초기텐션 세팅을 로크너트의 조임과 그 조임력에 의해 상기 볼스크류 축이 늘어날 수 있는 얼마간의 공간을 마련하므로서 신장이 축방향으로 이루어질 수 있도록 하는 볼스크류의 텐션장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the purpose of which is to set the initial tension setting of the ball screw shaft elongated by the frictional heat generated by the operation of the ball screw nut by tightening the lock nut and its tightening force. The present invention provides a tensioning device for a ball screw that allows the expansion of the ball screw shaft in an axial direction while providing some space in which the ball screw shaft can be extended.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 고안은, 볼스크류 축이 서보모터와 축결합되고, 축방향으로의 수평유지와 지지를 위해 베드의 양측에 축의 회동자재를 위한 베어링이 설치된 볼스크류에 있어서,The present invention devised to achieve the above object is, in the ball screw shaft is coupled to the servo motor shaft, the ball screw is installed on both sides of the bed for the rotating material of the shaft for horizontal maintenance and support in the axial direction,

상기 베드 상에 베어링의 위치결정을 위해 설치하는 위치결정핀; 볼스크류 축의 끝단에 나사결합되고, 조임력에 의해 베어링의 내부구조체를 가압하는 로크너트; 상기 로크너트의 조임력에 의해 가압하는 베어링의 내부구조체의 반작용으로 볼스크류 축이 일정거리 신장될 수 있도록 공간부가 형성된 베어링 하우징을 포함하여 된 특징을 갖는다.A positioning pin installed to position the bearing on the bed; A lock nut screwed to the end of the ball screw shaft and pressurizing the internal structure of the bearing by a tightening force; It is characterized in that it comprises a bearing housing formed with a space so that the ball screw shaft can be extended by a predetermined distance in response to the internal structure of the bearing pressed by the tightening force of the lock nut.

도 1a 은 종래의 볼스크류의 텐션장치를 도시한 측단면도.Figure 1a is a side cross-sectional view showing a tension device of a conventional ball screw.

도 1b 는 도 1에서 " A " 부분 확대도.1B is an enlarged view of a portion “A” in FIG. 1.

도 1c 는 도 1b 의 설치 평면도.1C is an installation plan view of FIG. 1B.

도 2 은 본 고안에 따른 볼스크류의 텐션장치를 도시한 부분 확대 측단면도.Figure 2 is a partially enlarged side cross-sectional view showing a tension device of the ball screw according to the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

15: 베어링, 15a: 내륜,15: bearing, 15a: inner ring,

15b: 외륜, 15c: 볼,15b: paddle, 15c: ball,

15d: 베어링 하우징, 15e: 칼라,15d: bearing housing, 15e: collar,

20: 위치고정구, 21: 로크너트,20: position lock, 21: locknut,

22: 공간부, 23: 베어링 하우징,22: space part, 23: bearing housing,

이하, 본 고안을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 은 본 고안에 따른 볼스크류의 텐션장치를 도시한 부분 확대 측단면도이다.Figure 2 is a partially enlarged side cross-sectional view showing a tension device of the ball screw according to the present invention.

볼스크류 축(12)이 서보모터(10)와 축결합되고, 축방향으로의 수평유지와 지지를 위해 베드(18)의 양측에 축의 회동자재를 위한 베어링(14)(15)이 설치된 볼스크류에 있어서, 본 고안의 구성은, 먼저 일정 로딩거리를 갖고 볼스크류 축(12)을 지지하는 각 베어링 하우징(15d)의 내향측단에 면접하도록 위치고정구(20)를 베드(18)에 끼움구성한다. 또한, 상기 볼스크류 축(12)의 끝단에 나사결합되고, 조임력에 의해 베어링(15)의 내부구조체, 즉 내,외륜(15a)(15b), 볼(15c), 칼라(15e)를 가압하는 로크너트(21)가 구비되어 있는데, 상기 로크너트(21)의 이외의 역할은 후술하기로 한다.The ball screw shaft 12 is axially coupled with the servomotor 10, and the ball screws provided with bearings 14 and 15 for rotating materials of the shaft on both sides of the bed 18 for horizontal maintenance and support in the axial direction. In the configuration of the present invention, first, the position fixing tool 20 is fitted to the bed 18 so as to interview the inward side end of each bearing housing 15d supporting the ball screw shaft 12 with a constant loading distance. . In addition, the ball screw shaft 12 is screwed to the end, and the tightening force to press the internal structure of the bearing 15, that is, the inner, outer ring 15a (15b), the ball (15c), the collar (15e) Although the lock nut 21 is provided, roles other than the lock nut 21 will be described later.

한편, 상기 베어링 하우징(15d)의 내부구조체의 구성은 종래와 거의 동일하며 종래와 대별되는 구성은 로크너트(21)의 반대측 칼라(15e)쪽에 일정거리의 공간부(22)가 형성된다. 그 공간부(22)는 로크너트(21)의 강압적인 조임력에 의해 볼스크류 축(12)이 억지로 신장되기 위해 형성된 여유공간인 셈이다.On the other hand, the structure of the internal structure of the bearing housing (15d) is almost the same as in the prior art, the configuration is largely different from the conventional space portion 22 is formed on the collar 15e side of the lock nut 21 on the opposite side. The space portion 22 is a free space formed so that the ball screw shaft 12 is forcibly extended by the coercive tightening force of the lock nut 21.

또한, 상기 로크너트(21)의 조임력에 의해 볼스크류 축(12)의 끝단이 베어링 하우징(15d)의 공간부(22)만큼 돌출되면 별도의 측정장비에 의해 그 축(12)의 신장거리를 쉽게 파악할 수 있게 된다. 그리고 로크너트(21)에 의한 조임력은 상기 볼스크류 축(12)에 축방향으로 균일한 힘으로 작용하기 때문에 축의 신장에 따른 신뢰가 깊어진다.In addition, when the end of the ball screw shaft 12 protrudes as much as the space portion 22 of the bearing housing 15d by the tightening force of the lock nut 21, the extension distance of the shaft 12 is determined by a separate measuring device. It's easy to see. Further, since the tightening force by the lock nut 21 acts as a uniform force in the axial direction on the ball screw shaft 12, the reliability of the shaft becomes deeper.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the subject innovation configured as described above are as follows.

먼저 볼스크류 축(12)을 지지하는 베어링이 설치될 베드(18)의 양측에 상기 베어링 하우징(15d)이 외향되게 면접되도록 위치고정구(20)를 끼우고난 후 각 베어링 즉 베어링 하우징(15d)을 볼팅하여 고정한다.First, after inserting the position fixing tool 20 so that the bearing housing 15d is outwardly interviewed on both sides of the bed 18 on which the bearings for supporting the ball screw shaft 12 are to be installed, each bearing, that is, the bearing housing 15d, is mounted. Fix by bolting.

설치작업이 완료가 되면 볼스크류 축(12)에 텐션을 위한 신장공정이 이루어진데 그 공정에서 먼저 베어링 하우징(15d)에 내설된 내부구조체(15a,15b,15c,15e)를 지지하는 로크너트(21)를 강제로 조이게 된다.When the installation is completed, the extension process for tensioning is performed on the ball screw shaft 12, in which the lock nut (1), which supports the internal structures (15a, 15b, 15c, 15e) built in the bearing housing (15d) first ( 21) is forcibly tightened.

그 억지 조임력은 볼스크류 축(12) 뿐 아니라 내부구조체의 칼라(15e), 내륜(15a) 볼(15c), 외륜(15b), 칼라(15e)로 전달되며, 최후의 칼라(15e)는 베어링 하우징(15d)에 지지되어 상기 볼스크류 축(12)이 공간부(22)의 길이만큼 신장된다.The clamping force is transmitted not only to the ball screw shaft 12 but also to the collar 15e, the inner ring 15a, the ball 15c, the outer ring 15b, and the collar 15e of the internal structure, and the last collar 15e is a bearing. The ball screw shaft 12 is extended by the length of the space part 22 by being supported by the housing 15d.

이상에서와 같은 본 고안에 따르면, 베어링 하우징에 형성되는 여유공간과 로크너트의 조임력에 의해 볼스크류 축이 억지로 축방향으로 균일하게 신장되기 때문에 볼스크류의 신뢰도가 배가되고, 또한 볼스크류 축의 신장거리가 별도의 측정장비에 의해 판독되므로 볼스크류의 정확성이 실현되며, 볼스크류 축에 대한 직접적인 가압방식이기 때문에 베드를 가압하여 동일한 효과를 보는 종래의 방식과 비교하면 가압에 따른 베드의 손상이 방지되는 매우 유용하고도 필수적인 고안인 것이다.According to the present invention as described above, since the ball screw shaft is forcibly uniformly extended in the axial direction by the free space formed in the bearing housing and the tightening force of the lock nut, the reliability of the ball screw is doubled, and the extension distance of the ball screw shaft is also increased. Is read by a separate measuring device, which realizes the accuracy of the ball screw, and because it is a direct pressurization method on the ball screw shaft, the damage of the bed due to the pressurization is prevented compared to the conventional method of pressurizing the bed to obtain the same effect. It is a very useful and necessary design.

Claims

In the ball screw, the ball screw shaft is axially coupled to the servomotor, and bearings for rotating materials of the shaft are installed on both sides of the bed for horizontal maintenance and support in the axial direction.

A positioning fixture installed for positioning the bearing on the bed;

A lock nut screwed to the end of the ball screw shaft and pressurizing the internal structure of the bearing by a tightening force;

And a bearing housing in which a space is formed so that the ball screw shaft can be extended by a predetermined distance in response to the internal structure of the bearing pressed by the tightening force of the lock nut.