KR200185563Y1 - Pretention maintenance device for ball screw unit - Google Patents

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KR200185563Y1
KR200185563Y1 KR2019990030225U KR19990030225U KR200185563Y1 KR 200185563 Y1 KR200185563 Y1 KR 200185563Y1 KR 2019990030225 U KR2019990030225 U KR 2019990030225U KR 19990030225 U KR19990030225 U KR 19990030225U KR 200185563 Y1 KR200185563 Y1 KR 200185563Y1
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Abstract

본 고안은 하나의 로크너트만을 사용하여 볼스크류에 프리텐션을 가하는 종래의 방식과는 달리 볼스크류 지지베어링의 양단에 각각 하나의 로크너트를 설치하여 볼스크류의 프리텐션과 함께 볼스크류 지지베어링의 예압량을 적절하게 가할 수 있도록 하여 베어링의 지지력을 보강하도록 하고, 두 개의 로크너트를 적절하게 조정하여 볼스크류축에 가해지는 프리텐션 및 베어링의 예압을 조정·유지시키도록 함으로써, 장기적인 기계의 정도를 보증할 수 있도록 하는 볼스크류의 프리텐션 유지장치에 관한 것이다. 이에 따른 본 고안은, 볼스크류 축(10)의 고속회전을 지지하는 베어링(11)과, 베어링(11)의 위치를 고정하는 베어링 하우징(12), 볼스크류 축(10)에 축결합되고 일측면이 베어링(11)의 내륜(11a)에 면접하는 외측칼라(13), 외측칼라(13)의 타측면에 면접되도록 볼스크류 축(10)에 나사결합되고 조임력에 의한 반력으로 볼스크류 축(10) 및 베어링(11)에 프리텐션을 가하는 로크너트(14) 등으로 구성된 볼스크류 시스템에 있어서, 상기 외측칼라(16)와 대향되는 볼스크류 축(10)에 축결합되고, 베어링(11)의 내륜(11a)에 면접하는 내측칼라(16)와; 상기 내측칼라(16)의 타측면에 면접되도록 볼스크류 축(10)에 나사결합되고, 로크너트(14)의 조임력에 의해 프리텐션량의 결정후 그 로크너트(14)와 반대되는 방향으로 죄어 그 양을 유지하는 유지결정 로크너트(17);를 포함하여 된 구성을 갖는다.Unlike the conventional method of applying pretension to the ball screw using only one lock nut, the present invention installs one lock nut at each end of the ball screw support bearing to provide a ball screw support bearing together with the pretension of the ball screw. Proper amount of preload can be applied to reinforce the bearing capacity, and the two lock nuts are properly adjusted to adjust and maintain the pretension applied to the ball screw shaft and the preload of the bearing. It relates to a pre-tension holding device of the ball screw to ensure the. According to the present invention, the bearing 11 supporting the high speed rotation of the ball screw shaft 10, the bearing housing 12 fixing the position of the bearing 11, and the ball screw shaft 10 are axially coupled to one another. The side screw is screwed to the ball screw shaft 10 so as to be interviewed with the outer collar 13 and the other side of the outer collar 13 and the inner collar 11a of the bearing 11, and the ball screw shaft ( 10) and a ball screw system composed of a lock nut 14 or the like that pre-tensions the bearing 11, wherein the bearing 11 is axially coupled to the ball screw shaft 10 opposite to the outer collar 16; An inner collar 16 interviewing the inner ring 11a of the inner collar; Screwed to the ball screw shaft 10 so as to be interviewed on the other side of the inner collar 16, and tightened in a direction opposite to the lock nut 14 after the pretension amount is determined by the tightening force of the lock nut 14. And a holding crystal lock nut 17 for holding the amount thereof.

Description

볼스크류의 프리텐션 유지장치{pretention maintenance device for ball screw unit}Pretension maintenance device for ball screw unit

본 고안은 볼스크류의 프리텐션 유지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수치제어 선반 이송시스템의 중추부품인 볼스크류의 열변형량 보정을 위한 초기 프리텐션량을 큰 변동없이 그대로 유지될 수 있도록 하는 볼스크류 프리텐션 유지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ball screw pretension holding device, and more particularly, a ball for maintaining the initial pretension amount for the thermal deformation correction of the ball screw, which is the pivotal part of the numerically controlled lathe transfer system, without large fluctuations. A screw pretension retainer.

수치제어 선반에서 이송시스템의 90%이상을 차지하고 있는 볼스크류 이송시스템은 가장 일반적으로 선반의 이송계를 구성하는 핵심적인 부품계이다.The ball screw transfer system, which accounts for more than 90% of the transfer system in numerically controlled lathes, is the most important component of the lathe's transfer system.

그 이유는 볼스크류 자체적인 절대오차가 엄격하게 관리되어 생산되고 있기 때문에 볼스크류와 상대유닛(새들(saddle)과 캐리지(carriage)시스템)과의 조립정도의 상대오차를 근거로 최대한의 이송정밀도를 얻을 수 있는 장치이기 때문이다.The reason for this is that the ball screw's own absolute error is strictly controlled and produced, so that the maximum feeding accuracy is based on the relative error of the assembly of the ball screw and the counterpart unit (saddle and carriage system). This is because the device can be obtained.

따라서 선반의 초기 조립시 이송계의 조립정밀도가 완전품으로 오랜동안 사용되더라도 지속적으로 유지될 수 있다면 제품자체의 신뢰성에 가장 큰 장점이 아닐 수 없다.Therefore, if the assembly precision of the feed system during the initial assembly of the shelf can be maintained even if used for a long time as a complete product is the greatest advantage in the reliability of the product itself.

종래의 볼스크류 시스템의 지지부는 도 1 에 도시된 바와 같이 볼스크류 축(10)의 고속회전을 지지하는 베어링(11)이 그 베어링(11)을 감싸는 베어링 하우징(12)에 의해 위치고정되어 있고, 상기 볼스크류 축(10)의 일단에는 베어링(11)의 내륜(11a)과 볼스크류 축(10)을 동시에 예압을 가하도록 외측칼라(13)와 이를 가압하는 로크너트(14)가 축결합되어 있다. 한편, 로크너트(14)측의 베어링 하우징(12) 일측부에는 베어링(11)의 외륜(11b)을 측방향으로 고정하는 베어링 캡(15)이 나사결합되어 있다.As shown in FIG. 1, the support of the conventional ball screw system has a bearing 11 for supporting a high speed rotation of the ball screw shaft 10 and is fixed by a bearing housing 12 surrounding the bearing 11. At one end of the ball screw shaft 10, the outer collar 13 and the lock nut 14 for pressurizing the inner collar 11 a and the ball screw shaft 10 of the bearing 11 simultaneously apply a preload. It is. On the other hand, a bearing cap 15 for screwing the outer ring 11b of the bearing 11 in the lateral direction is screwed to one side of the bearing housing 12 on the lock nut 14 side.

일반적으로 수치제어 선반을 포함하는 공작기계의 이송시스템은 수백 킬로그램에 달하는 이송체(캐리지 + 새들 + 툴 포스트 등)를 정해진 볼스크류 범위내에서, 지속적으로 직선 반복운동을 시킨다. 특히 근래에 들어서는 자동가공라인의 구성과 대량부품생산 시스템의 요구에 따라서 공작기계의 작업시간은 거의 24시간이며, 사이클 타임의 손실을 줄이기 위한 노력으로 이송계의 이송속도는 엄청나게 빨라지고 있다.(현재 개발된 이송시스템의 최고 이송속도는 60mpm, 이송체의 무게는 200kgf) 따라서, 이송계의 볼스크류축 부하능은 엄청나게 증가된다는 것은 당연한 일일 것이다.In general, a machine tool transfer system including a numerically controlled lathe performs continuous linear repetitive movement of several hundred kilograms of conveying material (carriage + saddle + tool post, etc.) within a defined ball screw range. In particular, the working time of the machine tool is almost 24 hours depending on the configuration of the automatic processing line and the requirements of the mass production system, and the feed rate of the feed system has been dramatically increased in an effort to reduce the loss of cycle time. The maximum feed rate of the developed feed system is 60mpm and the weight of the feed body is 200kgf). Therefore, it is only natural that the ball screw shaft load capacity of the feed system is greatly increased.

이러한 부하능의 예방차원의 하나로서, 구동중 발생되는 볼스크류의 열변형률을 보상하기 위해 예압(pretention)을 주는 것이 조립기준처럼 되어 있다.As a preventive measure of such load capacity, pre-presence is provided as an assembly criterion to compensate for the thermal strain of the ball screw generated during driving.

제 1 도에 도시된 바와 같이 종래의 볼스크류 예압장치는, 볼스크류 조립시 볼스크류의 열팽창 특성에 따라서, 열변형량을 보정하기 위해 볼스크류축 끝단의 한 개의 로크너트(14)를 사용하여 초기 프리텐션량을 가한다.As shown in FIG. 1, the conventional ball screw preloading device uses an initial lock nut 14 at the end of the ball screw shaft to correct thermal deformation according to the thermal expansion characteristics of the ball screw when the ball screw is assembled. Add pretension amount.

그러나 하나의 로크너트(14)만을 사용하여 한쪽방향에서 베어링(11)의 내륜(11a)과 동시에 볼스크류 축(10)에 프리텐션을 주어야하기 때문에 베어링(11)의 예압과 동시에 볼스크류축의 텐션을 정확하게 유지하기 곤란하다.However, since only one lock nut 14 is used to pre-tension the ball screw shaft 10 simultaneously with the inner ring 11a of the bearing 11 in one direction, the tension of the ball screw shaft simultaneously with the preload of the bearing 11 is required. It is difficult to keep accurate.

앞서 언급한 바와 같이, 가혹한 조건에서 사용되고 있는 공작기계의 이송계는 볼스크류축의 초기 조립 예압량을 유지하기가 어렵다. 특히 X축 이송시스템의 경우, 가공물의 가공에 직접적으로 관련되는 축이기 때문에 공작기계 전체의 가공정도에 영향을 미치는 인자가 된다.As mentioned above, the feed system of machine tools used under severe conditions is difficult to maintain the initial assembly preload amount of the ball screw shaft. In particular, in the case of the X-axis feed system, since the axis is directly related to the machining of the workpiece, it is a factor that affects the machining accuracy of the entire machine tool.

본 고안은 상기와 같은 제반문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 하나의 로크너트만을 사용하여 볼스크류에 프리텐션을 가하는 종래의 방식과는 달리 볼스크류 지지베어링의 양단에 각각 하나의 로크너트를 설치하여 볼스크류의 프리텐션과 함께 볼스크류 지지베어링의 예압량을 적절하게 가할 수 있도록 하여 베어링의 지지력을 보강하도록 하고, 두 개의 로크너트를 적절하게 조정하여 볼스크류축에 가해지는 프리텐션 및 베어링의 예압을 조정·유지시키도록 함으로써, 장기적인 기계의 정도를 보증할 수 있도록 하는 볼스크류의 프리텐션 유지장치를 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and its purpose is to provide one lock at each end of the ball screw support bearing, unlike the conventional method of applying pretension to the ballscrew using only one lock nut. The nut is installed so that the pretension of the ball screw support bearing can be appropriately applied along with the pretension of the ball screw to reinforce the bearing capacity, and the two lock nuts are properly adjusted to the pretension applied to the ball screw shaft. And a pre-tension holding device for a ball screw that can guarantee the long-term accuracy of the machine by adjusting and maintaining the preload of the bearing.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 볼스크류축의 고속회전을 지지하는 베어링과, 베어링의 위치를 고정하는 베어링 하우징, 볼스크류축에 축결합되고 일측면이 베어링의 내륜에 면접하는 외측칼라, 외측칼라의 타측면에 면접되도록 볼스크류축에 나사결합되고 조임력에 의한 반력으로 볼스크류축 및 베어링에 프리텐션을 가하는 로크너트 등으로 구성된 볼스크류 시스템에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention, a bearing for supporting the high-speed rotation of the ball screw shaft, a bearing housing for fixing the position of the bearing, the outer collar is axially coupled to the inner ring of the bearing and coupled to one side of the ball screw shaft, the outer In the ball screw system consisting of a lock nut, which is screwed to the ball screw shaft to be interviewed on the other side of the collar and pretensioning the ball screw shaft and the bearing by the reaction force by the tightening force,

상기 외측칼라와 대향되는 볼스크류축에 축결합되고, 베어링의 내륜에 면접하는 내측칼라와;An inner collar axially coupled to the ball screw shaft opposite the outer collar and in contact with an inner ring of the bearing;

상기 내측칼라의 타측면에 면접되도록 볼스크류축에 나사결합되고, 로크너트의 조임력에 의해 프리텐션량의 결정후 그 로크너트와 반대되는 방향으로 죄어 그 양을 유지하는 유지결정 로크너트;를 포함하여 구성된 특징을 갖는다.A holding crystal lock nut screwed to the ball screw shaft so as to be interviewed with the other side of the inner collar, and held in a direction opposite to the lock nut after determining the pretension amount by the tightening force of the lock nut; Has the features configured.

도 1 은 종래 볼스크류의 프리텐션 조정장치를 도시한 요부 확대 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main portion showing a pretension adjusting device of a conventional ball screw.

도 2 는 본 고안에 따른 볼스크류의 프리텐션 유지장치를 도시한 요부 확대 단면도.Figure 2 is an enlarged sectional view showing the main portion showing the pretension holding device of the ball screw according to the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

10: 볼스크류 축, 11: 베어링,10: ball screw shaft, 11: bearing,

11a: 내륜, 11b: 외륜,11a: inner ring, 11b: outer ring,

12: 베어링 하우징, 13: 외측칼라,12: bearing housing, 13: outer collar,

14: 로크너트, 15: 베어링 캡,14: locknut, 15: bearing cap,

16: 내측칼라, 17: 유지결정 로크너트,16: inner color, 17: retaining crystal lock nut,

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

도 2 는 본 고안에 따른 볼스크류의 프리텐션 유지장치를 도시한 요부 확대 단면도이다.Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the main portion showing the pretension holding device of the ball screw according to the present invention.

본 고안의 구성은, 볼스크류 축(10)의 고속회전을 지지하는 베어링(11)과, 베어링(11)의 위치를 고정하는 베어링 하우징(12), 볼스크류 축(10)에 축결합되고 일측면이 베어링(11)의 내륜(11a)에 면접하는 외측칼라(13), 외측칼라(13)의 타측면에 면접되도록 볼스크류 축(10)에 나사결합되고 조임력에 의한 반력으로 볼스크류 축(10) 및 베어링(11)에 프리텐션을 가하는 로크너트(14) 등으로 구성된 볼스크류 시스템에 있어서,The constitution of the present invention is axially coupled to a bearing 11 supporting high-speed rotation of the ball screw shaft 10, a bearing housing 12 fixing the position of the bearing 11, and a ball screw shaft 10. The side screw is screwed to the ball screw shaft 10 so as to be interviewed with the outer collar 13 and the other side of the outer collar 13 and the inner collar 11a of the bearing 11, and the ball screw shaft ( 10) and a ball screw system composed of a lock nut 14 for applying pretension to the bearing 11,

상기 외측칼라(16)와 대향되는 볼스크류 축(10)에 축결합되고, 베어링(11)의 내륜(11a)에 면접하는 내측칼라(16)를 구성하였다.An inner collar 16 was axially coupled to the ball screw shaft 10 opposite to the outer collar 16 and in contact with the inner ring 11a of the bearing 11.

또한 상기 내측칼라(16)의 타측면에 면접되도록 볼스크류 축(10)에 나사결합되고, 로크너트(14)의 조임력에 의해 프리텐션량의 결정후 그 로크너트(14)와 반대되는 방향으로 죄어 그 프리텐션을 유지하는 유지결정 로크너트(17);를 구성하였다.It is also screwed to the ball screw shaft 10 so as to be interviewed on the other side of the inner collar 16, and after the determination of the pretension amount by the tightening force of the lock nut 14 in the direction opposite to the lock nut 14 And a holding crystal lock nut 17 for clamping the pretension.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.

도시된 도 2 에서와 같이 본 고안에서는 볼스크류 축(10)을 지지하는 베어링 하우징(12)의 양측으로 기존의 로크너트(14)와 대칭되는 유지결정 로크너트(17)를 설치하였다.As shown in FIG. 2, in the present invention, a holding crystal lock nut 17 symmetrical with the existing lock nut 14 is installed at both sides of the bearing housing 12 supporting the ball screw shaft 10.

로크너트(14) 하나만을 이용하는 기존의 방식과는 달리 두 개의 너트방식을 적용함으로써 볼스크류 축(10)의 프리텐션과 함께 베어링(11)의 내륜(11a)을 양측에서 동시에 가압하여 베어링(11)의 강성과 지지력을 증가시킬 수 있도록 하였고, 특히 기존의 방식과는 달리 두 개의 너트(14)(17)를 사용하기 때문에 베어링(11)을 중심으로 볼 스크류 축의 프리텐션량이 유지될 수 있도록 함으로서, 보다 뛰어난 프리텐션량의 유지효과를 얻도록 하였다.Unlike the conventional method using only one lock nut 14, by applying two nut methods, the inner ring 11a of the bearing 11 is simultaneously pressed on both sides together with the pretension of the ball screw shaft 10 so that the bearing 11 ) To increase the rigidity and bearing capacity.In particular, since two nuts 14 and 17 are used unlike the conventional method, the amount of pretension of the ball screw shaft can be maintained around the bearing 11. As a result, it was possible to obtain a more effective pretension retention effect.

앞서 언급된 바와 같이, 본 고안은 볼 스크류의 베어링을 중심으로 이중 로크너트 방식을 채택함으로서 볼스크류 축의 프리텐션량의 초기 셋팅값의 지속적인 확보와 베어링의 강성증가로 공작기계의 정도유지 및 향상에 크게 기여하게 될 것으로 기대된다.As mentioned above, the present invention adopts the double lock nut centering around the ball screw bearings, which maintains the initial setting value of the pretension amount of the ball screw shaft and increases the rigidity of the bearings. It is expected to contribute greatly.

일반적으로 공작기계는, 이송계의 계속적인 가동중에 발생되는 볼스크류 축의 열변형량을 보상하기 위해, 로크너트방식을 이용하므로써 볼스크류의 고유 열팽창 특성을 고려하여 사전에 프리텐션을 가하게 된다.In general, the machine tool is pre-tensioned in consideration of the inherent thermal expansion characteristics of the ball screw by using the lock nut method to compensate for the thermal deformation of the ball screw shaft generated during the continuous operation of the feed system.

부언하면, 본 고안에서는 이러한 볼스크류 지지부의 구성계를 기존의 방식과는 달리, 베어링을 중심으로 로크너트(14)와 유지결정 로크너트(17)를 설치하여 한 쌍으로 볼스크류의 프리텐션 및 베어링의 예압량을 조정하도록 구성하였기 때문에 기준의 방식에 비해 뛰어난 베어링의 강성 보강능력이 발휘될 뿐만 아니라, 지속적으로 공작기계가 사용된다 할지라도 지속적으로 유지도리 수 있도록 함으로서 공작기계 전체적인 구조 강성 및 정밀도 유지 및 향상에 이바지할 것으로 기대된다.In other words, in the present invention, unlike the conventional method, the structure of the ball screw support portion is provided with a lock nut 14 and a retaining crystal lock nut 17 around the bearing to provide a pair of pretension and Since it is configured to adjust the preload amount of the bearing, it not only shows excellent rigidity reinforcement ability of the bearing compared to the standard method, but also maintains the overall structural rigidity and precision of the machine by continuously maintaining it even if the machine tool is used continuously. It is expected to contribute to maintenance and improvement.

Claims (1)

볼스크류 축(10)의 고속회전을 지지하는 베어링(11)과, 베어링(11)의 위치를 고정하는 베어링 하우징(12), 볼스크류 축(10)에 축결합되고 일측면이 베어링(11)의 내륜(11a)에 면접하는 외측칼라(13), 외측칼라(13)의 타측면에 면접되도록 볼스크류 축(10)에 나사결합되고 조임력에 의한 반력으로 볼스크류 축(10) 및 베어링(11)에 프리텐션을 가하는 로크너트(14) 등으로 구성된 볼스크류 시스템에 있어서,The bearing 11 supporting the high speed rotation of the ball screw shaft 10, the bearing housing 12 fixing the position of the bearing 11, and the ball screw shaft 10 are axially coupled, and one side thereof is bearing 11. Of the outer collar 13 and the outer collar 13 to be interviewed on the other side of the outer collar 13 are screwed to the ball screw shaft 10 and the ball screw shaft 10 and the bearing 11 by the reaction force by the tightening force. In the ball screw system consisting of a lock nut 14 or the like to pretension) 상기 외측칼라(16)와 대향되는 볼스크류 축(10)에 축결합되고, 베어링(11)의 내륜(11a)에 면접하는 내측칼라(16)와;An inner collar 16 axially coupled to the ball screw shaft 10 opposite the outer collar 16 and in contact with the inner ring 11a of the bearing 11; 상기 내측칼라(16)의 타측면에 면접되도록 볼스크류 축(10)에 나사결합되고, 로크너트(14)의 조임력에 의해 프리텐션량의 결정후 그 로크너트(14)와 반대되는 방향으로 죄어 그 양을 유지하는 유지결정 로크너트(17);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 볼스크류의 프리텐션 유지장치.Screwed to the ball screw shaft 10 so as to be interviewed on the other side of the inner collar 16, and tightened in a direction opposite to the lock nut 14 after the pretension amount is determined by the tightening force of the lock nut 14. And a holding crystal lock nut (17) for holding the amount thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101795178B1 (en) * 2015-12-10 2017-11-07 현대위아 주식회사 Test bar and installation method for ball screw support bearing unit using the same

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KR101795178B1 (en) * 2015-12-10 2017-11-07 현대위아 주식회사 Test bar and installation method for ball screw support bearing unit using the same

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