KR200348141Y1 - Pretensioning device for ball screw shaft - Google Patents
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Abstract
본 고안은 프리텐션을 위해 분리나 별도의 스페이서를 가공하여 조립하는 과정없이 간단히 로크너트를 조작하므로써 볼스크류 축에 예압을 가하도록 하는 볼스크류 축의 프리텐션장치에 관한 것으로서,양측단이 하우징(13a)(14a)을 포함하는 베어링결합체(13)(14)에 의해 고정체에 지지되고 억지신장에 의해 볼스크류 축에 프리텐션을 가하도록 하는 볼스크류 축의 프리텐션장치에 있어서,The present invention relates to a pre-tensioning device of a ball screw shaft for preloading the ball screw shaft by simply operating a lock nut without the process of assembling or assembling a separate spacer for pretension, and both ends of the housing 13a. In a pre-tensioning device of a ball screw shaft supported by a bearing assembly (13) (14) including a) 14a and applying pretension to the ball screw shaft by an interference extension,
볼스크류 축(12)의 일측에 베어링결합체(13)를 결합하는 제 1 로크너트(20)와; 볼스크류 축(12)의 타측에 베어링결합체(14)를 결합하는 제 2 로크너트(21)와; 상기 제 2 로크너트(21)의 반대측 볼스크류 축(12)의 끝단에 결합되고, 베어링결합체(14)에 지지되어 상기 볼스크류 축(12)이 억지신장되는 방향으로 프리텐션을 가하는 가압너트(23)를 포함하되, 최초의 가압너트 위치상태와 가압후 가압너트 위치상태에서 신장된 볼스크류 축(12)을 측정하는 측정수단(30)을 포함하여 이루어진다.A first lock nut 20 coupling the bearing assembly 13 to one side of the ball screw shaft 12; A second lock nut 21 for coupling the bearing assembly 14 to the other side of the ball screw shaft 12; A press nut coupled to the end of the ball screw shaft 12 opposite to the second lock nut 21 and supported by a bearing assembly 14 to apply pretension in the direction in which the ball screw shaft 12 is forcibly elongated ( 23), including the measuring means 30 for measuring the ball screw shaft 12 extended in the first pressurized nut position state and the pressurized nut position state after the pressurization.
Description
본 고안은 볼스크류 축의 프리텐션(pre-tention)장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리텐션을 위해 별도의 스페이서를 가공하여 조립하는 과정없이 간단히 로크너트를 조작하므로써 볼스크류 축에 프리텐션을 가하도록 하는 볼스크류 축의 프리텐션장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pre-tention device of a ball screw shaft. More specifically, a pretension is applied to a ball screw shaft by simply operating a lock nut without the process of assembling a separate spacer for pretension. The present invention relates to a pretensioning device for a ball screw shaft.
일반적으로 공작기계 즉, 머시닝센터에는 공작물을 가공하기 위해 칼럼(column), 스핀들 헤드(spindle head), 가공물을 지탱하는 테이블(table), 팔레트(pallet)로 각축 X, Y, Z가 구성되고, 상기 X축, Y축 및 Z축으로 이송시키는 볼스크류장치가 구성되어 있다.In general, machine tools, ie, machining centers, are configured with columns, spindle heads, tables for supporting workpieces, pallets, and axes X, Y, and Z. A ball screw device for feeding the X, Y, and Z axes is configured.
상기 볼스크류장치는 도 1 에 도시된 바와같이, 서보모터(10)의 구동축과 커플링(11) 결합된 일정 길이방향의 볼스크류 축(12)이 상기 서보모터(10)의 구동축과 동일축심을 갖도록 베드상의 양측에 베어링결합체(13)(14)에 의해 지지된다.As shown in FIG. 1, the ball screw device has a predetermined length of the ball screw shaft 12 coupled to the drive shaft of the servo motor 10 and the coupling 11 at the same axis as the drive shaft of the servo motor 10. It is supported by the bearing assembly 13, 14 on both sides of the bed to have a.
또한, 상기 볼스크류 축(12) 상에는 볼스크류 너트(16)가 볼스크류 결합되어 있는 구조로 되어 서보모터에 의한 볼스크류 회전운동으로 볼스크류 너트(16)가 이송체에 고정되어 직선운동을 하게 된다.In addition, the ball screw nut 16 on the ball screw shaft 12 has a structure in which the ball screw is coupled so that the ball screw nut 16 is fixed to the conveying body by a ball screw rotational motion by a servomotor to perform a linear motion. do.
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 각 이송체에 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, and this causes incorrect positioning of the ball screw nut for each conveying body, which can be expected to be reliable in the machining of the workpiece. There will be no.
이러한 문제점으로 상기 볼스크류 축을 작동전의 상태와 마찰열이 발생하는 작동중의 상태가 동일하게 하기 위해 강제로 그 축을 신장시키는데, 먼저 볼스크류 축(12)의 끝단에 나사결합된 로크너트(17)를 조이면서 베어링결합체(14) 내에 있는 볼베어링(14b)으로 완전히 밀착되도록 일정한 예압을 걸고 난 후, 그 해당 하우징(14a)을 베드에 고정한다.Due to this problem, the ball screw shaft is forcibly elongated in order to make the ball screw shaft equal to the state before operation and the state in which the frictional heat is generated. First, the lock nut 17 screwed to the end of the ball screw shaft 12 is removed. After tightening, a predetermined preload is applied to the ball bearing 14b in the bearing assembly 14, and then the housing 14a is fixed to the bed.
그런후에, 로크너트(17)에 표시(MARKING)을 하고 난 다음 커플링(11) 결합된 타측 베어링결합체(13)의 하우징(13a)과 고정될 고정물과의 틈새를 측정한 후, 로크너트(17)를 푼다.Then, after marking the lock nut 17, the clearance between the housing 13a of the other bearing assembly 13 coupled with the coupling 11 and the fixture to be fixed is measured, and then the lock nut ( 17)
그리고, 측정한 고정물과의 틈새와 볼스크류 축(12)에 가할 프리텐션량을 더해 스페이서(18)를 가공한 다음, 그 스페이서(18)를 틈새내로 억지삽입하여 고정한다.Then, the spacer 18 is processed by adding the gap with the measured fixture and the amount of pretension to be applied to the ball screw shaft 12, and then the spacer 18 is forcibly inserted into the gap to fix it.
마지막으로, 상기 로크너트(17)를 표시(MARKING)한 위치까지 조임으로써 상기 스페이서(18)에 더해진 양만큼의 프리텐션이 볼스크류 축(12)에 가해지게 되는 것이다.Finally, by tightening the lock nut 17 to the marked position, the amount of pretension added to the spacer 18 is applied to the ball screw shaft 12.
그러나, 이와같은 프리텐션을 위한 종래의 방법에서는 스페이서가 보통 6∼10개 정도가 사용되고 있다. 그런데, 스페이서는 하나하나 연마해서 정확한 폭과 높이로 가공하여야 하기 때문에 작업상 많은 어려움과 시간을 낭비하게 되는 문제점이 있고, 또한 이러한 스페이서는 고정체에 국부적으로 힘을 가하고 있는 구조이기 때문에 그 고정체의 변형에 의해 원하는 만큼의 프리텐션량이 실제로 볼스크류 축에 가해졌는지 알 수가 없으며, 또한 기계의 잦은 사용으로 인해 볼스크류 축이 변형되어 정도가 떨어질 경우 이를 보정하기 위해 스페이서를 다시 연마해서 재조립해야 하는 작업상의 불편함 등의 문제점이 있었다.However, in the conventional method for such pretension, about 6 to 10 spacers are usually used. By the way, the spacers have to be polished one by one to be processed to the correct width and height, which causes a lot of difficulties and time in operation, and because these spacers are structures that apply a force locally to the fixture, the fixture It is not known whether the amount of pretension is actually applied to the ball screw shaft due to the deformation of, and if the ball screw shaft is deformed due to frequent use of the machine, the spacer needs to be regrind and reassembled to compensate. There was a problem such as inconvenient work.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 제반문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 프리텐션을 위해 별도의 스페이서를 가공하여 조립하는 과정없이 간단히로크너트를 조작하므로써 볼스크류 축에 프리텐션을 가하도록 하는 한편, 그 프리텐션량을 측정장비에 의해 확인할 수 있는 구조의 볼스크류 축의 프리텐션장치를 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and its purpose is to apply pretension to the ball screw shaft by simply operating the lock nut without the process of assembling a separate spacer for pretension. On the other hand, it is to provide a pre-tensioning device of the ball screw shaft of the structure that can determine the amount of pre-tension by the measuring equipment.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 고안의 특징은,Features of the present invention devised to achieve the above object,
양측단이 하우징(13a)(14a)을 포함하는 베어링결합체(13)(14)에 의해 고정체에 지지되고 억지신장에 의해 볼스크류 축에 프리텐션을 가하도록 하는 볼스크류 축의 프리텐션장치에 있어서,In the pre-tensioning device of the ball screw shaft, both ends are supported on the fixed body by the bearing assembly (13) (14) including the housing (13a) and (14a), and the pretension is applied to the ball screw shaft by force extension. ,
볼스크류 축(12)의 일측에 베어링결합체(13)를 결합하는 제 1 로크너트(20)와;A first lock nut 20 coupling the bearing assembly 13 to one side of the ball screw shaft 12;
볼스크류 축(12)의 타측에 베어링결합체(14)를 결합하는 제 2 로크너트(21)와;A second lock nut 21 for coupling the bearing assembly 14 to the other side of the ball screw shaft 12;
상기 제 2 로크너트(21)의 반대측 볼스크류 축(12)의 끝단에 결합되고, 베어링결합체(14)에 지지되어 상기 볼스크류 축(12)이 억지신장되는 방향으로 프리텐션을 가하는 가압너트(23)를 포함하되, 최초의 가압너트 위치상태와 가압후 가압너트 위치상태에서 신장된 볼스크류 축(12)을 측정하는 측정수단(30)을 포함하여 이루어진다.A press nut coupled to the end of the ball screw shaft 12 opposite to the second lock nut 21 and supported by a bearing assembly 14 to apply pretension in the direction in which the ball screw shaft 12 is forcibly elongated ( 23), including the measuring means 30 for measuring the ball screw shaft 12 extended in the first pressurized nut position state and the pressurized nut position state after the pressurization.
도 1 은 종래의 볼스크류 축의 프리텐션장치를 도시한 개략적인 측단면도.1 is a schematic side cross-sectional view showing a pretensioning device of a conventional ball screw shaft.
도 2 는 본 고안에 따른 볼스크류 축의 프리텐션장치를 도시한 개략적인 측단면도.Figure 2 is a schematic side cross-sectional view showing a pretensioning device of the ball screw shaft according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 서보모터, 11: 커플링,10: servomotor, 11: coupling,
12: 볼스크류 축, 13, 14: 베어링 결합체,12: ball screw shaft, 13, 14: bearing assembly,
13a, 14a: 하우징, 16: 볼스크류 너트,13a, 14a: housing, 16: ball screw nut,
18: 스페이서, 20: 제 1 로크너트,18: spacer, 20: first locknut,
21: 제 2 로크너트, 23: 가압너트,21: second lock nut, 23: pressurized nut,
30: 측정수단30: measuring means
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 는 본 고안에 따른 볼스크류 축의 프리텐션장치를 도시한 개략적인 측단면도이다.Figure 2 is a schematic side cross-sectional view showing a pretensioning device of the ball screw shaft according to the present invention.
본 고안의 구성은, 양측단이 하우징(13a)(14a)을 포함하는 베어링 결합체(13)(14)에 의해 고정체에 지지되고 억지신장에 의해 볼스크류 축에 프리텐션을 가하도록 하는 볼스크류 축의 프리텐션장치에 있어서,The structure of the present invention is such that the ball screw is supported at both ends by the bearing assembly 13 and 14 including the housings 13a and 14a and applied to the ball screw shaft by force extension. In the pretensioning device of the shaft,
베드나 공구대 등의 고정체(도시하지 않음)의 서보모터(10)측에 설치된 베어링결합체(13)가 볼스크류 축(12)에 결합되도록 제 1 로크너트(20)를 구비한다.The first lock nut 20 is provided such that the bearing assembly 13 provided on the servomotor 10 side of a fixed body (not shown) such as a bed or a tool post is coupled to the ball screw shaft 12.
또한, 상기 서보모터(10)의 반대측에 설치된 베어링결합체(14)가 볼스크류 축(12)에 결합되도록 제 2 로크너트(21)를 구비한다.In addition, a second lock nut 21 is provided such that the bearing assembly 14 installed on the opposite side of the servo motor 10 is coupled to the ball screw shaft 12.
한편, 상기 볼스크류 축(12)의 끝단에 나사결합됨과 아울러 베어링결합체(14)에 지지되어 상기 볼스크류 축(12)이 억지신장되는 방향으로 프리텐션을 가하는 가압너트(23)가 설치된다.On the other hand, the screw nut is coupled to the end of the ball screw shaft 12 and is supported by the bearing assembly 14 is provided with a pressure nut 23 for applying the pretension in the direction in which the ball screw shaft 12 is forcibly elongated.
또한, 최초 가압너트(23)의 위치상태와 가압후 가압너트(23)의 위치상태에서 신장된 볼스크류 축(12)을 측정할 수 있도록 측정수단(30)이 설치된다.In addition, the measuring means 30 is installed to measure the extended ball screw shaft 12 in the position state of the first pressing nut 23 and the position of the pressing nut 23 after pressing.
상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
본 고안에 따른 볼스크류 축으로 프리텐션량을 조절하기에 앞서 먼저, 서보모터(10)에 가깝게 위치한 일단의 베어링결합체(13)의 하우징(13a)을 볼트 또는 체결수단으로 베드나 공구대 등의 고정체(도시하지 않음)에 고정한다음, 제 1 로크너트(20)를 상기 베어링결합체(13) 의 우측방향으로 회전 압착시켜 상기 베어링결합체(13)를 볼스크류 축(12)에 체결한다.Prior to adjusting the amount of pretension with the ball screw shaft according to the present invention, the housing 13a of one end of the bearing assembly 13 located close to the servomotor 10 may be bolted or fastened by a bed or a tool post. After fixing to a fixed body (not shown), the first lock nut 20 is rotated and pressed in the right direction of the bearing assembly 13 to fasten the bearing assembly 13 to the ball screw shaft 12.
한편, 볼스크류 축(12)의 끝단에 위치한 또다른 베어링결합체(14)의 하우징(14a)은 볼트 또는 체결수단으로 베드나 공구대 등의 고정체에 고정한 후,제 2 로크너트(21)를 상기 베어링결합체(14)의 우측 방향으로 일정량 회전시켜 상기 베어링결합체(14)를 볼스크류 축(12)에 체결한다On the other hand, the housing 14a of another bearing assembly 14 located at the end of the ball screw shaft 12 is fixed to a fixed body such as a bed or a tool post by bolts or fastening means, and then the second lock nut 21 is fixed. The bearing assembly 14 is fastened to the ball screw shaft 12 by rotating a predetermined amount in the right direction of the bearing assembly 14.
또한 가압너트(23)를 베어링결합체(14)의 좌측 방향으로 회전시킴으로서 상기 제 2 로크너트(21)에 의해 우측이 체결된 베어링결합체는 양측으로부터 압착된다. 이에따라 베어링결합체(14)는 볼스크류 축에 가압되어 베어링결합체의 베어링 내면이 볼스크류 축에 체결된다. 상기 베어링 결합체의 베어링은 2개가 1조로 양쪽의 각 1조씩 2개조가 1세트가 되는데 각1조의 2개의 베어링 내륜은 통상 앵귤러콘택트 베어링을 사용한다. 이 베어링은 내륜과 외륜이 가운데 볼을 중심으로 역대칭으로 배열되어 있는 구조이다. 따라서 상기 1조베어링을 양쪽에서 가압하면 볼이 안쪽으로 가압되면서 상기 내륜을 축방향으로 가압하게 된다. 이에따라 베어링 내륜이 축을 가압하게되는 구조이다. 볼스크류 축에 걸리는 힘은 양쪽 베어링결합체의 베어링에 의해 지지된다. 즉 최초에는 베어링이 좌우 양측으로부터 압착되지 않아 축과의 사이에 공간이 있는 상태이다. 이런 상태에서 베어링 결합체를 양쪽에서 가압하면 베어링의 내륜은 축방향으로 밀착됨으로서 축방향의 하중을 받아도 움직이지 않고 축과 압착고정되어 볼스크류를 정확한 위치에서 지지하게된다.In addition, by rotating the pressing nut 23 in the left direction of the bearing assembly 14, the bearing assembly to which the right side is fastened by the second lock nut 21 is compressed from both sides. Accordingly, the bearing assembly 14 is pressed against the ball screw shaft so that the bearing inner surface of the bearing assembly is fastened to the ball screw shaft. The bearings of the bearing assembly are two sets of two sets, one set of each of two sets, and two sets of inner rings of each set generally use angular contact bearings. This bearing has a structure in which the inner and outer rings are arranged in reverse symmetry with respect to the center ball. Therefore, when the pair of bearings are pressed from both sides, the ball is pressed inward and the inner ring is pressed in the axial direction. Accordingly, the inner ring of the bearing presses the shaft. The force on the ball screw shaft is supported by the bearings of both bearing assemblies. That is, the bearing is not crimped from the left and right sides at first, and there is a space between the shafts. In this state, when the bearing assembly is pressed from both sides, the inner ring of the bearing is in close contact with the axial direction so that it does not move under the axial load but is fixed to the shaft to support the ball screw at the correct position.
그런후에, 볼스크류 축(12)의 끝단에 결합된 가압너트(23)와 볼스크류 축(12)과의 거리를 측정수단(30)인 인디게이트의 눈금으로 확인한다.Then, the distance between the press nut 23 and the ball screw shaft 12 coupled to the end of the ball screw shaft 12 is confirmed by the scale of the indigate which is the measuring means 30.
이 상태에서 다시 제 2 로크너트(21)를 풀고 가압너트(23)를 프리텐션량만큼 돌려 억지가압하면 상기 볼스크류 축(12)은 축방향으로 일정거리 신장되고 상기와 같이 측정수단(30)을 이용하여 프리텐션량을 측정하면서 가압너트(23)를 조절하면쉽게 작업이 완료된다.In this state, when the second lock nut 21 is released again and the pressure nut 23 is forcibly pressed by the amount of pretension, the ball screw shaft 12 extends a predetermined distance in the axial direction and the measuring means 30 as described above. By adjusting the pressure nut 23 while measuring the amount of pretension using the easy operation is completed.
이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have
이상에서와 같은 본 고안을 적용하게 되면, 스페이서를 이용하여 프리텐션량을 조절하게 되는 종래에 비해 작업이 간단하기 때문에 작업자로 하여금 보다 편리한 작업성이 제공되는 한편, 측정장비에 의해 신장된 볼스크류 축의 프리텐션량을 정확하게 인지할 수 있어 기계의 신뢰성에 크게 기여하게 될 뿐만 아니라 완전조립한 상태에서 잦은 사용으로 인한 볼스크류 축에 축변형이 발생한다 하더라도 분해할 필요없이 가압너트만 조절하면 되기 때문에 보수성이 극대화되는 효과가 있다.Applying the present invention as described above, since the operation is simpler than the conventional to adjust the amount of pretension by using a spacer, the operator is provided with a more convenient workability, while the ball screw extended by the measuring equipment Precise amount of pretension of the shaft contributes to the reliability of the machine, and even if the shaft deformation occurs on the ball screw shaft due to frequent use in the fully assembled state, only the pressure nut needs to be adjusted without disassembling. It is effective in maximizing conservatism.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
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Payment date: 20100409 Year of fee payment: 9 |
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| EXPY | Expiration of term |