KR20110032828A

KR20110032828A - 주축 지지용 베어링 예압장치

Info

Publication number: KR20110032828A
Application number: KR1020090090531A
Authority: KR
Inventors: 이찬홍; 김기태; 김창용
Original assignee: 화천기공 주식회사; 한국기계연구원
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2011-03-30
Also published as: KR101059147B1

Abstract

본 발명은 주축이 신장될 수 있도록 지지하는 볼부시의 조립을 보다 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 볼부시의 강성을 조절할 수 있는 주축 지지용 베어링 예압장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 주축 지지용 베어링 예압장치는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 주축을 축 방향으로 신장될 수 있게 지지하는 볼부시의 외주면에 설치된 외부하우징을 포함하여 구성되는 베어링 예압장치에 있어서, 상기 볼부시와 베어링 사이에 내부하우징이 설치되데, 상기 내부하우징은 서로 대향되는 면이 테이퍼(taper)진 내부테이퍼와 외부테이퍼 및 상기 테이퍼중 어느 하나를 외부하우징과 연결시켜 고정하는 연결판으로 구성되고, 상기 연결판을 관통하여 테이퍼중 어느 하나를 당기거나 밀어주는 조절볼트(B1)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

주축, 예압, 정압, 볼부시, 테이퍼

Description

주축 지지용 베어링 예압장치{pre-pressure device of spindle bearings}

본 발명은 베어링 예압장치에 관한 것으로써, 상세하게는 주축이 신장될 수 있도록 지지하는 볼부시의 조립을 보다 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 볼부시의 강성을 조절할 수 있는 주축 지지용 베어링 예압장치에 관한 것이다.

정압 예압은 서로 마주보는 베어링의 축방향의 상대적 위치가 사용 중에도 변화하지 않게 하기 위한 것으로, 예압을 주기 위하여 미리 차폭치수 또는 축방향 클리어런스를 조정한 조합베어링을 설치해서 사용하는 방법과 예압을 주도록 치수를 조정한 쐐기(shim)를 사용하는 방법과 축방향 클리어런스를 조정할 수 있는 볼트, 너트 등을 설치하여 사용하는 방법 등이 있다.

이러한 고속 회전주축의 정압 예압 장치의 일예로는 도 1에 도시한 바와 같이, 주축(100)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(500)의 외부에 설치된 하우징(200, 300)을 설치하고 하우징의 일측에 볼부시(ball bush)(400)을 설치하여 구성되어 있다.

이렇게 구성된 종래의 정압 예압 장치에 의해 지지되는 주축(100)은 고속 회 전에 의한 원심력과 마찰열에 의하여 주축(100)과 베어링(500)의 내륜이 반경 방향으로 늘어나게 되고, 이에 따라 베어링은 물론 볼부시의 예압이 증가하게 되며, 이렇게 증가하는 예압을 해소하여야 주축을 비롯한 베어링의 수명이 줄어드는 것을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 위의 볼부시는 주축의 회전시 발생되는 열에 의한 주축이 길이 방향으로 늘어나거나 줄어들 경우에도 주축을 안정적으로 지지할 수 있게 하기 위한 것이다.

이렇게 구성된 종래의 정압 예압 장치를 구성하는 볼부시는 도시한 바와 같이 하우징을 구성하는 내부하우징(300)과 외부하우징(200) 사이의 틈에 끼워져 설치되며, 이렇게 볼부시를 내부하우징과 외부하우징 사이에 끼워 고정시키기 위해서는 내, 외부하우징 사이의 틈이 정확하게 가공되어야 하며, 내, 외부하우징 사이의 틈이 볼부시의 두께보다 작을 경우에는 볼부시가 틈 사이에서 유동되어 주축을 견고하게 지지할 수 없고, 내, 외부하우징 사이의 틈이 좁을 경우 볼부시를 설치하는 데 어려움이 있었다.

또한, 한번 설치된 볼부시는 분리가 어려우며, 이렇게 설치된 주축이 내경 방향으로 늘어날 경우 강성이 높아져 볼부시가 변형되거나 파손 또는 지나치게 주축을 꽉 잡아 마찰이 커지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로 써, 축이 신장될 수 있도록 지지하는 볼부시의 조립을 보다 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 볼부시의 강성을 조절할 수 있는 주축 지지용 베어링 예압장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 외주면이 테이퍼진 외부테이퍼와 내면이 테이퍼진 내부테이퍼를 주축의 바깥쪽에 설치하여 두 테이퍼의 테이퍼면이 만나는 위치에 따라 주축과 볼부시 사이의 반경이 조절될 수 있어 볼부시의 조립이 용이할 뿐만 아니라 두 테이퍼 중 어느 하나를 축방향으로 이동시킴에 의해 주축과 볼부시 사이의 반경이 조절되어 볼부시에 가해지는 강성을 조절할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 주축 지지용 베어링 예압장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 주축 지지용 베어링 예압장치의 일예를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 주축 지지용 베어링 예압장치의 다른 일예를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 주축 지지용 베어링 예압장치의 또 다른 일예를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 주축 지지용 베어링 예압장치의 또 다른 일예를 도시한 단면도이다.

본 발명은 볼부시(400)의 조립을 용이하게 할 뿐만 아니라 볼부시에 가해지는 강성을 조절할 수 있게 함을 목적으로 하는 것으로 베어링(500)에 의해 회전 가능하게 지지되는 주축(100)을 축 방향으로 신장될 수 있게 지지하는 볼부시(400)의 외주면에 설치된 외부하우징(200)을 포함하여 구성되는 베어링 예압장치에 있어서, 상기 볼부시(400)와 베어링(500) 사이에 내부하우징(1)을 설치되데, 상기 내부하우징(1)은 서로 대향되는 면이 테이퍼(taper)진 내부테이퍼(12)와 외부테이퍼(13) 및 상기 테이퍼(12, 13)중 어느 하나를 외부하우징(200)과 연결시켜 고정하는 연결판(11)으로 구성되고, 상기 연결판(11)을 관통하여 테이퍼(12, 13)중 어느 하나를 당기거나 밀어주는 조절볼트(B1)를 포함하여 구성된다.

위와 같이 구성된 본 발명의 주축 지지용 베어링 예압장치에 있어서, 상기 볼부시(400)은 상기한 바와 같이 주축(100)이 축방향으로 신장될 수 있도록 지지하는 수단이고, 하우징(1, 200)은 주축(100)을 비롯한 구성 요소들을 지지하기 위한 수단이다.

상기 하우징(1, 200) 중 외부하우징(200)은 내부에 원형 구멍이 형성된 통체로서 내면에 상기 볼부시(400)가 설치되어 있으며, 볼부시(400)와 베어링(500) 사 이에는 내부하우징(1)이 설치되어 있다.

상기 내부하우징(1)은 도 2내지 도 5에 도시한 바와 같이 두 개의 테이퍼(12, 13) 및 연결판(11)으로 구성되고, 상기 테이퍼(12, 13)들은 서로 대향되는 면이 테이퍼(taper)면을 이루고 있다.

즉, 도 2내지 도 4에 도시한 바와 같이 상기 내부하우징(1)을 구성하는 외부테이퍼(13)는 외부의 테이퍼면이 연결판을 향하며 점차 좁아지게 형성되고, 상기 내부테이퍼(12)는 내부의 테이퍼면이 연결판을 향하며 점차 넓어지게 형성되어 있어 두 개의 테이퍼(12, 13)가 서로 조립된 상태에서 각각의 테이퍼면의 좁아지는 방향은 서로 반대가 된다.

상기와 같이 구성된 외부테이퍼(13)는 도시한 바와 같이, 일측 단부가 고정볼트(B2)에 의해 연결판(11)에 고정되고, 상기 내부테이퍼(12)는 일측 단부가 연결판(11)을 관통하여 조여진 조절볼트(B1)에 의해 밀려 지지된다.

즉, 상기 외부테이퍼(13)는 상기 연결판(11)에 고정된 반하여 내부테이퍼(12)는 축방향으로 이동될 수 있도록 설치되고, 이러한 내부테이퍼(12)의 위치를 조절하기 위한 수단으로 상기 조절볼트(B1)이 설치되어 있다.

상기 조절볼트(B1)가 조여지면 내부테이퍼(12)가 주축(100)의 안쪽 즉, 연결판(11)이 설치된 단부의 반대쪽으로 밀려 외부테이퍼(13)의 테이퍼면과 내부테이퍼(12)의 테이퍼면이 만나는 지름이 커지게 되고 이에 따라 내부테이퍼(12)의 빠깥쪽에 설치된 볼부시(400)에 가해지는 강성은 커지게 된다.

위와 같이 구성된 주축 지지용 베어링 예압장치를 조립하는 과정 중 내부하 우징(1)과 볼부시(400)를 조립하는 과정만을 약술하면 아래와 같다.

도시한 바와 같이 내부하우징(1)을 구성하는 연결판(11)은 두 개의 테이퍼(12, 13)로부터 분리될 수 있으므로 연결판(11)을 설치하지 않은 상태에서 외부테이퍼(13)를 베어링(500)의 외부에 끼우고, 외부테이퍼(13)의 소경(小徑)부로부터 내부테이퍼(12)의 대경(大徑)부를 조금만 끼운 후 내부테이퍼(12)의 바깥쪽에 볼부시(400)를 끼운다.

이때 내부테이퍼(12)의 외경이 볼부시(400)의 내경보다 다소 작게 형성하여 볼부시(400)가 내부테이퍼(12)의 외부에 용이하게 끼워질 수 있게 하며,

내, 외부테이퍼(12, 13) 및 볼부시(400)가 조립된 상태에서 연결판(11)을 외부테이퍼(13)에 고정볼트(B2)로 고정시키면 조립이 완료되고, 이 상태에서 조절볼트(B1)를 조여 내부테이터(12)를 밀어줌으로써 볼부시(400)에 가해지는 강성이 조절된다.

이와 같이 볼부시(400) 및 하우징(1, 200)의 조립이 이루어짐으로써 베어링 예압장치의 조립을 용이하게 할 수 있는 것이다.

상기 내부하우징(1)은 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 외부테이퍼(13)를 외부의 테이퍼면이 연결판을 향하며 점차 넓어지게 형성하고, 상기 내부테이퍼(12)를 내부의 테이퍼면이 연결판을 향하며 점차 좁아지게 형성하여 구성할 수도 있으며, 이렇게 구성할 경우에는 조절볼트(B1)이 연결판(11)을 관통하여 조여짐에 의해 내부테이퍼(12)가 당겨지게 하여 볼부시에 가해지는 강성을 조절하게 된다.

상기와 같이 구성된 주축 지지용 베어링 예압장치를 구성하는 상기 내, 외부 테이퍼(12, 13)의 일측 단부와 연결판(11) 사이에는 베어링 예압판(14)이 더 설치될 수 있다.

상기 베어링 예압판(14)은 주축(100)의 외주면에 설치된 베어링(500)이 내부하우징(1)의 중심에 고정되어 움징이지 못하게 지지하는 수단이다.

또한, 상기 연결판(11) 가장자리의 외부하우징(200)의 단부와 대향되는 부분에는 스프링(400)이 설치되어 있다.

상기 스프링(400)은 내부하우징(1)을 구성하는 연결판(11)에 대하여 외주하우징(200)을 탄성적으로 지지하고 있으며, 이렇게 외부하우징(200)이 탄성적으로 지지되고 외부하우징(200)의 내부에 볼부시(400)가 설치되어 있음으로써 주축(100)이 열에 의해 축방향으로 늘어나거나 줄어들 경우에도 주축을 안정적으로 지지할 수 있는 것이다.

도 1은 종래의 주축 지지용 베어링 예압장치의 일예를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 주축 지지용 베어링 예압장치의 일예를 도시한 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 주축 지지용 베어링 예압장치의 다른 일예를 도시한 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 주축 지지용 베어링 예압장치의 또 다른 일예를 도시한 단면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 주축 지지용 베어링 예압장치의 또 다른 일예를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 내부하우징

11 : 연결판

12 : 내부테이퍼

13 : 외부테이퍼

14 : 베어링예압판

100 : 주축 200 : 외부하우징 400 : 볼부시

500 : 베어링 600 : 스프링

Claims

베어링(500)에 의해 회전 가능하게 지지되는 주축(100)을 축 방향으로 신장될 수 있게 지지하는 볼부시(400)의 외주면에 설치된 외부하우징(200)을 포함하여 구성되는 베어링 예압장치에 있어서,

상기 볼부시(400)와 베어링(500) 사이에 내부하우징(1)을 설치되데,

상기 내부하우징(1)은 서로 대향되는 면이 테이퍼(taper)진 내부테이퍼(12)와 외부테이퍼(13) 및 상기 테이퍼(12, 13)중 어느 하나를 외부하우징(200)과 연결시켜 고정하는 연결판(11)으로 구성되고,

상기 연결판(11)을 관통하여 테이퍼(12, 13)중 어느 하나를 당기거나 밀어주는 조절볼트(B1)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 주축 지지용 베어링 예압장치.
제 1 항에 있어서,

상기 연결판(11) 가장자리의 외부하우징(200)의 단부와 대향되는 부분에는 스프링(400)이 설치됨을 특징으로 하는 주축 지지용 베어링 예압장치.
제 1 항에 있어서,

상기 내부하우징(1)을 구성하는 외부테이퍼(13)는 외부의 테이퍼면이 연결판을 향하며 점차 좁아지게 형성되고 일측 단부가 고정볼트(B2)에 의해 연결판(11)에 고정되며,

상기 내부테이퍼(12)는 내부의 테이퍼면이 연결판을 향하며 점차 넓어지게 형성되고 일측 단부가 연결판(11)을 관통하여 조여진 조절볼트(B1)에 의해 밀려 지지됨을 특징으로 하는 주축 지지용 베어링 예압장치.
제 1 항에 있어서,

상기 내부하우징(1)을 구성하는 외부테이퍼(13)는 외부의 테이퍼면이 연결판을 향하며 점차 넓어지게 형성되고 일측 단부가 고정볼트(B2)에 의해 연결판(11)에 고정되며,

상기 내부테이퍼(12)는 내부의 테이퍼면이 연결판을 향하며 점차 좁아지게 형성되고 일측 단부가 연결판(11)을 관통하여 조여진 조절볼트(B1)에 의해 당겨짐을 특징으로 하는 주축 지지용 베어링 예압장치.
제 1 항내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 내, 외부테이퍼(12, 13)의 일측 단부와 연결판(11) 사이에는 베어링 예압판(14)이 더 설치됨을 특징으로 하는 주축 지지용 베어링 예압장치.