KR20190057533A - Sliding bearing for a machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공작기계용 슬라이드 베어링에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 미세이송과 내마모 성능이 우수한 슬라이드 베어링의 마찰면 형상에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
공작기계의 컬럼이나 스핀들 헤드 등은 상대 부재에 대해 슬라이드 이송을 하게 된다. 이 때 이송부에는 윤활 성능이 우수한 슬라이드 베어링을 설치한다. 이러한 슬라이드 베어링은 윤활 성능을 높이기 위해 슬라이드 베어링의 마찰면 표면에 윤활유를 내포하는 다양한 형태의 오일 그루브가 형성된다. 이러한 오일 그루브의 형상은 도 1과 같이 지그재그(zigzag) 타입이나 엑스자(X) 타입, 연속된 원호 타입 등 다양한 형상이 있다. A column of a machine tool, a spindle head, or the like is slidably moved relative to a mating member. At this time, slide bearings with excellent lubrication performance should be installed in the transfer part. In order to improve the lubrication performance of these slide bearings, various types of oil grooves are formed that contain lubricating oil on the friction surface of the slide bearing. As shown in Fig. 1, the shape of the oil groove is variously shaped such as a zigzag type, an X-axis type, and a continuous arc type.
그러나 이러한 형상의 오일 그루브의 존재에도 불구하고, 공작기계가 고하중의 무게를 지탱하면서 장시간에 걸쳐 이송 동작을 반복하게 되면 도 2와 같이 슬라이드 베어링의 마찰면에 면압이 증가하여 윤활 성능이 저하되게 된다. However, in spite of the existence of such an oil groove, when the machine tool is repeatedly moved for a long time while supporting the weight of the heavy load, the surface pressure on the friction surface of the slide bearing increases, do.
윤활 성능의 저하는 공작기계의 미세 이송의 정확도를 떨어뜨리고, 나아가 슬라이드 베어링 마찰면의 마모를 촉진시키게 된다. The lowering of the lubrication performance lowers the accuracy of the fine feed of the machine tool and further promotes the wear of the slide bearing friction surface.
따라서, 슬라이드 베어링 마찰면의 내마모성과 미세 이송 정밀도를 향상시키는 윤활성이 높은 슬라이드 베어링의 개발이 필요하다. Therefore, it is necessary to develop a slide bearing with high lubricity which improves the abrasion resistance and the fine transfer accuracy of the slide bearing friction surface.
본 발명은 공작기계 슬라이드 베어링 마찰면의 내마모성과 미세 이송 성능을 향상시키고, 나아가 이송부재의 이송 부하가 줄어든 공작기계용 슬라이드 베어링을 제공한다.The present invention provides a slide bearing for a machine tool, which improves abrasion resistance and fine transfer performance of a friction surface of a machine tool slide bearing and further reduces a conveying load of the conveying member.
본 발명의 해결 수단은 마찰면에 오일 그루브가 형성된 슬라이드 베어링에 있어서, 상기 슬라이드 베어링의 마찰면에 길이 방향으로 일정한 간격 마다 상기 슬라이드 베어링의 폭 방향으로 상기 슬라이드 베어링의 마찰면의 양쪽 가장자리까지 파여진 분리 홈을 형성한다. 상기 분리 홈은 그 단면은 원호의 형상이고, 깊이는 상기 슬라이드 베어링의 마찰면의 두께를 통과하여 상기 슬라이드 베어링의 마찰면의 모재까지 파여진 형상이다.The present invention provides a slide bearing in which an oil groove is formed on a friction surface of the slide bearing. The slide bearing has a friction surface on which a friction surface of the slide bearing is widened at regular intervals in the longitudinal direction to both edges of the friction surface of the slide bearing, Thereby forming a separation groove. The separating groove has a shape of a circular arc in cross section and has a depth passing through the thickness of the friction surface of the slide bearing and being pierced to the base material of the friction surface of the slide bearing.
또한, 상기 분리 홈은 상기 슬라이드 베어링의 길이 방향에 대해 직각 방향 또는 상기 슬라이드 베어링의 길이 방향의 직각 방향에 대해 일정 각도로 경사지게 형성할 수 있다.The separation groove may be inclined at an angle with respect to a direction perpendicular to the longitudinal direction of the slide bearing or a direction perpendicular to the longitudinal direction of the slide bearing.
또한, 상기 분리 홈을 사이에 두고 상기 분리 홈의 양측에 형성된 오일 그루브 간의 거리는 상기 오일 그루브의 상기 마찰면에 대한 가로방향의 길이의 0.8 내지 1.2 배 범위 내로 한다.The distance between the oil grooves formed on both sides of the separation groove with the separation groove therebetween is set within a range of 0.8 to 1.2 times the length of the oil groove in the transverse direction with respect to the friction surface.
또한, 상기 오일 그루브의 상기 마찰면에 대한 가로방향의 길이는 상기 마찰면 중에서 실질적으로 마찰이 일어나는 상대부재의 가이드웨이 폭 보다 좁다.In addition, the length of the oil groove in the transverse direction with respect to the friction surface is narrower than the width of the guide path of the counterpart in which friction occurs substantially in the friction surface.
상기한 본 발명은, 공작기계 슬라이드 베어링의 마찰면에 일정한 간격으로 분리 홈을 형성함으로써, 고하중 상태에서 이송 동작을 반복하는 슬라이드 베어링의 면압을 슬라이드 베어링의 마찰면 전체에 골고루 분산시키므로 슬라이드 베어링의 마찰 저항을 줄인다. According to the present invention, since the separating grooves are formed at regular intervals on the friction surfaces of the machine tool slide bearings, the surface pressure of the slide bearings repeating the conveying operation in a high-load state is uniformly distributed over the entire friction surface of the slide bearings. Reduce friction resistance.
또한 슬라이드 베어링의 마찰면과 상대부재의 마모로 인해 발생된 금속분말 등의 이물질을 효과적으로 배출하여 마찰면과 상대부재의 마모 촉진을 최소화 한다.In addition, the friction surface of the slide bearing and the foreign material such as metal powder generated due to wear of the mating member are effectively discharged to minimize the abrasion of the friction surface and the mating member.
나아가 슬라이드 베어링 마찰면의 면압과 마찰저항을 줄이므로 이송모터의 부하를 줄일 수 있고, 또한 이송부재의 이송오차도 줄일 수 있다. Further, since the surface pressure and the frictional resistance of the slide bearing friction surface are reduced, the load of the conveying motor can be reduced and the conveying error of the conveying member can be reduced.
이와 같이 윤활 특성이 향상됨으로 인해 슬라이드 베어링과 이 슬라이드 베어링의 상대부재의 내마모 성능을 향상 시킨다.As described above, since the lubrication characteristics are improved, the abrasion resistance of the slide bearing and the relative member of the slide bearing is improved.
도 1은 종래 기술 일 예로서, 다양한 형상의 오일 그루브 패턴을 나타내는 슬라이드 베어링의 마찰면 형상 도면이다.
도 2는 종래 기술 일 예로서, 슬라이드 베어링의 면압 분포 상태도이다.
도 3은 본 발명의 실시예로서, 분리 홈이 슬라이드 베어링의 마찰면에 일정한 간격으로 형성된 것을 나타내는 오일 그루브 형상 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도로서 본 발명의 분리 홈의 단면도이다.
도 5은 본 발명의 다른 실시예로서, 분리 홈이 슬라이드 베어링의 마찰면에 경사지게 형성된 것을 나타내는 오일 그루브 형상 사시도이다.
도 6는 본 발명의 실시예로서, 슬라이드 베어링의 면압 분포 상태도이다.
도 7은 본 발명의 실시예로서, 종래 기술과 비교한 이송 모터의 부하율 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예로서, 종래 기술과 비교한 마모율 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a friction surface view of a slide bearing showing oil groove patterns of various shapes as a prior art example; Fig.
2 is a state-of-the-art pressure distribution diagram of a slide bearing as an example of the prior art.
Fig. 3 is an oil groove-like perspective view showing that the separation grooves are formed at regular intervals on the friction surfaces of the slide bearings according to the embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the separation groove of the present invention, taken along line AA in Fig.
5 is an oil groove-shaped perspective view showing another embodiment of the present invention in which the separation groove is formed obliquely on the friction surface of the slide bearing.
6 is a state pressure distribution diagram of a slide bearing as an embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a load factor graph of a feed motor compared with the prior art, as an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph of wear rate compared to the prior art, according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 첨부한 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 8 attached hereto.
우선 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성을 살펴본다.3 to 5, a configuration according to an embodiment of the present invention will be described.
본 실시예에 따른 슬라이드 베어링(10)은, 슬라이드 베어링(10)의 바탕이 되는 모재(50)와, 상기 모재(50) 위에 비교적 얇은 두께로 내마성과 윤활성이 뛰어난 마찰면(40)으로 구성되고, 상기 마찰면(40)의 표면에는 오일을 내포할 수 있는 그루브(20)가 형성된다. 이 오일 그루브(20)는 상기 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40)에 일정한 패턴과 일정한 깊이의 홈으로 형성된다. The slide bearing 10 according to the present embodiment is constituted by a
또한 상기 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40)에는 일정한 간격 마다 상기 슬라이드 베어링(10)의 폭 방향으로 상기 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40)의 양쪽 가장자리까지 파여진 복수개의 분리 홈(30)을 형성한다. 이 분리 홈(30)은 도 6과 같이 이송부재인 상대부재(60)(예를 들면 컬럼 상에서 상하로 슬라이드 이동하는 스핀들 헤드나, 공작기계의 베드 상에서 수평 방향으로 슬라이드 이동하는 테이블)로부터 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40)에 가해지는 면압을 분산시키는 효과가 있다. The
또한 이 분리 홈(30)은 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40) 상에서 슬라이드 이동하는 상대부재(60)와 마찰이 일어날 때, 발생되는 금속 마모 분말을 배출시켜 내마모 특성을 향상시키기도 한다. 보다 구체적인 윤활 특성에 대해서는 하기 실시예를 통해 보다 자세히 설명한다. The
한편, 상기 분리 홈(30)의 깊이는 도 4와 같이 상기 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40)의 두께보다 깊게 상기 슬라이드 베어링(10)의 모재(50)까지 침범하여 파여진 형상이다. 이는 분리 홈(30)을 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40)에 만 형성되게 할 경우, 마찰면(40)의 두께가 얇아서 충분한 깊이를 확보하지 못하기 때문이다. 즉 분리 홈(30)의 적절한 깊이를 확보하기 위해서 이다. 4, the depth of the separating
또한, 도 4와 같이 상기 분리 홈(30)의 단면은 원호 형상이다. 또한, 상기 분리 홈(30)은 상기 슬라이드 베어링(10)의 길이 방향에 대해 직각 방향으로 형성하기도 하고, 도 5와 같이 상기 슬라이드 베어링(10)의 길이 방향의 직각 방향에 대해 일정 각도(θ)로 경사지게 상기 슬라이드 베어링(10)의 가장자리까지 연통된 홈 형태로 구성할 수 있다. In addition, as shown in Fig. 4, the cross section of the
이러한 형상은 슬라이드 베어링(10)이 상대부재(60)와 마찰이 일어날 때, 발생되는 금속 마모 분말의 배출을 돕고, 윤활 특성을 향상시키는 작용을 한다.This shape serves to help the discharge of the metal wear powder generated when the slide bearing 10 is in friction with the
한편, 상기 분리 홈(30)의 단면은 원호 형상이 아닌 채널 형상으로도 할 수 있다.Meanwhile, the cross-section of the
이하 실시예에 따른 본 발명의 보다 구체적인 구성과 그 작용과 그 효과를 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
아래 표 1과 같이 오일 그루브(20) 패턴이 지그재그 형상(Zigzag type)인 종래의 슬라이드 베어링과 본 발명의 슬라이드 베어링(10) 상에서 이송되는 이송부재에 대하여 각각 1톤의 하중을 가한 상태에서 각각 1㎛, 2㎛, 3㎛의 이송지령을 10회에 거쳐 실험해 보았다.As shown in Table 1 below, a load of 1 ton was applied to a conventional slide bearing having a zigzag pattern of an
총 이송거리Of conventional slide bearings
Total distance traveled
이송거리 오차Of conventional slide bearings
Feeding distance error
총 이송거리According to the present invention,
Total distance traveled
이송거리 오차According to the present invention,
Feeding
그 결과, 표 1에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 슬라이드 베어링(10)의 이송거리 오차는 종래의 슬라이드 베어링 보다 현저하게 줄어드는 것을 볼 수 있다. 특히 이송지령 거리가 짧을수록 이송거리 오차의 개선 정도는 뛰어난 것으로 나타났다.As a result, as shown in Table 1, it can be seen that the feed distance error of the slide bearing 10 of the present invention is remarkably reduced as compared with the conventional slide bearing. Especially, the shorter the feed command distance, the better the improvement of the feed distance error.
한편, 아래 표 2와 같이 오일 그루브(20) 패턴이 지그재그 형상(Zigzag type)인 종래의 슬라이드 베어링과 본 발명의 슬라이드 베어링(10)에 각각 1톤과 2.5톤의 하중을 가한 상태에서 0에서 4000mm/min의 이송 속도로 상기 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40) 상의 상대 부재를 이송시켰을 경우, 본 발명의 슬라이드 베어링(10)은 이송 모터의 부하율은 표 2와 도 7에서 보는 바와 같이 1톤에서는 6.3%, 2.5톤에서 10.2%의 이송모터 부하 저감 효과가 있는 것으로 나타났다.Meanwhile, as shown in Table 2 below, a conventional slide bearing having a zigzag pattern of the
한편, 아래 표 3과 같이 오일 그루브(20) 패턴이 지그재그 형상(Zigzag type)인 종래의 슬라이드 베어링과 본 발명의 슬라이드 베어링(10)에 대해 각각 면압 10g㎏/㎠, 이송 속도 10m/min로, 실험시간 100시간, 200시간, 300시간, 500시간동안 내마모 실험을 한 결과, 표 3과 도 7에서 보는 바와 같이 내마모 성능이 기존 지그재그 형상(Zigzag type)의 슬라이드 베어링에 비해 개선된 것으로 나타났다.On the other hand, with respect to the conventional slide bearing of which the
베어링의 마모 두께Existing Slide
Bearing wear thickness
베어링의 마모 두께Invention Slide
Bearing wear thickness
한편, 본 발명에서 가장 바람직한 슬라이드 베어링(10)의 분리 홈(30) 위치와 오일 그루브(20) 위치를 찾기 위해, 아래 표 4와 같이 오일 그루브(20)의 가로방향 길이(a)과 슬라이드 베어링(10)의 분리 홈(30)을 사이에 둔 양 측 오일 그루브(20) 간의 거리(b)의 비율(b/a)을 달리하여 슬라이드 베어링(10)을 가속 마모실험을 해보았다. 본 실험에서 상기 오일 그루브(20) 간의 거리(b)는 슬라이드 베어링(10)의 분리 홈(30)의 양측 오일 그루브(20)를 기준으로 하였으며, 오일 그루브(20)의 가로방향 길이(a)는 슬라이드 베어링(10) 마찰면(40) 중에서 슬라드 마찰이 일어나는 상대부재(60)의 가이드웨이 폭(c)의 0.72배로 하였다.In order to find the position of the
본 실험의 결과, 본 발명의 슬라이드 베어링(10)의 내마모성이 우수한 가장 바람직한 오일 그루브(20) 간의 거리(b)는 오일 그루브(20) 가로방향 길이(a)에 대해 0.8 내지 1.2 배 범위 내인 것으로 나타났다.As a result of the experiment, the distance b between the most
상술한 바와 같이 본 실시예들에 따르면, 본 발명은 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40)에 일정한 간격으로 분리 홈(30)을 형성함으로써, 슬라이드 베어링(10)의 면압을 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40) 전체에 골고루 분산시켜 슬라이드 베어링(10)의 마찰 저항을 줄일 수 있다. 또한 슬라이드 베어링(10)의 마찰면(40)과 상대부재(60)와의 마찰저항이 줄어들고, 또한 이로 인해 발생된 금속 마모분을 효과적으로 배출할 수 있으므로 인해 마찰면(40)과 상대부재(60)의 마모를 최소화 할 수 있다.As described above, according to the present invention, the
결국 이러한 윤활 특성이 향상됨으로 인해 상대부재(60)의 이송모터 부하를 줄일 수 있고, 나아가 상대부재(60)의 이송 오차를 최소화 할 수 있다.As a result, since the lubrication characteristics are improved, the load on the conveying motor of the
10; 슬라이드 베어링
20; 오일 그루브
30; 분리 홈
40; 마찰면
50; 모재
60; 상대부재 10; Slide bearing
20; Oil groove
30; Separation groove
40; Friction surface
50; Base material
60; Relative member
Claims (7)
기계용 슬라이드 베어링.The slide bearing structure for a machine tool according to claim 1, wherein the separation groove is formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the slide bearing.
Slide bearings for machines.
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