‘산업현장의 맥박’ 웜감속기

웜 기어 장치로 이루어진 감속기를 웜감속기라고 부른다. 감속비가 크고 자체 제동을 할 수 있으므로 권양 운반 기계를 비롯한 일반 기계에 많이 쓰이는 웜감속기는 디자인이나 설계상의 공간적 제한을 받아 아주 좁은 공간을 활용해야 할 경우, 문제를 해결할 수 있는 가장 좋은 산업 현장의 솔루션으로 인정받고 있다.

특히 웜감속기는 기계적 로스가 상대적으로 큰 편이긴 하지만, 상하로 움직이는 기구물에는 중력으로 인해 흘러내리는 문제를 아주 간단히 해결 할 수 있는 장점도 지니고 있기에, 산업현장의 중추인 컨베어 벨트를 비롯해 승강기, 자동차 등 동력이 필요한 곳에 어김없이 들어가는 부품으로 ‘산업현장의 맥박’이라 불리기도 한다.

글|김병규 기자(dhlee@motioncontrol.co.kr)

 

웜감속기 시장도 ‘경쟁 모드’

모든 산업군이 마찬가지겠지만, 국내 웜감속기 시장도 치열한 경쟁체제에 접어든지 꽤 됐다. 특히 일본이나 유럽의 고가제품을 비롯해 중국발 저가제품, 그리고 국내에서 자체제작 되는 제품들까지 소비자 구미에 맞는 웜감속기가 해마다 선보이고 있는 실정이다.

이에 많은 국내를 기반으로 한 업체들은 연구개발(R&D)을 통해 지속적으로 제품의 품질에 대한 신뢰성을 확보해 나가고 있으며, 웜감속기를 수입해 국내에 공급하는 업체들도 보다 수준 높은 품질의 제품을 확보하기 위해 노력을 기울이고 있다. 이에  자동차, 건설, 중장비 등에서 산업용 로봇을 비롯한 자동화 설비, 정밀기계, 의료기기 등의 첨단산업에까지 수요가 확대된 가운데 이들 소비자는 각각에 적합한 웜감속기 제품들을 선택해 사용할 수 있는 폭이 넓어졌다고 업계 관계자들은 전하고 있다.

하지만 반면 품질이 떨어지는 제품을 구매할 경우 추후 산업현장에서의 도움보다는 골칫거리로 전락하기 쉬운 제품이 웜감속기라고 일각에서는 말하고 있다. 이에 소비자는 웜감속기의 특징을 자세히 알아보고, 자신에게 맞는 제품을 선택해 사용해야 하며, 설치 시에도 오랫동안 활용할 수 있는 올바른 설치방법을 숙지해야 한다.

올바른 제품 선정방법

그렇다면 소비자에게 적합한 올바른 웜감속기 선정방법은 무엇일까? 가장 먼저 입력축 회전수(R.P.M)를 고려해야 한다. COUPLING에 의한 직결 또는 BELT PULLEY에 의한 연결방식인 경우 입력회전수는 600~1800rpm까지 사용하는 것이 일반적 이다. 입력 회전수가 300rpm 이하의 경우는 출력 토크를 고려하여 1단계 높은 형번의 감속기를 선정해야 하며, 특히 감속기의 윤활에 충분한 고려가 되어야 한다.

웜감속기의 효율은 WORM의 LEAD각, WORM의 원주속도, 재질에 의한 마찰계수에 의해 결정된다는 점도 알아두면 좋다. 또한 웜감속기의 전달 용량을 결정하는 강도 계산식에는 하중의 상태가 균일하고 하루 8시간 연속운전이라는 이상적인 조건하에서 설계되어 있기에 TORQUE나 속도가 주기적으로 혹은 연속적으로 반복되거나 충격하중이 빈번하게 가해질 경우에는 표준적인 하중계수표에 의해 고객 각자의 사용조건과 적합한 형번을 선정해야 한다.

설치 및 사용 시 주의사항

웜감속기는 통상 일반 원통치차 감속기와 비교하면 거의 미끄럼운동에 의한 동력전달을 하기 때문에 마찰 손실이 크고 상승온도가 높게 된다. 국내에 공급되고 있는 대부분의 감속기는 이런 점을 보완하기 위해 상승온도의 한계치를 규정하여 설계되어 있다. 주위온도가 상온보다 대단히 높은 경우는 동력전달 능력이 감소되므로 충분한 여유를 보고 감속기를 선정해야 하며, 윤활유도 점도가 높은 것을 사용하여 반드시 유조(CASE)의 온도한계 내에서 사용될 수 있도록 해야 한다. 또한 웜감속기에서는 윤활유의 온도와 실온과의 차이가 50℃, 유조의 최고온도는 80℃ 정도라는 점을 알아두어야 한다.

한편 GRAR의 편심, 치두께 오차, 치형오차, 피치오차 및 CASE의 중심거리, BEARING부의 평행도 등 제작상의 오차가 적지 않게 발생되므로 감속기가 완성되어 운전을 시작하면 온도상승을 동반한 각 부분에 열팽창이 생겨 GEAR, 축, BEARING, CASE에 변형을 일으키는 것도 고려해 웜감속기를 선정해야 한다. 치차가 열과 소음을 발생하지 않고 부드럽게 운전하기 위해서는 반드시 적당한 BACK LASH가 필요하다.

또한 입, 출력축에 COUPING, SPROCKET등을 조립 할 때 망치 등으로 때려 박을 경우 BEARING의 파손이나 감속기 고장의 원인이 될 수가 있으며 감속기의 중심에 가능하면 전달기구를 가까이 취부하는 것이 하자 발생 및 사고를 방지 할 수 있으며, 표준치수 이상으로 축을 길게 사용할 경우에는 축의 중간이나 끝단부에 BEARING을 설치해야 한다.

감속기 설치 시 감속기 설치면은 충분한 평면을 유지해야 하며 원동기 축과 감속기 입력축의 높이 및 감속기 출력축과 피동기 축의 높이 등이 일치하지 않으면 관련기계의 성능과 수명에 큰 영향이 있을 수 있다. 축이음은 FLEXIBLE 운동을 할 수 있는 것이 좋으며 전달기구의 폭 방향의 중심은 감속기 축과 피동기 축 모두 일직선 상에 있는 것이 중요하다.

이런 것이 지켜지지 않으면 감속기의 소음, 발열 및 축의 파손이나 CASE의 파손을 초래하기도 한다. 만약 웜감속기를 옥외에서 사용될 경우에는 눈, 비 등이 직접 맞지 않도록 COVER등을 부착하여 사용해야 하며, 물이 감속기 내에 들어가면 윤활유의 변질로 인해 감속기의 성능과 수명이 저하된다는 사실도 고려해야 한다.