C-Lube를 내장하여 급유공수 절감을 실현한 초소형 리니어 베어링

IKO
 

특정 산업에서는 구성 요소와 기계가 까다로운 성능 기준을 충족하기 위해 소형이어야 한다. 반도체와 의료, 수술, 로봇 공학, 정밀 기계 분야에서 제한된 공간과 움직임이 수반된 애플리케이션이 사용된다. 예를 들어 섬세한 웨이퍼 제작과 의료 진단 절차, 수술 로봇 요구를 처리하도록 설계된 특수 장비에는 매우 작은 부품이 필요하다. 여기에는 유지보수는 최소로 하면서 소형이지만 강한 성능의 모션 제어 구성 요소도 포함된다.

베어링 크기의 범위가 1~25mm인 경우, 그보다 큰 구성품보다 부하 용량과 유지보수 문제가 두드러진다. IKO는 통합된 윤활 시스템과 소형 선형 가이드에서 내식성을 촉진하는 특수 재료를 사용해 이와 같은 과제를 해결한다.

제로 유지보수 윤활

베어링과 관련된 이동 시스템에서 가장 고려해야 할 사항은 적절한 윤활이다. 윤활은 부품과 기계류가 작을수록 윤활유 공급 부위에 접근하기 어려워지므로 더 중요하다. IKO는 윤활 요소 C-Lube를 소형 리니어 가이드 제품에 내장했다. 그 덕분에 모세관 작용으로 작동이 오래 지속되고 유지보수의 필요성이 없어졌다.

C-Lube는 윤활 방식을 제어해서 20,000km를 주행한다. 이 기술은 3mm 너비의 작은 베어링에서 구현된다. C-Lube 장치는 트랙 레일에 닿지 않고 구름 저항(rolling resistance)을 증가시키지 않아 모션이 부드럽다. 마찰을 최소화하는 것은 반도체와 전자 제조에 쓰이는 고속 또는 빠른 가속을 수반한 애플리케이션에 특히 중요하다.

여러 가지 크기와 하중 용량

소형 리니어 베어링은 크기와 하중 등급의 옵션이 제한된다. 대조적으로 IKO는 트랙 너비가 1~25mm인 표준 소형 제품군과 42mm까지의 넓은 캐리지를 제공한다. 또한 추가 유연성을 위해서 소형 캐리지를 4가지 길이로 제공한다. 더 큰 하중이 필요한 애플리케이션의 경우, 더 긴 캐리지로 볼을 더 수용해서 안정성을 높인다.

서로 다른 트랙 폭과 슬라이더 길이를 잘 들어맞게 해서, 소형 리니어 가이드가 필요한 애플리케이션 대부분을 충족하는 소형 베어링 시스템을 구축한다. 크기가 작다고 부하 용량이 줄어드는 것은 아니다. 예를 들어, IKO의 가장 큰 미니어처 가이드는 진행 축에서 16,700N 이상의 동적 하중과 320Nm 이상의 모멘트 하중 등급을 특징으로 한다. 적절한 크기의 베어링 시스템을 선택하면 마찰이 거의 없어서 기계 운동이 정확해진다. 이는 정밀한 움직임이 필요한 의료와 수술 도구 애플리케이션에 중요하다.

고성능 재료와 코팅

미니어처 베어링은 종종 재료를 선택할 때 가능한 옵션이 거의 없다. 이렇게 옵션을 제한하면, 설계 엔지니어와 기계 제작업체는 더 큰 시스템을 구성하는 대안으로 사양을 과도하거나 부족하게 한다. 소형 리니어 가이드를 위한 애플리케이션의 요구 사항을 충족하려면 다양한 재료와 마감 처리를 제공하는 공급 업체와 협력해야 한다.

IKO의 미니어처 가이드는 레일을 스테인리스강이나 탄소강(carbon steel)으로 만든다. 스테인리스강은 클린 룸이나 까다로운 환경에 쓰인다. 반면에 고탄소강은 다목적으로 설계됐다. 스테인리스강 재질의 엔드 플레이트는 극한의 열이 발생하는 애플리케이션에 적합하다. 특수 등급의 비자성강은 자기 공명 영상(MRI) 기계를 포함한 특정 의료와 수술 장비와 같이 자기장에 민감한 분야에 사용한다.

캐리지 안의 볼은 스테인리스강, 탄소강, 세라믹의 세 가지 재질로 만든다. 습도가 높은 환경에서는 스테인리스강에도 부식이 발생한다. 그러므로 세라믹 볼을 선택해야 한다. 스테인리스강에 비교하여 세라믹은 강성이 높고 변형이 적다.
또한 속도 개선과 소음 감소에 탁월하다. 또 다른 옵션으로 특수 코팅이 있다. 습도가 높은 극한 환경에서 내부식성 코팅은 레일과 하우징을 별도로 보호하기 위한 것이다.

호환성을 통한 유연성

여러 구성 요소로 설계된 시스템에서, 최악의 상황은 부품 하나만 고장 나더라도 완전히 새로운 시스템을 구입해야 할 때이다. 이를 위해 필요에 따라 혼합과 일치, 교체할 수 있는 부품을 갖춘 리니어 가이드 시스템을 찾아야 한다. 예를 들어, IKO는 캐리지 장치와 레일을 별도로 제공한다. 베어링에 문제가 있으면 고장 난 캐리지 유닛을 새것으로 교체하면 된다. 유지보수의 간소화 외에도, 호환성은 필요에 따라 가이드 시스템을 수정하는 옵션이 된다. 레일 길이는 주문에 따라서 절단하고, 캐리지를 추가하거나 제거해서 제조 요구 변화에 따른 개선된 유연한 시스템을 구축할 수 있다.

자료 제공: IKO(www.ikont.com)