탁월한 모션 제어를 위한 구성요소

MIKI PULLEY

커플링이란

커플링이란 기계의 축과 축을 연결하여 동력을 구동축에서 종동축으로 전달하는 기계요소 부품이다. 산업기계에서는 ‘축과 축을 결합하는 부품’으로 해석되며, 일반적으로 커플링 또는 축이음, 조인트라고 불린다. 축 조인트를 영어로 표현하면 샤프트 커플링이 된다.

커플링의 역할

기계의 축과 축을 연결하여 동력을 전달하는데 이용된다. 커플링의 역할은 주로 다음과 같다.

1. 동력전달

커플링의 가장 큰 역할은 구동축과 종동축을 연결하여 동력을 전달하는 것이다.
일체화된 기계를 만드는 것도 가능하지만, 조립이 힘들고 운반하기 어렵거나 파손 된 경우에는 장비 전체를 교체 또는 수리해야하는 등의 다양한 과제가 발생한다. 이 경우 커플링이 먼저 파손되게 설계하여 모터와 같은 고가의 부품을 보호할 수 있다. 전달 동력 크기(토크)에 맞는 커플링을 선정하는 것이 매우 중요하다.

2. 설치 오차를 흡수

구동축과 종동축을 고정밀로 맞추려면 상당한 시간이 소요된다. 그래서 장착 오차를 흡수하기 위해 커플링을 사용한다. 커플링은 축과 축의 장착오차(Miss Alignment)를 흡수하여 무리 없이 정확하게 동력을 전달할 수 있다.

※ 플렉시블 커플링(Flexible Coupling)으로 분류되는 것은 축심 차이를 흡수할 수 있는 구조를 가지고 있다. 제품에 따라 편심, 편각, 축방향 변위에 대한 보정 능력이 다르기 때문에 장비 특성에 따라 적합한 커플링을 선정하는 것이 매우 중요하다.

3. 진동 흡수를 통한 장비와 주위 부품을 지킨다

구동기(전동기, 엔진 등)가 동력 전달 시, 진동이나 충격을 수반하는 경우 구동측 기계를 파괴하거나 손상하게 된다.
커플링은 진동을 흡수하여 정밀하게 종동축을 움직이는 역할 뿐 아니라 충격을 흡수하여 고가 모터, 베어링 등에 대한 파괴 및 손상을 방지한다.
※ 고무, 수지 커플링으로 분류되는 진동과 충격을 흡수할 수 있는 구조를 갖고 있다.

전자클러치 · 브레이크란

전자력을 이용하여 동력이나 회전운동을 제어하는 장치이다.
클러치는 동력 연결, 분리하는 역할을 수행하며 브레이크는 회전운동을 제동, 유지하는 역할을 담당한다. 통전 시에 일하는 타입 ‘여자작동형’과 통전 차단 시에 일하는 타입 ‘무여자 작동형’으로 구분한다.

전자클러치 · 브레이크의 역할

1) 전자클러치

전자력을 이용하여 모터를 멈추지 않고 동력을 연결하거나, 분리하기 위한 기계요소

예) 1개의 모터로 3대의 컨베이어를 가동 중, 컨베이어 A만 정지하고 싶다.

- 컨베이어 B, C 클러치 ON → 모터 컨베이어 B, C가동
- 컨베이어 A 클러치OFF → 모터 가동, 컨베이어 A동력 차단
※ 모터를 정지하지 않고 컨베이어 A만 정지 가능

2) 전자브레이크

전자력을 이용하여 동력을 정지, 유지하기 위한 기계요소

예) 반송물의 승강 기구

1. 반송부를 정해진 위치에서 정지
2. 정지 상태를 유지(정지 상태를 유지한 후 작업 실시, 짐을 올리는 작업)
※ 동력을 정지, 유지할 수 있는 역할

종류와 특징

전자클러치와 브레이크는 다양한 종류가 있다. 토크를 발생시키는 방법에 따라 분류되어 있고 용도에 따라 구분하여 사용해야 한다. ★는 미키풀리의 주력 생산 제품이다.

- 마찰식은 간단한 구조로 비교적 가격이 저렴하며 제어성이 우수하다. 산업용으로 가장 널리 사용되고 있다.

- 맞물림식(투스클러치)는 치아의 맞물림으로 토크를 전달한다. 소형으로 고 토크 전달이 가능하다.

- 공극식은 구동축과 피구동측의 공극을 갖고 있다. 공극에는 파우더가 첨가되어 히스테리시스 손실을 토크로 발생시킨다.

- 스프링식은 코일모양으로 감은 스프링이 동심축 상에 있는 입력축과 출력축을 결합시켜 토크를 발생시킨다.

마찰식 체결도구란

마찰식 체결 도구란 다양한 산업기계의 회전축과 풀리, 톱니바퀴를 체결하는데 사용되는 기계요소다. 산업기계를 시작해 공작기계, 반도체 제조장비, 식품기계 등에 폭 넓게 이용되고 있다.

마찰식 체결도구의 역할

기존의 일반적인 축 체결방법으로 주로 키나 고정나사에 의한 체결방식을 이용하였으나, 키와 고정나사로 체결하는 경우 아래와 같은 문제점이 있다.

종류와 특징

마찰식 체결도구는 수많은 체결 방식 중 하나로 범용성이 높은 쐐기방식과 유지보수성이 뛰어난 유압식 방식이 대표적이며 고객 설비에 따라 적합한 방식을 선택해야 한다.

1. 쐐기방식(메카방식)

2개의 테이퍼 링에 축 방향 힘을 가해 축과 허브 사이에 높은 마찰을 발생시켜 체결하는 방식이다.
소형으로 고토크를 전달할 수 있고 상대 부품의 가공 공차가 크게 떨어지는 경우에도 사용이 가능하다. 다만, 여러 개의 나사를 사용하여 체결하기 때문에 탈착 시간에 많은 시간이 소요된다. 따라서 탈착 횟수가 적고 고정밀 설치가 필요하지 않는 장소에서 사용하는 것을 추천한다.

동작원리

볼트를 조임으로써 아우터슬리브가 이동한다. 아우터슬리브와 이너슬리브 사이에 마찰이 발생하여 축과 허브가 체결된다.

2. 하이드로 방식(유압식 체결)

파스칼의 원리를 이용하여 체결하는 방식이다. 슬리브 내 봉입된 압력 매체를 1개의 볼트로 가압 및 압축하여 축과 허브사이에 마찰을 발생시켜 체결한다.
탈착이 간단하고 고정밀 장착이 가능한 장점이 있고, 유지보수를 위한 탈착 작업 후에도 동일한 성능을 유지한다. 고정밀의 설치가 필요하거나, 빈번한 탈착이 필요한 장소인 경우 유압식 체결방식의 체결도구 사용을 추천한다.

동작원리

볼트(가압볼트)를 조이면 슬리브 내의 압력매체(분말 또는 기름)가 가압된다. 슬리브가 확장하면 축과 허브가 면압에 의해 체결된다.(파스칼의 원리)

MIKI PULLEY는 83년이라는 역사 속에 다양한 제품의 응용 경험과 노하우를 사용자와 공유하고 있다. MIKI PULLEY코리아는 2022년 3월 21일 김진성 대표이사 취임으로 ‘속도변화, 위치결정, 회전전달’의 경영이념으로 고객의 needs에 맞게 제품선정, 엔지니어링 등 Total Solution을 제공하고 있다.

앞으로 SIMTOS 2022(5/23~27, 킨텍스), Motion Control 2022(10/5~7, 코엑스), DAMEX 2022(11/15~18, 엑스코) 전시회에서 다양한 제품을 선보일 예정이다. 자세한 제품 정보는 MIKIPULLEY 홈페이지 또는 한국지사, 남부영업소로 문의하면 된다.

자료 제공: MIKI PULLEY(www.mikipulley.kr)