1.2.1 슬라이드와 가이드 레일
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드 레일 시스템은 가이드 레일과 전동체를 내장한 슬라이드로 구성됩니다. 전동체는 슬라이드 내부에 밀봉된 궤도면 위에서 운행되며, 이를 통해 슬라이드가 가이드 레일 위에서 무제한 직선 운동을 구현할 수 있습니다. 전동체 궤도는 하중 영역과 회귀 영역으로 나뉩니다.
그림 1.5 - 슬라이드와 가이드 레일 구조: 1 슬라이드 2 가이드 레일
전동체 순환 유닛
전동체 순환 유닛은 슬라이드 내부에 위치하며, 하중 영역과 회귀 영역을 포함합니다. 하중 영역에서 전동체는 외부 하중을 지지하고 전달하며, 회귀 영역에서 전동체는 무부하 상태로 돌아갑니다.
기준면과 체결
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드 레일은 가이드 레일 바닥면과 측면 위치 결정면을 통해 주변 구조에 체결됩니다. 가이드 레일 바닥면의 지지면은 SCHNEEBERGER에 의해 전체 표면적으로 설계되어 최대 가능한 접촉 면적을 실현합니다.
측면 위치 결정면은 연결 구조와의 측면 지지 및 방향 결정을 위해 표준적으로 한쪽에 설계됩니다. 요청에 따라 양쪽 위치 결정면도 제공할 수 있습니다.
고정 구멍 배치
나사 고정 구멍 사용
슬라이드 고정 구멍을 관통 구멍으로 사용
관통 구멍이 있는 가이드 레일
하부에 나사 고정 구멍이 있는 가이드 레일
정밀도 요구사항
장착면과 위치 결정면의 품질 및 상호 위치 관계는 가이드 레일의 기하학적 정밀도와 사용 수명에 영향을 미칩니다. 따라서 이러한 표면은 높은 품질 표준에 따라 정밀 가공해야 합니다.
1.2.2 개별 구성요소와 액세서리
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드 레일의 슬라이드는 여러 구성요소로 이루어져 있습니다. 핵심은 고급 볼 베어링강으로 제작된 부하체로, 고정 구멍과 전동체의 궤도 및 회귀 통로를 갖추고 있습니다.
전동체
롤러 또는 강구가 전동체로 사용되며, 모두 경화된 볼 베어링강으로 제작됩니다.
안내 구성요소
슬라이드 본체의 또 다른 구성요소는 통합 종방향 와이퍼가 있는 합성수지 안내 구성요소입니다.
순환 유닛
전동체의 순환 유닛도 슬라이드 본체의 구성요소입니다.
전면 플레이트
전면 플레이트에는 통합 횡방향 와이퍼가 있어 슬라이드 전면을 실링하고 윤활제 분배를 담당합니다.
그림 1.6 - MONORAIL MR 롤러 가이드 레일의 기본 장비
기본 장비 구성요소:
액세서리 옵션
슬라이드는 추가 와이퍼, 금속 와이퍼 또는 윤활 플레이트 등의 액세서리로 업그레이드할 수 있으며, 이러한 액세서리는 전면 플레이트 앞에 장착되어 특정 응용에 대한 시스템 적응을 지원합니다.
그림 1.7 - MONORAIL MR 롤러 가이드 레일의 액세서리 옵션
액세서리 옵션:
1.2.3 유형과 설계 원칙
적용 표준
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드 레일은 다양한 치수와 유형으로 제공됩니다. 이러한 기계 구성요소에 대한 일관된 표준을 확립하기 위해, 가장 중요한 설계 요소가 산업 표준 DIN 645 제1부에 수록되었습니다.
전동체 배열
전동체의 열수와 배열은 전동체 형상, 롤러 접촉, 가용 장착 공간, 전달 가능한 힘 및 기타 요인에 따라 결정됩니다. 2열, 4열 또는 그 이상의 전동체 열을 가진 가이드 레일이 있습니다.
가이드 레일 유형:
SCHNEEBERGER MONORAIL 롤러 가이드 레일
기하학적 구조:
- 4열
- 선접촉
- O형 기하학적 구조
SCHNEEBERGER 제품:
- MONORAIL MR
- MONORAIL AMS 3B
- MONORAIL AMSABS 3B
- MONORAIL AMSA 3L
가이드 레일 유형:
SCHNEEBERGER MONORAIL 강구 가이드 레일
기하학적 구조:
- 4열
- 2점 접촉
- O형 기하학적 구조
SCHNEEBERGER 제품:
- MONORAIL BM
- MONORAIL BZ
- MONORAIL AMS 4B
- MONORAIL AMSABS 4B
X형 및 O형 기하학적 구조
성형 레일 가이드 레일의 궤도 배열은 X형 기하학적 구조와 O형 기하학적 구조로 구분됩니다. 소위 O형 기하학적 구조에서는 전동체 궤도가 90° 편위되어 보다 큰 내부 간격을 실현할 수 있습니다. 따라서 가이드 레일은 모든 방향에서의 높은 하중력과 모멘트를 일관되게 견딜 수 있습니다.
X-geometry with spacing as
X형 기하학적 구조, 간격 as
O-geometry with spacing as
O형 기하학적 구조, 간격 as
접촉각
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드 레일의 궤도는 다양한 방향에서의 힘을 견딜 수 있도록 특정 각도로 배열됩니다. 접촉각 α는 DIN ISO 14728에 따라 가이드 레일에 작용하는 힘의 방향과 접촉선 사이의 각도로 정의됩니다.
Contact angle of the rolling element with the guide rail
전동체와 가이드 레일의 접촉각
접촉각 매개변수 설명:
SCHNEEBERGER 접촉각
모든 SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드 레일의 접촉각은 α = 45°이며, 따라서 모든 방향에서의 높은 하중력을 동시에 견딜 수 있습니다.
1.2.4 재료
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드 레일의 레일과 슬라이드는 고급 공구강과 각종 고급 플라스틱을 재료로 사용합니다. 액세서리 부분에는 비철금속과 알루미늄이 사용됩니다.
| 구성요소 | 재료 |
|---|---|
| 가이드 레일 | 볼 베어링강, 궤도 또는 레일 전체 경화 |
| 슬라이드 본체 | 볼 베어링강, 본체 완전 경화 |
| 전동체 | 볼 베어링강, 경화 |
| 전면 플레이트 | PA, 사출 성형 |
| 순환 유닛 | POM 및 폴리아미드, 사출 성형 |
| 추가 와이퍼 | NBR 또는 FPM (Viton) 실링 립용, 스테인리스강 캐리어 플레이트용 |
| 금속 와이퍼 | 스테인리스강, 내식성 |
| 리딩 헤드 | 스테인리스강, 내식성 |
1.2.5 경화 공정
충분히 높은 부하 능력과 긴 사용 수명을 달성하기 위해, 전동체와 접촉하는 성형 레일 가이드 레일의 표면은 높은 표면 경도를 갖추어야 합니다. 최적의 성능을 보장하기 위해 레일과 슬라이드에는 서로 다른 경화 공정이 적용됩니다.
가이드 레일 경화
가이드 레일의 경우, 전동체 궤도를 표면 경화(유도 경화)하거나 레일 전체를 완전 경화할 수 있습니다.
Inductively hardened guide rail with hardness zone (1) based on the example of an MR guide rail
MR 가이드 레일을 예로 든 유도 경화 가이드 레일, 경화 영역 (1) 표시
Fully hardened guide rail based on the example of an MR guide rail
MR 가이드 레일을 예로 든 완전 경화 가이드 레일
유도 경화 가이드 레일
유도 경화는 가이드 레일의 전동체 궤도 영역만을 경화하는 표면 경화 방법입니다. 이 방법은 고주파 전류를 사용하여 표면에 열을 발생시킨 후 급속 냉각하여 경화층을 형성합니다.
유도 경화 가이드 레일의 특징:
- 궤도 영역만 경화
- 경화 깊이 제어 가능
- 가이드 레일 코어의 원래 인성 유지
- 대형 치수의 가이드 레일에 적합
완전 경화 가이드 레일
완전 경화는 가이드 레일 전체에 열처리를 하여 전체 구성요소가 균일한 높은 경도에 도달하게 하는 방법입니다. SCHNEEBERGER의 완전 경화 가이드 레일은 추가적인 이점을 제공하며, 특히 가혹한 환경 조건에 적합합니다.
완전 경화 가이드 레일의 특징:
- 가이드 레일 전체 균일 경화
- 표면 경도 58-62 HRC 달성
- 모든 표면이 높은 내마모성 보유
- 높은 표면 품질이 요구되는 응용에 적합
완전 경화 가이드 레일의 장점
- 와이퍼 사용 수명 연장 - 경화 표면이 마모를 감소
- 표면을 보호 커버의 슬라이딩면으로 사용 가능
- 절삭 칩 및 오염물 침입으로부터 가이드 레일 보호
- 부식성 환경에서 우수한 성능
- 연삭을 통해 더 높은 표면 품질 달성 가능
슬라이드 경화
슬라이드의 부하체는 고급 볼 베어링강으로 제작되며, 완전 경화(통체 경화) 처리됩니다. 이를 통해 슬라이드가 지속적인 전동 접촉 하중을 견딜 수 있는 충분한 경도와 내마모성을 보장합니다.
Force F is applied against deformation dx up to breaking point
힘 F가 변형 dx에 대해 파단점까지 작용
범례 설명:
빨간색 선 - 완전 경화 (fully hardened)
회색 선 - 유도 경화 (inductively hardened)
완전 경화 슬라이드의 장점
과도한 하중을 받을 때 유도 경화 슬라이드는 소성 변형이 발생하여 변형량 x가 지속적으로 증가합니다. 반면 완전 경화 슬라이드는 파단점까지 탄성 거동을 유지하여 보다 예측 가능한 성능을 제공합니다.
슬라이드 경화의 특징:
- 슬라이드 본체 완전 경화
- 전동체 궤도의 높은 표면 경도
- 전동체와의 최적 배합 보장
- 장기적으로 안정된 기하학적 정밀도 제공
경화 공정의 선택
적절한 경화 공정의 선택은 가이드 레일 치수, 응용 환경 및 성능 요구사항을 포함한 다양한 요인에 따라 결정됩니다. SCHNEEBERGER는 제품 시리즈와 고객 요구에 따라 다양한 경화 옵션을 제공합니다.
| 구성요소 | 경화 방식 | 경화 범위 | 표면 경도 |
|---|---|---|---|
| 가이드 레일 (유도 경화) | 유도 경화 | 궤도 영역만 | 58-62 HRC (궤도) |
| 가이드 레일 (완전 경화) | 통체 경화 | 가이드 레일 전체 | 58-62 HRC (전체 표면) |
| 슬라이드 | 완전 경화 | 슬라이드 본체 전체 | 58-62 HRC |
| 전동체 | 완전 경화 | 전체 | 60-64 HRC |