1.2.1 캐리지와 가이드 레일
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드웨이 시스템은 전동체를 포함한 가이드 레일과 캐리지로 구성됩니다. 전동체는 캐리지 내부에 밀폐된 궤도면을 따라 주행하며, 이를 통해 캐리지는 가이드 레일 위에서 무제한 직선 운동을 실현할 수 있습니다. 전동체 궤도면은 하중 영역과 귀환 영역으로 나뉩니다.
그림 1.5 - 캐리지와 가이드 레일 구조: 1 캐리지 2 가이드 레일
전동체 순환 유닛
전동체 순환 유닛은 캐리지 내부에 위치하며 하중 영역과 귀환 영역을 포함합니다. 하중 영역에서는 전동체가 외부 하중을 지지하고 전달하며, 귀환 영역에서는 전동체가 무하중 상태로 귀환합니다.
기준면 및 고정
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드웨이는 가이드 레일 베이스면과 측면 위치결정면을 통해 주변 구조물에 고정됩니다. 가이드 레일 베이스의 지지면은 가이드 레일과 주변 구조물 간 접합부에서 가능한 최대의 강성을 얻을 수 있도록 SCHNEEBERGER가 전체 면적으로 설계했습니다.
측면 위치결정면은 표준적으로 한쪽 면에 설계되어 연결 구조물과의 측면 지지 및 방향 정렬을 담당합니다. 요청 시 양면 위치결정면도 제공할 수 있습니다.
고정 구멍 배치
나사 고정 구멍 사용
캐리지 고정 구멍을 관통 구멍으로 사용
관통 구멍이 있는 가이드 레일
아래쪽에서 나사 고정 구멍이 있는 가이드 레일
정밀도 요구사항
장착면과 위치결정면의 품질 및 상호 위치 관계는 가이드웨이의 기하학적 정밀도와 사용 수명에 영향을 미칩니다. 따라서 이러한 면은 높은 품질 기준에 맞춰 정밀 가공되어야 합니다.
1.2.2 개별 구성품 및 액세서리
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드웨이 캐리지는 여러 구성품으로 이루어져 있습니다. 핵심은 고급 볼 베어링강으로 제작된 하중 지지 본체로, 고정 구멍과 전동체용 궤도면 및 귀환 보어를 갖추고 있습니다.
전동체
전동체로는 롤러 또는 강구가 사용되며, 모두 경화 처리된 볼 베어링강으로 제작됩니다.
안내 요소
캐리지 본체의 또 다른 구성품은 종방향 와이퍼가 일체화된 합성수지 안내 요소입니다.
순환 유닛
전동체용 순환 유닛 또한 캐리지 본체의 구성품입니다.
엔드 플레이트
횡방향 와이퍼가 일체화된 엔드 플레이트는 캐리지 전면을 밀폐하며 윤활제 분배를 담당합니다.
그림 1.6 - MONORAIL MR 롤러 가이드웨이의 기본 구성
기본 구성품:
액세서리 옵션
캐리지는 추가 와이퍼, 금속 스크레이퍼, 윤활 플레이트 등의 액세서리로 업그레이드할 수 있으며, 이는 엔드 플레이트 앞쪽에 장착되어 특정 용도에 맞춘 시스템 조정을 지원합니다.
그림 1.7 - MONORAIL MR 롤러 가이드웨이용 액세서리 옵션
액세서리 옵션:
1.2.3 유형 및 설계 원칙
적용 표준
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드웨이는 다양한 크기와 유형으로 제공됩니다. 이러한 기계 요소에 대해 일관된 표준을 확립하기 위해, 가장 중요한 설계 요소들이 업계 표준 DIN 645 Part 1에 정리되어 있습니다.
주요 제품 표준
개별 구성품
전동체 배열
전동체 열의 수와 배열은 전동체 형상, 롤러 접촉 방식, 사용 가능한 설치 공간, 전달 가능한 힘 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 전동체가 2열, 4열 또는 그 이상인 가이드웨이가 있습니다.
가이드웨이 유형:
SCHNEEBERGER MONORAIL 롤러 가이드웨이
기하 구조:
- 4열
- 선 접촉
- O형 배열
SCHNEEBERGER 제품:
- MONORAIL MR
- MONORAIL AMS 3B
- MONORAIL AMSABS 3B
- MONORAIL AMSA 3L
가이드웨이 유형:
SCHNEEBERGER MONORAIL 볼 가이드웨이
기하 구조:
- 4열
- 2점 접촉
- O형 배열
SCHNEEBERGER 제품:
- MONORAIL BM
- MONORAIL BZ
- MONORAIL AMS 4B
- MONORAIL AMSABS 4B
X형 배열과 O형 배열
프로파일 레일 가이드웨이의 궤도면 배열은 X형 배열과 O형 배열로 구분됩니다. 이른바 O형 배열에서는 전동체 궤도면이 90° 오프셋되어 더 큰 내부 간격을 확보할 수 있습니다. 따라서 가이드웨이는 모든 방향에서 발생하는 높은 하중과 모멘트를 일관되게 견딜 수 있습니다.
간격 as를 갖는 X형 배열
간격 as를 갖는 O형 배열
접촉각
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드웨이의 궤도면은 다양한 방향의 힘을 견딜 수 있도록 특정 각도로 배열되어 있습니다. 접촉각 α는 DIN ISO 14728에 따라 가이드웨이에 작용하는 힘의 방향과 접촉선 사이의 각도로 정의됩니다.
전동체와 가이드 레일 간의 접촉각
접촉각 매개변수:
SCHNEEBERGER 접촉각
모든 SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드웨이는 접촉각 α = 45°를 가지며, 이를 통해 모든 방향에서 오는 높은 하중을 동시에 견딜 수 있습니다.
1.2.4 재질
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드웨이의 레일과 캐리지는 재질로 고급 공구강과 다양한 고급 플라스틱을 사용합니다. 일부 액세서리에는 비철 금속과 알루미늄이 사용됩니다.
| 구성품 | 재질 |
|---|---|
| 가이드 레일 | 볼 베어링강, 궤도면 또는 레일 전체 경화 처리 |
| 캐리지 본체 | 볼 베어링강, 본체 완전 경화 처리 |
| 전동체 | 볼 베어링강, 경화 처리 |
| 엔드 플레이트 | PA, 사출 성형 |
| 순환 유닛 | POM 및 폴리아미드, 사출 성형 |
| 추가 와이퍼 | 실링 립은 NBR 또는 FPM(Viton), 캐리어 플레이트는 스테인리스강 |
| 금속 스크레이퍼 | 스테인리스강, 내식성 |
| 리딩 헤드 | 스테인리스강, 내식성 |
1.2.5 경화 공정
충분히 높은 부하 능력과 긴 사용 수명을 달성하기 위해, 프로파일 레일 가이드웨이의 경우 전동체와 접촉하는 면은 높은 표면 경도를 가져야 합니다. 이를 위해 가이드 레일과 캐리지는 전동체 궤도면만 경화 처리되거나, 가이드 레일 전체와 캐리지 본체 전체가 경화 처리됩니다.
가이드 레일
SCHNEEBERGER는 고주파 경화된 궤도면을 가진 가이드 레일과 완전 경화된 가이드 레일을 모두 제공합니다. 충분한 부하 능력을 확보하는 것 외에도, 가이드 레일의 경화된 표면은 용도에 따라 연질 표면과 비교하여 다음과 같은 장점을 제공합니다:
MR 가이드 레일을 예로 든 경화 구역(1)을 가진 고주파 경화 가이드 레일
MR 가이드 레일을 예로 든 완전 경화 가이드 레일
- 와이퍼의 긴 사용 수명
- 표면을 보호 커버용 주행면으로 사용 가능(완전 경화 가이드 레일에만 해당)
- 유입되는 절삭칩으로부터 가이드 레일 보호(완전 경화 가이드 레일에만 해당)
캐리지
캐리지의 강철 본체는 전체 사용 수명 동안 일정한 정밀도로 긴 사용 수명을 달성하는 데 있어 핵심 요소입니다. 극한의 하중 조건에서도 캐리지의 소성 변형 없이 전체 운전 기간 동안 이러한 까다로운 요구사항을 유지하기 위해, SCHNEEBERGER는 모든 제품에 고급 롤러 베어링강을 사용합니다. 이를 통해 주행면뿐만 아니라 캐리지의 전체 단면이 경화 처리됩니다. 권장 수준을 초과하는 하중을 받더라도, 원칙적으로 소성 변형이 발생할 수 없으므로 SCHNEEBERGER 캐리지는 공장 출하 시의 특성을 그대로 유지합니다.
힘 F는 파단점까지 변형 dx에 대항하여 가해집니다. 과도한 하중이 가해질 경우 고주파 경화 캐리지는 소성 변형을 겪으며, 변형 x가 계속 발생합니다.
범례: 1 하중 상태 2 무하중 상태 빨강 = 완전 경화 회색 = 고주파 경화
완전 경화 캐리지의 장점:
- 전체 운전 기간 동안 캐리지 본체의 높은 치수 안정성
- 과부하 또는 충돌 시에도 캐리지의 소성 변형 없음
- 불명확한 형상 오차 및 예압 손실 없음
- 파단점까지 높은 힘 흡수 능력
- 캐리지의 연삭된 위치결정면은 운송, 보관, 설치 및 시운전 중에 손상되거나 긁히지 않음