전동 리니어 액추에이터의 스핀들(리드 스크류) 작동 방식

액추에이터의 효율성은 모터, 기어 및 스핀들, 그리고 이들 구성 요소가 어떻게 함께 작동하는지와 직접적으로 관련이 있습니다.

전동 액추에이터는 스핀들과 그 모양 때문에 적용된 하중에 상관없이 항상 동일한 출력 전력을 제공하지만, 유압 또는 공압 시스템은 push 또는 pull 사이에서 효율성이 달라집니다. 그러한 시스템의 경우 압력이 동일하더라도, Pull 시 내향으로 이동하면서 오일 또는 공기가 통과하는 내부 영역은 더 작아지고, Push 시 효율성은 상대적으로 더 낮아집니다.

전동 액추에이터는 하중에 관계없이 Push나 Pull에서 동일한 속도로 작동할 수 있습니다.

이러한 액추에이터 출력 전력을 사용하여 낮은 속도로 높은 하중을 이동시키거나 그 반대로 할 수도 있습니다. 하중에 속도를 곱하면 올바른 움직임에 필요한 출력 전력을 얻을 수 있습니다. 이는 필요한 액추에이터 모델을 결정하는 데 좋은 지표가 됩니다. LINAK^® 액추에이터를 사용하면 다양한 기어 및 스핀들 피치 중에서 선택하여 이상적인 솔루션을 얻을 수 있습니다.

전동 리니어 액추에이터에는 다양한 유형의 스핀들 및 스핀들 너트가 있으며, 항상 액추에이터에 필요한 하중 및 성능에 따라 선택하면 됩니다. 예를 들어, 더 무거운 하중을 들어올리려면 너트의 길이가 더 길어야 너트의 나사산 사이에 하중이 더 잘 분산됩니다.

최적의 스핀들 출력 효율을 얻으려면 스핀들 형상을 고려해야 합니다. LINAK 산업용 액추에이터에 사용되는 스핀들 형상으로는 사다리꼴, 하이 프로파일, 로우 프로파일이 있습니다.

스핀들 피치란 너트가 스핀들 주위를 360도 회전하며 이동하는 거리입니다. 따라서, 스핀들 피치가 12mm라면, 너트는 스핀들이 한 바퀴 회전할 때 12mm를 이동하게 됩니다.

스핀들 피치가 높을수록 너트와 스핀들 사이의 마찰이 적어지므로 액추에이터의 효율이 높아집니다.

반면, 스핀들 피치가 높다는 것은 self-lock 기능이 떨어진다는 의미이기도 합니다. 액추에이터는 self-lock 기능으로 인하여, 목표 위치에 멈췄을 때 후진 구동하지 않습니다. 높은 하중이나 진동에 노출되더라도 마찬가지입니다. 물론 작동이 되어야 하는 경우에는 예외입니다.

일반적으로 효율성 낮은 스핀들의 경우, 액추에이터는 self-lock 방식입니다.

액추에이터가 self-lock 방식이 아닌 경우, 액추에이터를 고정된 위치에 유지하기 위해 브레이크가 사용됩니다.

액추에이터의 스트로크 길이는 액추에이터가 이동하거나 확장되는 최대 거리를 의미합니다. 이는 액추에이터가 완전히 수축된 위치에서 완전히 확장된 위치까지 선형 모션의 범위입니다. 본질적으로, 이는 액추에이터의 로드 또는 피스톤이 한 번의 동작으로 얼마나 멀리 이동할 수 있는지를 측정하는 것입니다.

액추에이터의 스트로크 길이는 스핀들의 길이에 따라 다릅니다. LINAK^® 액추에이터는 일반적으로 매우 다재다능하며, 고객의 요청에 따라 스트로크 길이를 최대 1.20 m로 지정할 수 있습니다. 그러나 스트로크 길이가 긴 액추에이터를 고려할 때는 몇 가지 한계가 있습니다. Push에서 긴 스트로크를 실행할 때는 최대 하중 사양을 줄입니다. 그 이유는 하중이 높고 스핀들 상의 너트가 내부 위치로부터 멀리 떨어질수록, 액추에이터에 더 큰 부담이 가해지기 때문입니다.

안전이 최우선시되는 기계의 경우, 액추에이터에 안전 너트를 추가할 수 있습니다. 예를 들어 스핀들 너트 내부의 나사산(thread)이 마모되면, 너트가 즉시 전체 하중을 지탱하게 되고 액추에이터가 안쪽으로 이동합니다. 이 경우 액추에이터가 더 이상 바깥쪽으로 움직이지 않으므로 교체해야 합니다.