한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회논문집
서론
1.
각 접촉 볼베어링은 고속 고정밀성을 가지며, 여러 방향의 복합하중을 지지할 수 있는 장점이 있어 공작기계 스핀들을 비롯한 여러 회전운동 유니트에 사용 되고 있다 원하는 회전 운동을 제외. 한 원하지 않는 자유도의 오차에 해당하는 것이5 회전정밀도이다 이 오차에는 축의 회전운동에 대. 한 오차 뿐 아니라 축의 가공 오차 베어링의 특성, , 스핀들의 조립 단계에서의 오차 등이 포함 된다. 기존의 연구는 회전체 운동의 진동성분의 분석, 주축의 회전정밀도 등의 연구가 주를 이루었지만, 본 연구는 스핀들 회전정밀도에 각 접촉 볼베어링 이 어떠한 요소들로 나타나는지 분석하고 이를 개념을 사용하여 UPR (Undulations Per Revolution) , 회전을 중심으로 분석 하고자 한다.2. UPR (Undulation Per Revolution)
앞서 말한UPR이란, Undulation Per Revolution의 약자로 신호 분석 시 도메인에 해당하는 것으로 주파수 시간 인덱스 도메인 등을 대체 할 수 있다, , . 이며 이 개념은 회전의 UPR = index K / no. revs ,
동기와 비동기 오차의 구분이 쉬워지며 회전정밀 도의 특성을 분석하여 특정 요소 성분의 크기와 회전당 발생하는 성분을 분석하는데 있어서 용이 1 하다.
회전정밀도 특성 분석
3.
과 는 각 접촉 볼베어링을 사용한 고속스 Fig 1. 2. 핀들의1000rpm과10000rpm에서의 회전정밀도 그 래프 이고, Table 1.은Fig 1.과 그래프의 회전정밀2. 도 오차 이다 그래프로 알 수 있는 점은. 10000rpm에 서4lobe성분이 크게 나타나는 것을 볼 수 있지만, 그 크기나 그 외에 어느 특정 성분이 회전정밀도에 포함 되어 나타나는지는 정확히 알 수 없다.Fig. 1. Rotation accuracy_Radial-1000rpm
Fig. 2 Rotation accuracy_Radial-10000rpm
이 두 데이터를 UPR도메인으로 신호 분석을 하면, Fig 3.과 의 그래프 이다4. . Fig 3.은1000rpm의 회전정밀도를 분석 한 것으로서 UPR 11, 23, 26
각 접촉 볼베어링 스핀들의 회전정밀도 특성 분석
Rotation Accuracy Specific Analysis of Angular Contact Ball Bearings
Spindle
*
김정환
1,
#황주호
2,
심종엽
2*J. H. Kim
1,
#J. H. Hwang(jooho@kimm.re.kr)
2, J. Y. Shim
2 1부산대학교 나노메카트로닉스공학과, 2한국기계연구원 초정밀시스템실Key words : Rotation Accuracy, Angular Contact Ball Bearings
한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회논문집
근처의 약 0.1um의 크기로 포함 되어 나타나는 것을 알 수 있다. Fig 4.는10000rpm의 회전정밀도를 분석 한 것으로서4lobe의 성분이UPR 4에 약1um 의 크기로 나타나고 그 외에 다른 성분들이 나타나 지만1000rpm과 비슷하게 성분들이 나타나는 것을 알 수 있다 이는 회전속도에 상관없이 나타나는. 성분들로 즉 스핀들 회전시에 항상 나타나는 요소, 들 이다 실험에 사용된 스핀들을 구성하는 각 접촉. 볼베어링은 볼의 개수가 약 26개로 1000rpm과 에서의 특성 분석 그래프에서 10000rpm UPR 25~30 사이의 성분이 베어링 볼에 의한 영향이라고 추측 된다.
Table 1. Comparison of measured Rotation accuracy
1000rpm 10000rpm
Sync Error 0.459um 2.472um Async Error 0.721um 2.168um Total Error 0.849um 4.065um
Fig. 3 Analysis of Ratation accuravy_Radial-1000rpm
Fig. 4 Analysis of Ratation accuravy_Radial-10000rpm