공작 기계의 주축 무단 변속 기구

공작 기계의 주축 무단 변속 기구

 

 

 

1. 개요

 

공작기계의 주축 구동 회전 속도열에는 등비급수적 배열, 산술급수적 배열, 대수급수적 배열, 무단변속 방식이 있으나 가공물에 따라 가장 적절한 절삭 속도 및 피이드 속도 등을 사용목적에 알맞게 하기위한 방법이 무단변속이다. 무단 변속에는 기계식과 전기식, 유압식이 있으며 그중에 가장 많이 이용되고 있는 기계식을 중심으로 설명 하고자 한다.

 

 

 

2. 기계적인 방법

 

  1) 마찰 전동기구

 

     ① 로울러식

         로울러를 사용한 마찰전동기구는 가죽 또는 특수 고무를 로울러 주변에 고정한 전동축이 있고

         이것과 접촉된 피동축은 주철 또는 강철의 원판위의 어떤 반지름에서 이동되면서 변속 작용을 한다.

 

     ② 원추 벨트식 무단 변속 기구

         벨트에 의한 간접식은 2 개의 축 사이에 엔드레스벨트를 사용한다.

         폭이 넓은 벨트를 사용한 것은 벨트풀리로서 원추형  차를 사용한다.

         또한 V-벨트를 사용한 것은 홈이 있는 풀리의 폭을 조절한다.

 

     ③ 헤이나우식(Heyn며 type)

         종래의 공작 기계에는 헤이나우 기구가 주로 쓰이고 있다.

         H형 무단변속 기구로써 Heynaqu 기구라 부른다.

        동력전달 장치로써 담금질 된후 연삭된 강철로만든 2쌍의 복식 원추판에 접촉되어 회전이 전달 된다.

 

     ④ 보올식 무단변속기구

         간접식 마찰전동에는 V-벨트를 사용하는 것이 많으나

         최근 새로운 방식으로 보올을 사용한 것이 출현되어 상당한 실적을 올리고 있다.

         보올을 매개로 하여 원추면에 접촉시켜 마찰전동을 하는 기구이다.

 

 

  2) 강제전동기구

 

     ① PIV 무단변속장치

        정밀절삭 가공을 할 때 마찰전동기구는 슬라이딩이 생기므로 강제 전동 방식이 더욱 좋다.

        이 방식은 벨트식 마찰의 구조와 유사하다. 벨트 대신 체인을 사용하는 것이 많다.

 

     ② 하이드로콘(Hydro-Cone) 무단변속 장치

         상부 기계적인 구조에 2개의 원추형을 사용한 것은 PIV와 동일 계통에 속한다.

         이구조의 특징은 체인을 사용하지 않고 담금질한 강철제 링을 사용하고

         원추형 휘일의 개폐 조작은 유압식 전동 장치를 사용하며

         링과 원추휠 사이에 적당한 마찰 압력이 계속 작용된다.

         속도비는 8:1 까지 가능하고 기계적 효율은 90-91%이다.

 

 

 

 

3. 전기적인 방법

 

  1) 직류 전동기에 의한 속도제어

 

     ① 직권 전동기

         계자 권선이 전기자에 직렬로 접속된 전기자 전류가 계자 권선을 흘러 지나가게 되어

         이른바 직권 특성을 갖게되고 부하의 증감에 따라 속도변동이 크게 나타난다.

         모방절삭의 제어에 이용 된다.

 

     ② 분권 전동기

         공작 기계의 주동력 또는 보조 동력용으로 가장 적당하다.

         속도 조절은 계자 전류 또는 전기자 의 전압을 제어 하여 얻어지나 보통 계자 제어로써 속도를 제어한다.

         이 방법으로 속도 변화되는 범위는 1:5 정도이다.

 

     ③ 계자 제어법

         이방법은 고속도에 사용되고 저속에는 사용되지 않는다. 또한 형체가 큰 결점이 있다.

         외경 연삭기, 로울러 연삭기, 호빙 머시인, 수평식 보오링 머시인 등에 사용된다.

 

     ④ 정류기에 의한 제어법

         교류를 정류기에서 정류하여 직류 가변 저항을 얻어 직류 모타를 조정하는 방법이다.

 

 

  2) 교류전동기에 의한 속도제어

 

     ① 삼상 분권 정류자 전동기

          회전모타에 직류자와 같은 정류자를 갖고 AC 전원으로 유도전동기의 무게당 속도를

          변환 하게되어 능률도 좋다.

          속도 제어 범위는 1:3이 표준이고 1:4-1:5 까지 가능하다.

 

     ② 삼상 유도전동기

         극수와 주파수에 따라 동기 회전수가 결정되므로 무계단 속도를 변환시키기 위하여

         주파수를 제어 하는 방식이 있다.

 

 

 

 

4. 유압적인 방법

 

기어펌프, 베인펌프 등으로 유체의 량에 따라 조절 하는 방식이다.

 

 

 

 

5. 결언

 

이상 설명한 여러 가지 방법 중 기계의 특성에 따라 적당한 방법을 선택하는 것이 바람직하며 최근에는 기계적인 방법 보다 전기적인 방법을 이용한 무단 변속이 구조나 사용상의 편리성 과 변속 범위가 넓어 많이 사용하고 있는 추세이다.