볼스크류 시스템의 열해석을 위한 유한요소 모델링

Abstract

볼스크류(Ballscrew)는 공작기계 및 자동차, 조선 등 제조산업에 널리 쓰이는 요소로서 고효율, 고속, 고정도화를 결정하는 중요한 요소이다. 그러나, 볼스크류 너트와 샤프트 사이에서 발생하는 마찰토크에 의한 발열은 볼스크류의 열변형을 야기하며, 볼스크류의 위치 정확도를 저하시키게 된다. 따라서, 발생한 열변형을 예측하기 위해서는 볼스크류의 온도 분포가 필요하다.본 논문에서는 유한요소 모델링을 사용하여 볼스크류 시스템의 열해석을 수행하였다. 선행 연구에서는 볼스크류, 고정 및 지지베어링의 마찰토크를 예측하였다.(1-2) 예측되어진 마찰토크를 이용하여 각 요소의 발열량를 계산하였다. 계산 된 발열량, 너트와 샤프트 사이의 열접촉 저항을 이용하여 볼스크류의 온도분포를 예측하였다.