볼스크류의 예압 ((預壓) (Preloaded))은 무엇이며 왜 필요한가?

앞 장에서 Back-lash에 대한 전반적인 내용을 설명드리면서, Ball Nut Assembles를 조립할 때 축 방향 Clearance와          Nut의 축 방향 탄성 변위 등에서 기인하는 Back-lash를 최소화하기 위해서 사전에 일정한 양의 부하를 부가하는          방법을 사용하고 있으며, 이와 같은 작업을 일컬어 [ 예압을 건다 ]라고 표현한다고 하였습니다.        예압(豫壓) 이라는 한자어를 보시면 아실 수 있듯이, "[미리, 사전에] 압력[부하]을 가한다"는 뜻이 되겠는데, 이것은          Ball Nut와 Screw를 조립하면서 Nut와 Screw, Ball 사이에 존재하는 Back-lash를 줄이기 위해 미리 Ball과 Screw, Nut          사이에 설정량 만큼의 부하를 가하는 방식의 조립 방법을 말합니다.          이렇게 예압을 걸어서 Back-lash를 줄여준다면 분명히 Ball Screw Assembles의 위치 결정 정밀도는 높아지게 됩니다.          그러나 앞에서 말씀드렸듯이 과다한 예압을 걸어 놓은 제품에서는 운전 온도의 상승으로 인한 위치 결정 정밀도 저하 현상이          발생할 수도 있고, 마모를 촉진하는 원인으로 작용하며, 결국 제품의 수명을 저하시키게 됩니다.             각각의 Ball Screw Assembles 제조 Maker 들은 아래에 소개되는 방법 중의 한 가지 방법으로 예압을 부가하며 각각의 예압          부가 방식에는 고유의 장단점이 존재합니다.          그러므로 고객들께서는 현재 선정하고 있는 Maker의 제조 방식에 대해서 보다 정교한 검토를 하시는 것이 같은 구매 비용을          투자하시면서도 과다한 운용 비용이 투여되는 실수를 줄이실 수 있을 것입니다.
	Traction Preloaded   통상 Double Nut Type에서 사용하는 예압 방식이며 두 개의 Nut를 각각 바깥쪽 방향으로 강제 이동시켜서 규정된 Torque 만큼 예압을 부가하는 방법입니다. 주로 Spacer를 삽입하는 경우가 많으나 Spring을 삽입하여서 예압을 부가하는 경우도 있습니다. 가장 많이 채용되는 예압 부가 방식이라고 할 수 있으며 중(中)예압, 중(重)예압, 고(高)예압 부가에 모두 적합한 방식 입니다.
	Compression  Preloaded   역시 Double Nut Type에서 사용하는 예압 방식이며 두 개의 Nut를 각각 안쪽 방향으로 강제 이동시켜서 규정된 Torque 만큼 예압을 부가하는 방법입니다.   Spacer를 사용하기도 하지만, 주로 Pin을 삽입하여서 두 개의 Nut를 고정시키는 경우가 많으며, 역시 중(中)예압, 중(重)예압 고(高)예압 부가에 적합한 방식입니다.
	Over(Larger) sized Preloaded   Single Nut Type에서 사용하는 예압 방식입니다. 문자 그대로, 규정된 것보다 큰 크기의 Ball을 삽입하여 Ball 이 Nut와 Screw 사이에서 4 점 접촉을 할 수 있도록 하면서 규정된 Torque 만큼 예압을 부가하는 방법입니다.   구성과 조립 방법이 간단하여서 많은 제조 Maker에서 사용 하는 방식입니다만, 예압을 많이 부가하기에 어려운  방식 이면서도 발열과 이상 마모에 가장 노출되기  쉬운 방식 입니다. 경(輕)예압, 중(中)예압에 적합한 방식입니다.
	Integral Preloaded   Single Nut Type에서 사용하는 예압 방식입니다. Single Nut의 중앙 부위나 Ball이 순환하는 부위의 중앙 위치에 서 규정된 Torque 크기 만큼의 Lead 위치를 변형시켜서 Nut 내부의 Ball 조합이 바깥쪽 방향으로 예압이 걸리도록 합니다. 이 방식은 근래에 개발된 방식이며, Spacer나 Pin Spring 등의 가변성 부품을 사용하지 않는다는 장점과 함께 Ball, Screw Nut의 접촉을 각각 2 점 접촉으로 유지할 수 있도록 하는 특유 의 장점이 있는 방식입니다. UMBRA에서 생산하는 Preloaded Single Nut는 Integral Preloaded 방식을 이용하여 Back-lash를 완전히 방지한 제품을  공급합니다.
제품의 구매 비용과 유지 비용을 절감하고, 제작기간을 단축한다는 측면에서 유럽 지역의 Ball Screw 제품의 사용 추세는 이제   필수불가결한 몇몇 기계 장치를 제외하고는 Preloaded Single Nut System을 선택하는 것으로 급속히 변환되고 있습니다.     그러나 그동안 Back-lash를 제거하기 위하여 Single Nut System에서 채용하였던 Over Size Preloaded 방식에서 나타나는 여러 가지   단점으로 인해서 완전하게 Double Nut System을 대체할 수는 없었고, 지난 수 십년 동안 Double Nut를 주로 공급하는 일본 제품에   길들여져 온 우리 시장에서는 별 다른 고민 없이 Double Nut System을 선택하는 것으로 설계 상의 고민을 회피해 온 것도 사실   입니다. 지금부터 UMBRA GROUP의 Integral Preloaded Single Nut의 사용을 적극 검토해 보십시오.   보다 저렴한 비용과 빠른 제작기간 안에서 안정적인 제품을 공급받으실 수 있을 것입니다.   본 방식은 경(輕)예압, 중(中)예압에 적합한 방식입니다.
	Multi-Start Integral Preloaded   UMBRA GROUP에서 개발한 신 개념의 예압 방식이며 대 리드(Larger Lead) Type의 Single Nut에서 Back-lash를 완벽하게  최소화하면서도 강력한 하중 대응력을 발휘할 수 있도록 하기 위하여 개발된 것입니다.   보통 2 곳의 Ball 순환 부위가 있는 Nut System에서 4 곳 이상의 순환 부위가 있는 System으로 개발된 UMBRA의 제품은 빠른 속도와 강력한 하중 대응력이라는 두 가지  만족을 모두 충족시킬 수 있는 획기적인 방안입니다. 또한 각 줄의 Ball 조합이 서로 반대 방향으로 예압이 걸리므로 매우 안정적이고 부드러운 운동성을 나타내게 됩니다.   이 방식은 경(輕)예압, 중(中)예압, 중(重)예압 모두에 매우 적합한 방식입니다.
위에서 보신 바와 같이, Ball Screw Assembles는 Back-lash를 최소화하고, Nut Assembles의 축 방향 탄성 변형을 최소화하며          강성을 높이고, 위치 정밀도를 향상시키는 등의 여러 가지 운동 능력 향상을 위하여 적정 규모의 예압을 부가합니다.          물론 이송 속도를 위주로 하거나, 특별히 높은 위치 정밀도가 필요하지 않은 경우에는 예압을 전혀 부가하지 않은 상태의 Not          Preloaded Single Nut를 사용하는 것이 당연합니다.          앞에서도 설명드렸듯이, 적정한 예압 부가는 많은 장점을 보장하는 반면 사용 목적에 부합하지 않는 예압 부가는 Ball Screw          Assembles의 수명을 단축시키고, 불필요한 비용 증가를 유발하는 등 단점이 존재하기 때문입니다.                    고객들께서는 제조 Maker에서 지정하는 바에 따라서 몇 가지 등급으로 예압 부가를 지정하실 수 있습니다.          편의를 위하여 예압 부가 정도를 수치로 설명한다면 아래와 같습니다.                 1) 경(輕) 예압 :  Nut Assembles의 동 정격 하중(Dynamic Load) 값의 2%에 해당하는 압력               2) 중(中) 예압 :  Nut Assembles의 동 정격 하중(Dynamic Load) 값의 5%에 해당하는 압력               3) 중(重) 예압 :  Nut Assembles의 동 정격 하중(Dynamic Load) 값의 7%에 해당하는 압력               4) 고(高) 예압 :  Nut Assembles의 동 정격 하중(Dynamic Load) 값의 10%에 해당하는 압력            다만, 경 예압, 중 예압, 고 예압 등의 호칭은 각각의 제조 회사별로 상이할 수 있으므로, 고객들께서 각각          의 예압 부가 정도를 지정하실 때에 반드시 '%'로 표기되는 수치를 이용하여 주문하시는 것이 합당합니다.

 출처 : http://www.bonny.co.kr/new/Ball.html#list3