HIGH Dm-N VALUE BALL SCREW
SFY 고속 볼스크류 (롱리드 · 트윈리드)
엔드캡 순환 · 2열 순환 구조 · Dm-N 값 150,000 이상
축경 Ø16 ~ Ø50 / 리드 16 ~ 100mm 고속 이송 전용
SFY는 TBI MOTION의 고 Dm-N 값 전용 볼스크류로, 일반 볼스크류가 회전수 한계에 부딪히는 고속 이송 구간을 리드 확대로 돌파하는 시리즈입니다. 리드를 축경과 같거나 그 이상으로 키워, 낮은 회전수로도 높은 이송속도를 확보하는 것이 설계 핵심입니다.
예를 들어 SFY4040은 1회전에 40mm를 이송하므로, 3,000rpm에서 120m/min의 이송속도가 나옵니다. 동일 속도를 리드 10mm 제품으로 구현하려면 12,000rpm이 필요해 위험속도와 Dm-N 한계를 모두 초과하게 됩니다. SFY가 반송·갠트리·직교로봇 고속축에 채택되는 이유입니다.
축경 범위
Ø16 ~ Ø50
리드 범위
16 ~ 100 mm
Dm-N 값
150,000 이상
이송 정도
0.002 mm/4m
SFY 시리즈 주요 특징
① 고 Dm-N 값 설계
Dm-N 값 150,000 이상을 구현해 동급 대비 훨씬 높은 회전수 영역에서 안정적으로 운전할 수 있습니다.
② 2열 순환(×2) 구조
전 형번이 2열 순환 구조로, 롱리드에서도 볼 부하를 분산해 정격하중과 강성을 확보합니다.
③ 일체 성형 볼 회로
볼 순환 회로를 일체 성형해 조립 공차와 볼 간 충돌 공진음을 줄이고, 관벽 마찰을 낮춰 수명을 연장합니다.
④ 통합 방진 구조
단면·측면·상부 3방향 방진 설계로 너트 내외부 이물 유입을 동시에 차단합니다.
⑤ 관통형 오일 회로
한 방향 급유로 양방향 윤활이 이루어지며, 오일 저장 공간이 넓어 윤활 지속성이 우수합니다.
⑥ 롱리드 · 트윈리드 2종
리드=축경 기준의 Large Lead와, 리드를 축경의 2배로 키운 Twin Lead 라인업을 함께 제공합니다.
Large Lead와 Twin Lead 비교
| 구분 | Large Lead (롱리드) | Twin Lead (트윈리드) |
|---|---|---|
| 리드 설정 | 리드 = 축경 (예 : Ø40 × 리드 40) | 리드 = 축경의 2배 (예 : Ø32 × 리드 64) |
| 대표 형번 | SFY1616 / 2020 / 2525 / 3232 / 4040 / 5050 | SFY1632 / 2040 / 2550 / 3264 / 050100 |
| 이송 속도 | 고속 | 동일 회전수에서 2배 초고속 |
| 정격하중 | 상대적으로 높음 | 같은 축경 대비 낮음 |
| 적용 | 속도와 하중을 함께 요구하는 이송축 | 경부하 · 초고속 반송, 픽앤플레이스 |
호칭 형식 (품번 체계)
| 기호 | 항목 | 내용 |
|---|---|---|
| SFY | 너트 형식 | 엔드캡 순환 고속형 플랜지 싱글 너트 |
| R | 나사 방향 | R : 우나사 / L : 좌나사 |
| 040 | 공칭 축경 | 016 / 020 / 025 / 032 / 040 / 050 (mm) |
| 40 | 리드 | 16 / 20 / 25 / 32 / 40 / 50 / 64 / 100 (mm) |
| 5.6 | 볼 순환 사양 | 0.8×2 / 1.8×2 / 2.8×2 — 유효 회전수 × 2열 순환 |
| S | 너트 개수 | S : 싱글 너트 / D : 더블 너트 |
| G | 가공 방식 | G : 연삭(Ground) / F : 전조(Rolled) |
| C5 | 리드 정도 등급 | 연삭 C0~C5 / 전조 C7 · C10 |
| 1500 | 나사축 전장 | 나사축 전체 길이 (mm) |
| P1 | 예압 등급 | P0 : 무예압 / P1 : 백래시 제거 / P2 : 경예압 |
규격표 ① Large Lead (롱리드)
TBI MOTION 카탈로그 「SFY Series Specifications」 페이지 기준 전 형번 데이터입니다. (단위 : mm / 하중 : kgf)
| 형번 Model No. |
축경 Ød |
리드 I |
볼경 Da |
너트경 ØD |
플랜지경 ØA |
E | 플랜지 두께 B |
너트 전장 L |
P.C.D. ØW |
2면폭 H |
볼트홀 X |
급유구 Q |
순환 n |
Ca (kgf) |
C0a (kgf) |
강성 K (kgf/μm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SFY1616-5.6 | 16 | 16 | 2.778 | 32 | 53 | 10.1 | 10 | 61 | 42 | 34 | 4.5 | M6 | 2.8×2 | 1,568 | 3,968 | 47 |
| SFY2020-3.6 | 20 | 20 | 3.175 | 39 | 62 | 13 | 10 | 52 | 50 | 41 | 5.5 | M6 | 1.8×2 | 1,387 | 3,515 | 37 |
| SFY2020-5.6 | 20 | 20 | 3.175 | 39 | 62 | 13 | 10 | 72 | 50 | 41 | 5.5 | M6 | 2.8×2 | 2,029 | 5,468 | 56 |
| SFY2525-3.6 | 25 | 25 | 3.969 | 47 | 74 | 15 | 12 | 64 | 60 | 49 | 6.6 | M6 | 1.8×2 | 2,074 | 5,494 | 45 |
| SFY2525-5.6 | 25 | 25 | 3.969 | 47 | 74 | 15 | 12 | 89 | 60 | 49 | 6.6 | M6 | 2.8×2 | 3,032 | 8,546 | 69 |
| SFY3232-5.6 | 32 | 32 | 4.762 | 58 | 92 | 17 | 12 | 110 | 74 | 60 | 9 | M6 | 2.8×2 | 4,417 | 13,517 | 88 |
| SFY4040-3.6 | 40 | 40 | 6.35 | 73 | 114 | 19.5 | 15 | 99 | 93 | 75 | 11 | M6 | 1.8×2 | 4,831 | 14,062 | 70 |
| SFY4040-5.6 | 40 | 40 | 6.35 | 73 | 114 | 19.5 | 15 | 139 | 93 | 75 | 11 | M6 | 2.8×2 | 7,065 | 21,874 | 106 |
| SFY5050-3.6 | 50 | 50 | 7.938 | 90 | 135 | 21.5 | 20 | 117 | 112 | 92 | 14 | M6 | 1.8×2 | 7,220 | 21,974 | 86 |
규격표 ② Twin Lead (트윈리드)
| 형번 Model No. |
축경 Ød |
리드 I |
볼경 Da |
너트경 ØD |
플랜지경 ØA |
E | 플랜지 두께 B |
너트 전장 L |
P.C.D. ØW |
2면폭 H |
볼트홀 X |
급유구 Q |
순환 n |
Ca (kgf) |
C0a (kgf) |
강성 K (kgf/μm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SFY1632-1.6 | 16 | 32 | 2.778 | 32 | 53 | 10.1 | 10 | 42.5 | 42 | 34 | 4.5 | M6 | 0.8×2 | 493 | 1,116 | 11 |
| SFY1632-3.6 | 16 | 32 | 2.778 | 32 | 53 | 10.1 | 10 | 74.5 | 42 | 34 | 4.5 | M6 | 1.8×2 | 989 | 2,511 | 23 |
| SFY2040-3.6 | 20 | 40 | 3.175 | 39 | 62 | 13 | 10 | 88 | 50 | 41 | 5.5 | M6 | 1.8×2 | 1,311 | 3,592 | 30 |
| SFY2550-1.6 | 25 | 50 | 3.969 | 47 | 74 | 15 | 12 | 58 | 60 | 49 | 6.6 | M6 | 0.8×2 | 976 | 2,495 | 19 |
| SFY2550-3.6 | 25 | 50 | 3.969 | 47 | 74 | 15 | 12 | 108 | 60 | 49 | 6.6 | M6 | 1.8×2 | 1,960 | 5,614 | 32 |
| SFY3264-1.6 | 32 | 64 | 4.762 | 58 | 92 | 17 | 12 | 71 | 74 | 60 | 9 | M6 | 0.8×2 | 1,374 | 3,571 | 22 |
| SFY3264-3.6 | 32 | 64 | 4.762 | 58 | 92 | 17 | 12 | 135 | 74 | 60 | 9 | M6 | 1.8×2 | 2,759 | 8,441 | 46 |
| SFY050100-1.6 | 50 | 100 | 7.938 | 90 | 135 | 21.5 | 20 | 111 | 112 | 92 | 14 | M6 | 0.8×2 | 3,398 | 9,980 | 35 |
| SFY050100-3.6 | 50 | 100 | 7.938 | 90 | 135 | 21.5 | 20 | 211 | 112 | 92 | 14 | M6 | 1.8×2 | 6,824 | 22,455 | 72 |
※ 플랜지 체결 볼트 홀은 전 형번 4개소(4-X)입니다.
※ 형번 뒤 숫자(1.6 / 3.6 / 5.6)는 카탈로그 표기이며, 실제 볼 순환 사양은 각각 0.8×2, 1.8×2, 2.8×2입니다.
※ 강성 K는 예압 사양 기준 이론값이며, 무예압(P0) 사양은 이보다 낮습니다.
치수 기호 설명
| 기호 | 명칭 | 설명 |
|---|---|---|
| Ød | 공칭 축경 | 나사축의 공칭 외경 |
| I | 리드 | 나사축 1회전당 너트의 이동 거리 |
| Da | 볼 직경 | 순환하는 강구의 직경 |
| ØD | 너트 외경 | 플랜지를 제외한 너트 몸통 외경 |
| ØA | 플랜지 외경 | 플랜지부 최대 바깥지름 |
| E | 플랜지 단차 | 플랜지 배면 단차 치수 (도면 참조) |
| B | 플랜지 두께 | 플랜지 축방향 두께 |
| L | 너트 전장 | 실링 포함 너트 전체 길이 |
| ØW | 볼트 P.C.D. | 체결 볼트 홀의 피치원 지름 |
| H | 플랜지 2면 폭 | 플랜지 절삭면 사이의 폭 |
| X | 볼트 홀 지름 | 플랜지 체결 홀 지름 (전 형번 4개소) |
| Q | 급유구 | 오일 홀 나사 규격 (M6) |
| n | 볼 순환 사양 | 유효 회전수 × 순환 열수 |
| Ca | 기본 동정격하중 | 정격수명 10⁶ 회전에 대응하는 축방향 하중 |
| C0a | 기본 정정격하중 | 영구변형 허용 한계에 대응하는 정지 축방향 하중 |
| K | 축방향 강성 | 단위 탄성변형량당 축방향 하중 |
기술자료 ① 고속 운전 검토 (Dm·N 값)
볼스크류의 허용 회전수는 Dm·N 값으로 규정됩니다. Dm은 볼 중심원 지름(mm), N은 회전수(rpm)이며, 이 곱이 카탈로그 한계를 넘으면 볼 순환부 발열과 소음이 급증합니다.
| 구분 | Dm·N 허용값 |
|---|---|
| 정밀 연삭축 (C0 ~ C7) | 130,000 이하 |
| 일반 산업용 전조축 | 100,000 이하 |
| SFY 고속 시리즈 | 150,000 이상 대응 |
고속 사양 적용 조건
고 Dm-N 영역에서 운전하려면 NLGI No.2 그리스 사용이 전제 조건입니다. 또한 실사용 회전수는 위험속도의 80% 이하로 제한하고, 나사축 길이 대 축경 비(ε)가 70을 넘으면 별도 협의가 필요합니다.
기술자료 ② 이송속도와 수명 계산
V : 이송속도(m/min) / Ph : 리드(mm) / n : 회전수(min⁻¹)
L : 정격수명(회전) / Lh : 수명시간(h) / Ca : 기본 동정격하중(kgf) / Fm : 평균 축방향 하중(kgf) / fw : 하중계수
| 운전 조건 | 이송 속도 | 하중계수 fw |
|---|---|---|
| 진동·충격이 없는 저속 운전 | V ≤ 0.25 m/s | 1.0 ~ 1.2 |
| 일반 운전 | 0.25 < V ≤ 1.0 m/s | 1.2 ~ 1.5 |
| 진동·충격을 수반하는 고속 운전 | V > 1.0 m/s | 1.5 ~ 2.0 |
기술자료 ③ 좌굴하중과 위험속도
| 지지 방식 | 좌굴 계수 m | 위험속도 계수 f | 적용 |
|---|---|---|---|
| 고정 – 자유 | 1.3 | 3.4 | 단스트로크 · 수직 축 |
| 지지 – 지지 | 5.1 | 9.7 | 일반 이송축 |
| 고정 – 지지 | 10.2 | 15.1 | 중장거리 이송축 (권장) |
| 고정 – 고정 | 20.3 | 21.9 | 장척 · 고속 이송축 |
※ 고속 이송축은 축이 길수록 위험속도가 지배 조건이 됩니다. SFY 적용 시 고정-고정 또는 고정-지지 지지를 우선 검토하시기 바랍니다.
재질 및 기본 사양
| 구분 | 재질 / 사양 | 비고 |
|---|---|---|
| 나사축 | 고탄소강 / 크롬 몰리브덴강 | 열처리 후 경도 HRC 58 ~ 64 |
| 너트 | 크롬 몰리브덴강 | 경도 HRC 58 ~ 62 |
| 강구 | 크롬 몰리브덴강 | 경도 HRC 62 이상 |
| 실링 | 통합 방진 캡 | 단면·측면·상부 3방향 방진 |
| 급유 방식 | 관통형 오일 회로 (M6) | 고속 운전 시 NLGI No.2 그리스 필수 |
| 이송 정도 | 최대 0.002 mm / 4m | 연삭 사양 기준 |
적용 분야
| 분야 | 주요 적용처 |
|---|---|
| 고속 반송 | 갠트리 로더, 직교좌표 로봇, 픽앤플레이스 이송축 |
| 공작기계 | 고속 이송축, 툴 체인저, 레이저 · 워터젯 절단기 |
| 반도체 · 디스플레이 | 웨이퍼 반송, 검사 스테이지 장거리 이송축 |
| 물류 자동화 | 고속 소터, 스태커 크레인, 자동창고 이송부 |
설치 및 취급 시 검토사항
① 너트 이탈 금지
롱리드 제품은 너트를 축에서 빼면 볼이 즉시 탈락합니다. 조립 전까지 가이드 슬리브를 제거하지 마십시오.
② 역구동 주의
리드각이 커 역효율이 높으므로 수직축 적용 시 브레이크 내장 모터나 낙하 방지 기구가 반드시 필요합니다.
③ 축심 정렬
고속 운전에서는 심 어긋남이 진동으로 즉시 나타납니다. 조립 후 회전 토크 편차를 반드시 확인하십시오.
④ 윤활 관리
고속 사양은 윤활 소모가 빠릅니다. 관통형 오일 회로를 활용해 급유 주기를 일반 사양보다 짧게 설정하십시오.
⑤ 가감속 하중
고속 왕복 구간에서는 관성에 의한 가감속 하중이 정상 운전 하중을 크게 웃돕니다. 평균 하중 산출 시 반영하십시오.
⑥ 서포트 유닛 강성
고속·장척 축은 지지 방식이 성능을 좌우합니다. 고정측 앵귤러 베어링 예압과 브래킷 강성을 함께 검토하십시오.
견적 및 선정 시 필요한 정보
- 설치 자세 (수평 / 수직 / 경사)와 이송물 중량
- 요구 이송속도(m/min)와 최고 회전수, 가감속 시간
- 축방향 최대 하중 및 평균 하중 (kgf)
- 스트로크 길이, 나사축 전장, 지지 방식
- 롱리드 / 트윈리드 선택 여부
- 요구 위치결정 정도 및 허용 백래시
- 가공 방식(연삭 G / 전조 F)과 리드 정도 등급
- 예압 등급(P0 / P1 / P2)
- 나사축 단가공 도면 또는 서포트 유닛 형번
- 수직축 적용 시 브레이크 · 낙하 방지 기구 유무
- 사용 온도, 분진 등 설치 환경과 윤활 방식
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