패스너란 두 개 이상의 물체를 기계적으로 결합하거나 고정하는 구성 요소입니다.
패스너는 산업용 로봇과 자동차, 세탁기, 장난감까지 다양한 산업 제품에 사용되며 베어링, 기어, 풀리 및 팬과 같은 구성 요소를 고정합니다. 패스너 종류를 선택할 때는 물체의 재질, 크기, 위치 및 작동 조건 등이 고려되야 합니다.
일반적으로 패스너는 영구 고정 장치와 비영구 고정 장치 두 가지로 나뉩니다. 영구 패스너에는 접착제, 용접, 열간 압입, 잠금 너트 등이 있으며 일단 결합되면 제거할 수 없습니다. 비영구적 고정은 구성 요소를 손상시키지 않고 조립 또는 시스템을 분해할 수 있도록 하는 장치입니다. 비영구적 패스너는 주로 금속으로 만들어지며 가장 일반적으로 사용되는 예는 너트와 볼트입니다.
더 복잡한 시스템의 경우 엔지니어링 패스너가 필요합니다. 시스템에 따라 기성품에서 선택할 수도 있지만 성능, 토크 또는 부하 요구 사항에 따라 설계한 맞춤형 제품이 더 적합할 수 있습니다.
사용되는 패스너는 제품의 특성에 따라 다르며, 결합해야 하는 상대품의 유형과 소재, 조립 위치 등과 같은 사항도 고려해야 합니다.
다음에서 전기 모터에 필요한 패스너에 대해 살펴보겠습니다. 수많은 분야에서 전기 모터의 사용이 증가함에 따라 패스너에 대한 수요도 증가했습니다. 성능 요구 사항과 함께 패스너의 모양과 종류가 다양해지고 있습니다. 예를 들어, 스테이터용 패스너는 구성 요소간의 틈새를 변경하는 열 팽창 및 수축을 견뎌야 합니다. 전기 모터 구성 요소 사이에 서로 다른 재료가 사용되는 경우에는 최소 및 최대 여유 공간에서 구성 요소를 함께 고정하기 위해 패스너가 필요합니다. 베어링 마운트 및 로터 마운트는 구성 요소 위치를 유지하면서 Misalignment와 충격 하중과 같은 요구 조건을 만족해야 합니다.
기성품 또한 사용 가능하지만 맞춤형 엔지니어링 패스너는 적합성과 확실한 성능을 제공합니다.
전기 모터는 선형 또는 회전(토크)이라는 두 가지 유형의 힘을 생성합니다. 이러한 힘은 팬 또는 펌프, 가전 제품과 같은 제품에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 전기 모터의 효율성으로 인해 많은 제품에 전기 모터가 사용되고 있으며 사용 범위가 증가하고 확장되고 있습니다.
전기 모터는 일반적으로 하우징에 단단히 고정하는 패스너가 필요합니다. 전기 모터 마운트 중 스로틀 바디 모터 마운트와 같이 높은 열과 진동, 제조 공차를 견뎌야 하는 경우도 있습니다. 이러한 경우에 톨러런스 링을 사용하여 모터를 하우징에 고정하거나 지지력을 제공하는 것이 나사 또는 고무 오링보다 더 적합할 것입니다.
스테이터는 모터의 회전 출력을 생성하는 전기 모터 또는 발전기에 사용되는 회전 메커니즘의 정적 구성 요소입니다. 회전 출력을 생성하기 위해서는 구성 요소 중 하나는 움직이고 다른 하나는 고정되어야 합니다. 이것이 전기 모터 또는 발전기에 스테이터가 필요한 이유이며 이러한 스테이터의 특성때문에 일반적으로 고밀도 재료인 강철로 만들어집니다.
시스템 경량화 추세에 따라 모터 하우징을 알루미늄으로도 만들고 있습니다. 이에 따라 종종 모터 하우징과 스테이터가 서로 다른 재료로 만들어집니다. 스테이터용 엔지니어링 패스너로 톨러런스 링을 사용하면 이종 재료간의 열팽창률 차이로 인한 틈새 변화를 보상할 수 있습니다.
톨러런스 링을 사용한다면, 온도 변화로 인한 부품 틈새의 변화에 대처할 수 있으며 단순 압입으로 조립 방법을 간소화 할 수 있습니다.
“가열하거나 지저분한 접착제가 필요 없습니다. 저는 항상 톨러런스 링을 사용하여 스테이터를 조립할 때 조립의 단순성에 깊은 인상을 받습니다.” Andy Broadwell, 시니어 어플리케이션 엔지니어.
RENCOL® 톨러런스 링(Tolerance Ring)은 스테이터를 하우징에 고정하는 효과적인 방법입니다.
전기 모터의 또 다른 중요한 구성 요소는 로터입니다. 이름에서 알 수 있듯이 로터는 권선과 자기장 사이의 상호 작용에 의해 생성되는 힘을 이동하거나 생성하는 회전 부품입니다.
로터는 샤프트에 고정되어야 하며, 로터 마운트라고도 하는 이 고정 장치는 일정하고 안전한 고정을 제공하면서 Misalignment를 보상해야 합니다. 모터 속도가 증가함에 따라 진동이 증폭되고 변경될 수 있으며 고정 장치는 이러한 변동을 견디고 안정적인 상태를 유지해야 합니다.
로터 마운트로서의 톨러런스 링은 스프링 역할을 하는 웨이브(Wave)에 의해 생성된 탄성을 사용하는 유연한 고정 장치입니다. 소재의 종류, 두께, 웨이브의 형상에 따라 설계된 톨러런스 링의 강성은 로터에 의해 생성된 힘을 지지할 수 있습니다. RENCOL® 톨러런스 링은 모터의 요구 사항을 충족하고 로터와 샤프트 사이에 정확히 조립되도록 맞춤 설계되며 압입 또는 열간 압입 공정에 비해 조립 공정이 더 간단합니다.
패스너로서의 톨러런스 링은 다른 많은 분야에서 사용할 수 있습니다. 특히 베어링, 센서 및 자석 조립용으로 널리 사용됩니다. 각각의 성능 요구 사항은 다음과 같습니다.
전기 모터용 패스너 중 전기 모터용 베어링을 조립하는 데에도 톨러런스 링이 사용됩니다.
그러나 베어링은 전기 모터에만 국한되지 않으며 베어링이 사용되는 모든 곳에서 하우징 또는 시스템에 단단히 고정되어야 합니다.
최적의 성능을 보장하려면 베어링의 조립 상태가 중요합니다. 너무 조이면 작동력이 구속되고, 너무 느슨하면 베어링이 빠지거나 덜거덕거릴 수 있습니다. RENCOL® 톨러런스 링은 맞춤 설계되기 때문에 베어링에 정확히 맞도록 제작되고 적합한 고정력을 제공합니다. 베어링 마운트로서 톨러런스 링은 전기 모터와 하드 디스크 드라이브(HDD) 베어링과 같은 제품의 베어링에 사용할 수 있으며 작동 범위 전반에 걸친 적합한 고정력, 단순화된 조립, 무게와 비용 감소와 같은 이점을 제공합니다.
패스너는 전기 모터에 널리 사용되지만 제자리에 고정되어야 하는 센서, 자석 및 자기 센서에도 사용됩니다. 이러한 센서나 자석은 감지 또는 위치 지정을 위해 자동차 산업에서 널리 사용되며 성능을 발휘하려면 수명이 다할 때까지 모두 제자리에 고정되어야 합니다.
센서를 이용한 가정용 및 산업용 장비도 증가하고 있습니다. 기계 시스템에는 잠재적인 문제를 감지하고 개선하기 위한 통합된 센서가 있으며 이러한 센서는 사용자가 자체 시스템을 이해하고 더 잘 처리하는 데 도움을 줍니다.
자석과 센서는 부서지기 쉽고 섬세할 수 있으므로 적합한 패스너를 선택하는 것이 손상을 방지하는 데 중요합니다. 접착제도 사용 가능하지만 움직임을 허용하지 않으므로 자석에 부딪히거나 센서가 부서질 수 있습니다. 톨러런스 링은 센서, 자석 또는 자기 센서를 제자리에 단단히 고정하고 움직임을 허용하면서 보호할 수 있습니다. 그리고 베어링 마운트와 마찬가지로 톨러런스 링은 웨이브가 있는 패스너이기 때문에 구성 요소를 고정하고 재작업을 위해 분해할 수 있어 조립이 잘 못 되었을 때 재작업이 가능합니다.
RENCOL® 톨러런스 링은 다양한 장치에서 패스너로 사용되고 있으며, 기계용 자동 고정 볼 노브에 처음 사용되었습니다.
패스너로서의 톨러런스 링이 제공하는 이점은 다음과 같습니다.
톨러런스 링은 각 사용 사례에 맞게 설계됩니다. 설계 단계에서 당사의 엔지니어는 요구하는 성능에 중점을 둔 패스너 개발을 도울 수 있습니다.
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