모터의 End Play

모터의 End Play

 

 

안녕하세요. 스칸디대디 엔지니어 입니다.

 

적절한 End Play 선정은 모터의 성능을 높이고 베어링의 수명을 늘려 줍니다.

End Play가 무엇인지 이해하고, End Play 선정 시에 고려해야 하는 변수를 파악하여 설계에 반영하도록 합니다.

 

 

1. End Play란 무엇인가?

모터의 End Play는 Axial Play라고도 하며, 모터의 회전자에 부하가 걸리지 않는 상황(Load Free)에서 회전자가 축 방향으로 자유롭게 움직일 수 있는 거리를 말합니다.

 

End Play(출처. Sterling Pumps Pty Ltd)

 

End Play가 너무 크면 베어링의 예압을 받지 못하게 되어 베어링 수명이 떨어지게 되고, Magnet Center를 맞추기 위하여 축 방향의 진동에 발생하여 소음이 발생할 수 있습니다. 반대로 End Play가 너무 작으면 모터의 회전이 원활하지 않게 되고, 이로 인하여 축에 많은 열이 발생하여 축의 열팽창으로 인하여 베어링 파손까지 발생할 수 있습니다.

결국 적절하지 못한 End Play 선정은 모터의 효율에 악영향을 미치게 됩니다.

 

2. End Play의 역할

End Play는 회전자가 조립 공차에 의해 축 정렬이 되지 않더라도 회전자가 고정되지 않도록 하여 모터의 회전이 원활하게 할 수 있도록 하며, 모터가 부하를 많이 받아 축이 열팽창하더라도 베어링이 브라켓에 부딪히는 것을 방지하여, 베어링의 손상을 방지합니다. 또한 축방향 부하가 발생하여 마그넷 센터가 엇그나는 경우, 고정자와 회전자의 마그넷 센터가 일치할 수 있도록 돕는 역할도 합니다.

 

3. End Play의 측정 방법

End Play를 측정하는 방법은 다음과 같습니다.

모터의 회전자가 부하에 걸리지 않은 상황(Load Free)에서 수평한 바닥에 놓습니다. 회전자를 손 또는 공구, 지그 등으로 고정하여 축방향 전후로 움직입니다. 이때 회전자가 움직일 수 있는 거리가 End Play입니다.

AC모터는 전기가 인가되지 않으면 측정이 용이하나, DC모터의 경우 자력이 크면 측정이 쉽지 않을 수 있습니다.

[참고] 모터의 End Play 측정 방법 및 조정 방법

 

4. End Play 거리 선정 인자

End Play 거리를 선정하는 인자는 다양합니다. 

 

그중 대표적인 주요 인자는 다음과 같습니다.

- 베어링의 사양 : 구름 베어링은 미끄럼 베어링 대비 End Play 큽니다.

- 모터의 토크 및 속도 : 모터의 토크가 클수록 End Play를 키우고, 최고 RPM이 높을수록 End Play를 줄입니다.

- 축방향 부하의 방향 및 크기 : 축방향 부하의 방향에 따라 End Play 방향이 달라집니다.

- 축방향 조립 부품 간의 조립공차 : 축과 결합되는 부품수가 많을수록 End Play를 키웁니다.

- 축의 재질 : 열팽창 계수가 큰 축을 사용할 경우 End Play를 키웁니다.

 

모터 설계 시 End Play 거리 선정하는 인자는 무수히 많습니다. 주요 인자들을 결정하고 마이너(Minor) 인자를 추가로 고려한다면 설계 업무에 도움이 많이 되시리라 판단됩니다.