1. 웜 기어박스의 자체 잠금
웜 기어박스에서 자체 잠금은 웜 휠이 웜에 가하는 접선력이 접촉면의 마찰력을 극복하기에 부족할 때 발생합니다. 그 결과 웜 휠이 웜을 역구동할 수 없게 됩니다.
위 그림과 같이 리드각이 마찰각보다 작을 때, Fα는 항상 마찰력 Ff보다 작습니다. 이 조건에서 웜은 자체 잠금 상태에 있으며 역구동될 수 없습니다.
마찰각이 일정할 때 리드각이 작을수록 자체 잠금이 더 쉽게 발생합니다. 일반적으로 웜 기어박스의 감속비가 높을수록 웜의 리드각은 작아집니다. 따라서 높은 감속비를 가진 웜 기어박스는 일반적으로 자체 잠금 특성을 가집니다.
당사의 감속비 40:1 이상의 웜 기어박스는 일반적인 작동 조건에서 자체 잠금 거동을 보입니다. 다만, 자체 잠금 성능은 윤활, 온도, 부하 조건 등의 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 안전이 중요한 용도에서는 추가 제동 장치를 권장합니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하십시오: 웜 기어의 자체 잠금.
반면, 유성 기어박스는 동력 전달에 유성 기어 열을 사용하며 자체 잠금에 필요한 마찰 메커니즘이 없습니다. 따라서 유성 기어박스는 일반적으로 자체 잠금이 되지 않으며 역구동될 수 있습니다.
2. 역구동 방지를 위한 기타 방법
자체 잠금 웜 기어박스의 효율은 일반적으로 낮기 때문에, 역부하가 비교적 작을 때는 역구동 방지를 위한 대체 방법을 고려할 수 있습니다.
a. 스테퍼 모터의 디텐트 토크 활용
스테퍼 모터에 전원이 인가되지 않은 상태에서도 로터의 영구자석과 스테이터 치 사이의 자기 인력으로 인해 작은 디텐트 토크가 발생합니다. 이 토크는 기어박스에 의해 증폭되며, 시스템의 기계적 마찰과 결합되어 제한적으로 역구동에 저항할 수 있습니다. 그러나 디텐트 토크가 매우 작기 때문에 기어박스 증폭 후에도 견딜 수 있는 역부하는 미미합니다.
b. 스테퍼 모터의 홀딩 토크 활용
스테퍼 모터에 전원이 인가되면 스테이터 코일이 자기장을 생성하여 로터의 영구자석을 끌어당겨 고정시키고, 로터의 회전을 방지합니다. 이 잠금 토크를 홀딩 토크라고 하며, 일반적으로 스테퍼 모터 데이터시트에 명시된 토크 값입니다.
홀딩 토크는 기어박스를 통해 전달되어 훨씬 더 큰 힘으로 역구동에 저항할 수 있으며, 더 큰 부하를 견딜 수 있습니다. 그러나 이 토크 역시 한계가 있습니다. 부하가 모터의 용량을 초과하면 기어박스는 여전히 역구동됩니다.
요약
요약하면, 역구동은 기어박스의 고유한 자체 잠금 메커니즘이나 모터의 토크 특성을 활용하여 방지할 수 있습니다. 그러나 모터의 역구동 저항 능력에는 한계가 있습니다. 역구동 저항력 측면에서:
자체 잠금 > 홀딩 토크 > 디텐트 토크