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기계공학/기계요소 21

축추력(axial thrust force) 현상

1 축추력 개요 1) 정의 - 펌프의 날개깃의 역학적힘으로 축에 흡입방향으로 힘이 발생하는 현상. 2) 발생현상 - 단흡입 펌프의 회전차에서는 전면측판과 후면측판에 작용하는 정압의 차에 의하여 흡입측에서 축방향으로 추력이 작용한다. 3) 발생원인 - 유체 흐름의 관성력이 블레이드게 가해지면서 추력이 발생함 - 전면측벽과 후면측벽간의 유체의 속도차이에 따른 압력차이로 추력이 발생함 2 축추력 방지방법 1) 기구적방법(물리적방법) - 평형원판이나 평형피스톤 사용 - 후면 슈라우드에 방사상의 보강용 리브를 사용 - 스러스트 베어링 적용 2) 동역학적방법 - 배압을 떨어뜨림 : 회전차 뒤쪽 측판을 지나는 부분에 타공 - 다단펌프 적용 : 회전차를 서로 반대방향으로 배열하여 추축력을 상쇄함

베어링

1 베어링의 종류 1) 베어링의 종류 2) 베어링의 호칭번호 - 베어링의 형식, 주요칭수, 회전정도, 내부클리어런스를 표시함 - 호칭 예시 * 2 4 0 /1000 M K30 E4 C3 2 : 자동조심 롤러 베어링 4 : 폭계열 0 : 직경계열 /1000 : 베어링 내경 M : 동합급머신드 리테이너 K30 : 내경테이퍼구멍 E4 : 외륜에 오일홈, 오일구멍 부착 C3 : 레이디얼 클리어런스 * NN 3 0 17 K CC1 P4 NN : NN형 원통롤러 베어링 3 : 폭계열 0 : 직경계열 17 : 베어링 내경 85mm K : 내경테이퍼구멍(테이퍼 1:12) CC1 : 비호환성 레이디얼클리어런스 P4 : 정도등급 4급 2 베어링의 선정 1) 베어링의 선정 ① 베어링 형식 배열 결정 ② 베어링 치수 결정 ③..

영구축이음

1 축이음 1) 축이음의 정의 - 축과 축을 연결하는 기계요소로 커플링과 클러치가 있다. - 커플링은 축이음을 필요시 끊을 수 없으나, 클러치는 축이음의 연결을 차단할 수 있다. 2) 영구축이음 - 영구축이음은 물리적인 해체 또는 파손이 아니면 동력의 연결이 끊어지지 않는다. 2 영구축이음의 분류 1) 고정커플링 - 두축을 볼트 또는 키를 이용하여 결합하는 것 * 전달 토오크가 크지 않을땐 볼트로 결합한다. 전달토오크가 매우 클경우에는 키로 보완하여 사용한다. - 머프커플링, 마찰원통커플링, 반중첩커플링등이 있다. 2) 유연성커플링(flexible coulpling) - 일직선상 두 축이 연결되어 있으나 두축 사이에는 약간의 이격 이동이 가능한 상태로 축의 신축 및 탄성변형등에 의한 파손을 막는다. 3)..

축의 위험속도

1 축 위험속도 개요 1) 발생원인 - 축은 탄성체이므로 외력이 작용하면 변형이 일어나고 제거하면 회복함. 진동은 처짐과 비틀림에 의해 발생함.(신축에의한 영향은 미비함) - 축의 처짐 및 비틀림 → 반복적인 변형 → 공진 → 파단 2) 정의 - 축은 자중 및 가공오차에 의한 편심이 발생하고 회전시 원심력이 발생하여 처짐이 커지게됨. 이때 특정회전속도에 도달할때 처짐이 급격하게 증가하여 진동이 생기는데 진동의 정도가 커서 파손에 이르게 되는 속도를 위험속도라 한다. 3) 위험속도 방지대책 - 축의 처짐을 작게하기위해 강성을 높인다 - 편심이 최소가 되도록 가공정밀도를 높인다 - 편심이 발생하지 않도록 축의 정렬 공차가 최소가 되도록한다. - 축회전수를 위험속도로부 20%이상 떨어지도록 운전한다. 2 위험..

축의 진동, 위험속도

1 축의진동 1) 개요 - 축은 급격한 변위를 받으면 이를 회복시키려고 탄성변형에너지가 발생한다. 탄성변형에너지는 운동에너지가 되어 축의 중심을 변위시킨다. 축의 변위가 고유진동수와 일치하거나 극히 동일할경우 공진이 발생하는데 이를 위험속도라한다.(critical speed) * 위험속도 이상으로의 운전으로 축이 파손되는 현상을 오일휩(oil whip)이라한다. 2) 특징 - 회전축의 진동요소는 휨, 비틀림, 신축이 있다.(신축은 무시가능) - 회전축은 고유진동수의 25%이내에 가까지 오지 않도록한다. 2 축의 진동 계산 1) 한개의 회전체의 위험속도 W : 1개의 회전체 무게(kg) m : 1개의 회전체의 질량 δ : 축의 정적인 휨(cm) k : 축의 스프링 상수=W/g[kg/cm] N : 회전축의 ..

미끄럼 베어링(sliding bearing)

1 미끄럼 베어링 1) 정의 - 축(저널)과 베어링 사이에 윤활유 유막이 형성되어 미끄럼에 의한 상대운동을 지지하는 것. - 하중의 방향과 특성에 따라 다양한 형상과 조합이 가능하다. * 미끄럼베어링은 구름베어링과 달리 장치로 구성되어 있지 않은 경우가 많음 * 하중의 지자방향은 반경방향, 축방향, 조합으로 구분된다. 2) 특징 - 고하중, 저속운동을 하는 기계요소에 널리 사용된다. - 내충격성을 가지면서 큰하중에도 견딜수 있다. - 미끄럼베어링은 베어링과 저널사이에 형성되는 얇은 유막을 통해 하중을 지탱하는데 베어링면의 상대 미끄럼 운동에 의해 쐐기모양의 오로가 형성되고 쐐기형 유막작용에 의해 주위의 오일이 말려들어가는 방식(쐐기효과(wedge effect)) * 유막은 오일에 의해 완전하게 분리된 유..

베어링 윤활

1 베어링 요구특성 1) 윤활제 조건 - 적합한 점도를 가질것 - 경계윤활 성능이 우수할 것 - 적용할 수 있는 온도범위가 넓을것 - 화학적으로 안전성이 높을것 - 불순물을 포함하지 않을 것 2) 베어링 윤활제 요구 특성 - 내마모성(wear resistance) * 경질물(탄화 몰리브덴)을 베어링 재료에 첨가하여 복합화시킴으로 향상됨. * 미끄럼 베어링의 표면에 고체윤활제를 오버레이하여 사용하여 마모방지. - 내소착성(burning resistance) * 고체접촉이 일어나도 상대 재료에 소착하기 어려운 성질. cf) 알루미늄합금은 표면에 안정도니 산화피막이 형성되어 안정된 내소착성을 가지고있다. * 축을 가공할때 혼입된 절삭가루와 오일열화 및 오일부족등에 의해 발생한다. - 내피로성(fatigue r..

리벳 이음

1 리벳(Rivet)이음 1) 리벳이음 정의 - 강판 또는 형강등을 영구적으로 결합하는데 사용되는 기계요소. 2) 리벳이음 특징 - 구조가 간단하고 잔류변형이 없기에 광범위하게 사용된다. - 용접이음보다 간편하게 작업할 수 있으며 모재의 변형이 없다. * 용접이 불가한 부위에 사용 3) 리벳이음 방법 2 리벳이음의 강도와 효율 1) 리벳이음 강도 - 단일 전단면 리벳 강도 - 판의 가장자리 전단 강도 - 리벳 구멍사이 전단 인장강도 - 판 또는 리벳 압궤강도 - 판의 굽힘강도 - 핀의 굽힘저항과 리벳의 전단저항이 같다고 가정 2) 리벳의 지름과 피치 - 리벳의 지름 : 리벳에 작용하는 전당저항(Ws), 압축정항(Wc)가 동일하다고 가정 - 피치 : 1피치에 작용하는 전단저항(Ws), 인장저항(Wt)이 동..

키와 핀

1 키 1) 키의 역할 - 축과 상대물을 고정하여 회전력을 던달함. - 전달력의 크기에 따라서 다양한 키가 사용됨.(전달려 순서) 세레이션 > 스플라인 > 접선키 > 성크키 > 평키 > 연장키 2) 키의 종류 - 반달키(woodruff key) : 일반적으로 사용되며 강도를 고려하지 않아도 되는 부위에 적용 - 성크키(문힘키) : 축의 길이방향으로 절삭된 키홈에 각형태의 키를 묻어놓아 축과 보스를 체결하는 키 - 스플라인(spline) : 큰 토크를 전달할때 1개의 키만으로 전달하는것은 불가능하므로 수십개의 핀을 동일간격으로 가공한것. 사각형태의 각형스플라인과 인벌류트형태로 가공된 인벌류트 스플라인이 있다. - 세레이션 : 스플라인과 유사하나, 치의 비틀림이 없고 피치를 더욱 잘게한것. 2) 뭍힘키(성크..

나사의 풀림 방지

1 나사의 풀림 1) 풀림역학(풀림기준) : T(토오크), P(하중) 값의 증대가 필요함. 2) 풀림방지 - 접촉면 마찰력 증대(μ 값 증대) - 마찰각의 증대/마찰계수 증대(μ 값 증대) - 피치의 감소(p 값 감소) - 진동억제(진동시 마찰력 감소) 2 상용 나사의 풀림방지 1) 마찰개선 - 접착제(록타이트등)을 사용하여 마찰력 증대. - 와셔 표면을 거칠게하여 표면 마찰력 증대 - 스프링와셔등을 끼워서 마찰력을 가중시킴. 2) 물리적고정 - 록너트(Locknut) 사용 - 홈붙이 너트를 사용하여 너트가 돌지 못하게 함 - 특수와셔를 사용하여 볼트 또는 너트가 돌지 못하도록 방지함. - 멈춤나사를 사용하여 볼트 나사부를 고정. - 볼트 또는 너트에 구멍을 뚫고 핀을 꽂음으로 풀림 방지함.