문 01. 큰 토크를 전달할 수 있어 자동차의 속도변환기구에 주로 사용되는 것은?
① 원뿔키(cone key)
② 안장키(saddle key)
③ 평키(flat key)
④ 스플라인(spline)
④
<원뿔키, cone key>
원추키라고도 하며, 축과 보스의 양쪽에 모두 키홈을 파기 어려울 때 홈을 파지 않고 보스 구멍을 테이퍼 구멍으로 하여 속이 빈 원뿔 슬롯을 끼워 박아 마찰력만으로 밀착시키는 키. 축과 보스와의 사이에 축방향으로 쪼갠 원뿔을 때려박아 축과 보스를 헐거움 없이 고정할 수 있다. 축과 보스의 편심이 적다.
<안장키, 새들키, saddle key>
축에는 홈을 파지 않고 보스(boss)에만 키홈을 파며 윗면에 1/100의 기울기가 있는 키를 때려 박아서 키와 키홈 사이에 접촉압력을 생기게 하여 마찰저항으로 토크를 전달하는 키
<평키, flat key>
납작키라고도 하며, 납작한 장방형 단면의 키이다. 보스에만 홈을 파고, 키폭만큼 닿는 부분을 평평하게 절삭하며, 이곳에 키를 때려 박아 사용되며 하중이 많이 걸리지 않는 곳에 사용된다. 회전 방향이 때때로 바뀌는 축에 사용하면 헐거워질 우려가 있다.
문 02. 선반의 부속장치 중 관통 구멍이 있는 공작물을 고정하는 데 사용되는 것은?
① 센터(center)
② 심봉(mandrel)
③ 콜릿(collit)
④ 면판(face plate)
②
<센터, center>
회전하는 공작물 지지에 사용되는 부속장치
<콜릿, collet>
여러 개의 조로 공구나 공작물을 물려주는 부속장치
<면판, face plate>
선반 작업에서 척으로 고정할 수 없는 큰 공작물이나 불규칙한 일감을 고정할 때 사용하며, 돌림판과 비슷하지만 돌림판보다 크며 공작물을 직접 또는 앵글플레이트 등을 이용하여 볼트를 고정한다.
문 03. 판재의 끝단을 접어서 포개어 제품의 강성을 높이고, 외관을 돋보이게 하며 날카로운 면을 없앨 수 있는 공정은?
① 플랜징(flanging)
② 헤밍(hemming)
③ 비딩(beading)
④ 딤플링(dimpling)
②
<플랜징, flanging>
판재의 모서리를 굽히는 가공법
<비딩, beading>
판재의 끝부분을 다이 공동부에서 굽히는 작업
<딤플링, dimpling>
딤플링은 판재에 우선 구멍을 낸 후, 단이 진 펀치로 판재를 관통하여 플랜지부를 만들며 구멍을 확장하는 공정이다. 끝이 뾰족한 펀치로 천공하는 경우에도 플랜지부가 생기며, 비슷한 공정으로 관재의 끝부분에 플랜지를 만들 수도 있다.
<플레어링, flaring>
딤플링에서 원추형의 접속부를 갖기 위해 굽힘부가 90° 보다 작도록 가공하는 공정은 플레어링(flaring)이라 한다. 이들 작업에서 판재 끝면의 상태는 매우 중요한데, 재료를 신장시키면 끝면에 높은 인장응력이 발생하고, 균열이 생겨서 결국에는 플랜지부가 찢어진다. 구멍 직경에 대한 플랜지부의 비가 증가하면 변형률도 따라서 증가하며, 끝면이 거칠수록 균열이 발생할 가능성이 높아진다. 전단면 또는 구멍면은 예리한 공구로 다듬질하여 가공면의 표면정도를 높이고 균열의 가능성을 줄일 수 있다.
문 04. 철강재료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 합금강은 탄소강에 원소를 하나 이상 첨가해서 만든 강이다.
② 아공석강은 탄소함유량이 높을수록 강도와 경도가 증가한다.
③ 스테인리스강은 크롬을 첨가하여 내식성을 향상시킨 강이다.
④ 고속도강은 고탄소강을 담금질하여 강도와 경도를 현저히 향상시킨 공구강이다.
④
<탄소강에서 탄소함유량이 많아질수록 나타나는 현상>
강도, 경도, 취성, 비열, 전기저항, 항자력, 항복점, 열처리성
→ 강도가 경찰에게 취해서 비열하게 저항하다 자력으로 항복하고 처리했다.
<심화: 상황에 따라 다를 수 있음>
이거 외에 나머지는 감소 진짜 거의 다 감소한다. 다만 인장강도, 항복점은 0.8% C(공석점)까진 증가하긴 하는데 그 이후는 감소한다. 열처리성에서 탄소량이 6%가 넘어가버리면 담금질이 곤란하다. 예를들어 보통주철의 경우, 탄소가 흑연 상태로 존재하고, 빈 공간이 많은 탄소에 의해 충격을 흡수하는 능력이 떨어져 잘 깨진다. 빈 공간이 완충제 역할을 하는데, 이 상태에서 열처리를 하면, 열에 의한 수축 팽창으로 흑연들이 충격에 대응하지 못하고, 충격을 받으면 깨진다. 구상흑연주철은 흑연이 어느 정도 열팽창수축에 대응해서 담금질이 어느 정도 잘 되는 예외적인 케이스도 있지만, 일반적인 주철은 담금질이 곤란하다. 증가하는거 또 있으면 제보 부탁드립니다.
<고속도강, SKH>
W계(SKH2~10종)와 Mo계(SKH51~57종), Co계(SKH59종)가 있으며 W 18%, Cr 4%, V 1%를 함유한 표준형고속도강(18-4-1 고속도강)이 많이 사용되며 경도의 증가를 위해 뜨임을 한다.
문 05. 100MW급 발전소가 석탄을 연료로 하여 전기를 생산하고 있다. 보일러는 627℃에서 운전되고 응축기에서는 27℃의 폐열을 배출하고 있다면 이 발전소의 이상 효율(%)에 가장 가까운 것은?
① 4%
② 33%
③ 67%
④ 96%
③
<카르노 사이클의 효율>
$\eta =1- \frac{ T_{L} }{ T_{H} } = \frac{W}{Q} $
문 06. 평판 압연 공정에서 롤압력과 압하력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 롤압력이 최대인 점은 마찰계수가 작을수록 입구점에 가까워진다.
② 압하율이 감소할수록 최대 롤압력은 작아진다.
③ 고온에서 압연함으로써 소재의 강도를 줄여 압하력을 감소시킬 수 있다.
④ 압연 중 판재에 길이 방향의 장력을 가하여 압하력을 줄일 수 있다.
①
롤압력이 최대인 점은 마찰계수가 클수록 입구점에 가까워진다.
<압하율, 압하량>
압연시 두께가 감소되는 비율로 압력곡선의 아랫부분 면적에 해당한다. 압연시 압하율이 크면 롤 간격에서의 접촉호가 길어지므로 최고 압력이 증가한다.
<압하율을 크게 하려면>
- 지름이 큰 롤러를 사용한다.
→ 압하력이 증가하게 되어서 압하량이 커짐
- 롤러의 회전속도를 늦춘다.
→ 느리게 더 많이 누르게 되서 압하량이 커짐
- 소재(압연재)의 온도를 높인다.
→ 말랑말랑해져서 압하량이 커짐
→ 말랑말랑하니 압하력은 감소함
- 압연재를 뒤에서 밀어준다.
- 롤축에 평행인 홈을 롤표면에 만들어준다.
☆ 압하력 ≠ 압하량 압하율 ☆
압하력: 압하할때드는힘
압하량: 찌부되는 양
문 07. 그림과 같이 판재를 블랭킹할 때 필요한 최소 펀치 하중은? (단, 펀치와 판재 사이 마찰은 없고 전단이 되는 면은 판재에 수직하며, 판재의 두께는 1mm, 전단강도는 2$kgf/mm^{2} $이고 $\pi $는 3으로 계산한다.)
① 180kgf
② 320kgf
③ 370kgf
④ 400kgf
③
<블랭킹, blanking>
펀치(punch)와 다이(die)를 이용하여 판금재료로부터 제품의 외형을 따내는 작업, 전단된 조작(따낸 것)이 제품(부품)이 되고 나머지 부분은 스크랩이 된다. 판재 안쪽 공작물의 겉넓이를 구해야하므로, 전체 둘레에 두께와 전단강도를 곱하면 하중이 나온다.
문 08. 금속의 응고 시 나타나는 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 결정립이 커질수록 항복강도가 증가한다.
② 금속이 응고되면 일반적으로 다결정을 형성한다.
③ 결정립계의 원자들은 결정립 내부의 원자에 비해 반응성이 높아 부식되기 쉽다.
④ 용융금속이 급랭이 되면 핵생성률이 증가하여 결정립의 크기가 작아진다.
①
<금속의 응고>
- 용융 금속 내부에서 응고하며 불순물이 모이는 곳은 결정립계이다.
→ 금속이 응고되면 일반적으로 다결정을 형성한다.
- 결정립계는 결정립이 성장하면서 다른 결정립들과 분리되는 경계이다.
- 결정계 간의 경계부에서 배열이 흐뜨러지고 밀도가 낮아진다.
- 결정립계의 원자들은 결정립 내부의 원자에 비해 반응성이 높다.
→ 부식되기 쉽다.
- 급랭이 되면 핵생성률이 증가하고, 결정립의 크기가 작아진다.
→ 금속의 강도와 경도가 증가한다.
- 서랭되면 결정립의 크기가 커진다.
→ 금속의 강도와 경도가 감소한다.
→ 결정립의 크기는 냉각속도에 반비례한다.
- 고상과 액상 간의 경계가 형성된다.
- 순금속의 응고 시 방위를 갖는 주상정 형태로 결정이 성장한다.
- 운동에너지가 열의 형태로 방출되는 것을 응고잠열이라 한다.
- 용융점보다 낮은 온도에서 응고되는 것을 과냉각이라 한다.
- 결정립은 잘 정리된 옷장이고, 결정립계는 개곱창난 옷장이다.
<냉각속도의 영향>
- 냉각이 느리거나 국부적 응고시간이 길면 조대 수지상정 구조를 갖는다.
→ 수지상정 가지 사이의 간격은 매우 넓다.
- 빠른 냉각속도 또는 국부적으로 응고시간이 짧은 경우
→ 조직은 미세해지고 가지 사이의 간격도 매우 좁아진다.
→ 매우 빠른 냉각속도에서는 비정질(amorphous)조직으로 된다.
<주조 조직과 결정립 크기>
- 결정립의 크기가 작아지면 주조합금의 강도와 연성은 증가한다.
→ 미세기공률(microporosity, 수지상정 사이의 공극)은 감소한다.
→ 응고가 진행되는 동안 고온균열이 잘 생기지 않는다.
- 결정립크기와 분포가 균일하지 않으면 주물은 이방성을 갖는다.
문 09. 크리프(creep)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 크리프 현상은 결정립계를 가로지르는 전위(dislocation)에 기인한다.
② 시간에 대한 변형률의 변화를 크리프 속도라고 한다.
③ 고온에서 작동하는 기계 부품 설계 및 해석에서 중요하게 고려된다.
④ 일반적으로 온도와 작용하중이 증가하면 크리프 속도가 커진다.
①
<크리프 현상>
크리프현상은 고온에서의 결정립계의 미끄러짐에 의해, 전위의 이동 및 확산에 의해 일어나는 현상이다.
<1차 크리프, 천이 크리프>
특정 온도가 되면 순간적으로 약한 부분에서 전위가 증식하여 변형이 시작된다. 시간에 따라 변형이 진행되고 변형률이 감소, 가공경화로 묶였던 전위가 고온에서 응력하에서 이동하여 변형이 진행되고 전위가 많아져 서로 엉키고 크리프 속도가 감소된다.
<2차 크리프, 정상 크리프>
일정한 변형률로 변형 진행, 가공경화와 회복(고온)에 의한 연화가 평형을 이루면서 크리프 속도가 일정하게 된다.
<3차 크리프, 가속 크리프>
시간에 따라 변형률이 증가하다 시료 파단, 원자공공 농도가 증가되어 원자확산이 빨라지고 전위이동 쉬워져 크리프 속도가 증가된다. 그리고 원자공공이 결정립계에 모여 공동이 결합되고 미세균열이 형성되어 파단된다. 주로 슬립에 의해서 파괴되고 중심부는 입계파괴가 일어날 수 있다.
<크리프 현상에 영향 미치는 조건>
온도가 높을수록, 응력이 증가할수록, 결정이 미세할수록 크리프 현상이 두드러짐, 즉 변형속도가 커진다.
<재료에 따른 크리프 곡선 특성>
순금속에서는 정상단계가 짧고 취성재료에서는 가속단계 없이 갑자기 파단된다.
<크리프 특성 표기법>
온도, 응력조건 표기
<크리프 강도>
일정온도, 일정한 하중에서, 크리프에 의해 기울기가 규정한 값에 이르는 응력
<파단강도>
어떤 규정된 시간에 크리프 파단을 나타내는 응력
문 10. 자중을 무시할 수 있는 길이 L인 외팔보의 자유단에 연결된 질량 m이 그림과 같이 화살표 방향으로 진동할 때의 고유진동수가 f로 주어져 있다. 외팔보의 길이가 반으로 줄었을 때, 고유진동수는?(단, 외팔보 단면적의 변화는 없다.)
① $2 \sqrt{2} f$
② $2f$
③ $f$
④ $0.5f$
①
<외팔보 끝단 하중 최대 처짐량> <스프링에 걸리는 하중> <고유진동수>
$ \delta = \frac{P L^{3} }{3EI} $ $P=k \delta $ $2 \pi f= \omega = \sqrt{ \frac{k}{m} } $
문 11. 입도가 작고 연한 연삭 입자를 공작물 표면에 접촉시킨 후 낮은 압력으로 미세한 진동을 주어 초정밀도의 표면으로 다듬질하는 가공은?
① 호닝
② 숏피닝
③ 슈퍼 피니싱
④ 와이어브러싱
③
<호닝, honing>
직사각형 단면의 긴 숫돌을 지지봉의 끝에 방사방향으로 붙여 놓은 호닝 스톤을 보링, 리밍, 연식 등의 가공이 수행된 공작물 구멍에 넣고 회전운동과 축방향운동을 동시에 부여하여 구멍의 내면을 정밀하게 다듬질하여 치수정밀도, 진원도, 진직도, 원통도 등을 좋게 하는 가공법
<숏피닝, shot peening>
강구로 제작한 숏 볼을 공작물 표면에 압력을 주면서 분사시켜 표면에 압축잔류응력을 남게 하여 피로강도를 증가시키는 가공법
<와이어 브러싱, wire brushing>
와이어로 제작한 브러시로 디버링 등 마무리를 수행하는 가공법
문 12. 기어 치형에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 사이클로이드 치형의 기어는 맞물리는 두 기어의 중심간 거리가 변하여도 각속도비가 변하지 않는다.
② 사이클로이드 치형은 균일한 미끄럼률로 인해 마멸이 균일해져서 치형의 오차가 적다.
③ 대부분의 기어에는 인벌류트 치형이 사용된다.
④ 인벌류트 치형은 랙커터에 의한 창성법 절삭으로 정확한 치형을 쉽게 얻을 수 있다.
①
<인벌류트 치형의 특징>
- 중심 거리가 약간 달라도 회전비에는 영향 없음
- 사이클로이드 치형보다 이뿌리가 튼튼하고 강함
- 곡선이 단조롭기 때문에 공작이 용이
→ 간단하고 정확하게 가공할 수 있음
- 가격이 저렴하며, 호환성이 좋음
- 상대 기어를 미는 힘이 크고, 미끄러짐이 커서 마멸이 잘 되고 소음이 큼
- 설계, 제작상의 장점이 많아 동력 전달 기계에 널리 이용
- 압력각이 일정, 전위기어 사용가능
- 압력각과 이의 크기(모듈)이 모두 같아야 항상 호환 가능
- 언더컷이 잇수에 따라 발생 가능
- 피치점 미끄럼률은 0, 이끝부와 이뿌리로 갈수록 미끄럼률 증가
- 기어를 가공하는 랙 공구의 치형은 직선임
- 작용선은 두 개의 기초원의 공통접선과 일치
- 법선 피치의 길이는 기초원 피치의 길이와 같다
- 기초원의 지름은 피치원의 지름보다 항상 작음
<사이클로이드 치형의 특징>
- 양쪽 기어 피치점 완전히 일치하지 않으면 물림이 "잘 되지 않음"
- 하중이 걸리면 이뿌리가 가늘어져 강도가 약함
- 구름원의 크기에 따라 많은 종류의 가공용 커터가 필요
→ 공작하는데 번거롭고 호환성도 좋지 않음
- 상대 기어를 미는 힘이 약하고 미끄러짐이 적어서 마멸이 균일함
- 미끄럼률이 일정하고 회전이 원활하여 잘 마멸되지 않음
- 가장 좋은 효율의 전달이 가능하고 소음이 적고, 베어링 하중이 작음
- 압력각이 일정하지 않고, 전위절삭이 불가능
- 원추피치와 구름원(창성원)이 같아야 호환이 가능
- 언더컷이 발생하지 않으며 중심거리가 정확해야 조립이 가능
- 용도는 시계에 사용
인벌류트는 성격좋고 털털해서 호환도 좋구 가격도 싸구 축간길이 변해도 신경 안씀. 근데 인싸라 쫌 시끄러움.. 사이클로이드는 까칠하고 예민해서 조용하구 마멸도 균일해야하구 가공도 어렵구 호환성도 적음..
문 13. 그림의 TTT곡선(Time-Temperature-Transformation diagram)에서 화살표를 따라 오스테나이트 강을 소성가공 후 담금질하는 열처리 방법은?
① 마르템퍼링(martempering)
② 마르퀜칭(marquenching)
③ 오스템퍼링(austempering)
④ 오스포밍(ausforming)
④
<오스포밍, ausforming>
금속재료의 기계적 성질 등의 향상을 위해 소성가공과 열처리를 조합해서 향하는 열처리로, 준안정 오스테나이트를 항온변태 곡선온도까지 급랭시켜 이 온도에서 소성변형을 하고 담금질하여 잇달아 마텐자이트 변태를 일으킨 후 템퍼링하는 항온 열처리 공법이다. 보통의 강보다 35%가 큰 재료가 얻어진다.
<마르템퍼링, martempering>
오스테나이트 상태까지 가열한 강을 항온변태 곡선에서 $M_{s} $점과 $M_{f} $점 사이에서 항온 변태를 완료시켜 상온까지 급랭시키는 항온 열처리법
<마르퀜칭, marquenching>
오스테나이트 상태까지 가열한 강을 항온변태 곡선의 노즈 이하의 온도까지 급랭한 후 이 온도를 유지하고 천천히 $M_{s} $점과 $M_{f} $점을 통과시키는 담금질을 한 후 템퍼링을 하는 항온 열처리법
<오스템퍼링, austempering>
$M_{s} $직전에서 베이나이트 변태를 완료시키고 공랭한다. 강의 오스테나이트 상태를 TTT 곡선의 노즈(약 550℃)와 $M_{s} $점 사이의 온도로 급랭하여 과랭 오스테나이트를 담금질온도에서 염욕(소금물) 중에 넣어 항온 변태시켜 공기 중에서 냉각시키는 항온 열처리법이다. 이러한 항온 변태를 베이나이트 변태라고 한다. 이때 생기는 생성물을 베이나이트(bainite)라고 한다. 베이나이트는 인성이 크고 담금질 변형과 균열을 방지할 목적에 쓰인다.
문 14. 수차에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 충격수차는 대부분의 에너지를 물의 속도로부터 얻는다.
② 펠턴 수차는 저낙차에서 수량이 비교적 많은 곳에 사용하기에 적합하다.
③ 프로펠러 수차는 유체가 회전차의 축방향으로 통과하는 축류형 반동수차이다.
④ 반동수차는 회전차를 통과하는 물의 압력과 속도 감소에 대한 반동작용으로 에너지를 얻는다.
②
<충동 수차, 충격 수차>
충동 수차는 물의 위치 에너지를 속도 에너지로 변환하는 것과 같은 수차이다. 대부분의 에너지를 물의 속도로부터 얻는다. 고낙차에서 수량이 비교적 적은 곳에 사용하기에 적합하고, 펠톤 수차와 크로스 플로우 수차로 나누어 진다.
<반동 수차>
회전차를 통과하는 물의 압력과 속도 감소에 대한 반동작용으로 에너지를 얻는 수차이다. 물이 날개바퀴 안을 수차의 회전축과 평행하게 흐르도록 되어있는 수차이며, 낙차가 작고 수량이 많을 때 쓴다. 프란시스 수차, 프로펠러 수차, 카플란 수차, 튜브라 수차, 바커 수차 등이 있다. 이 중에서 프로펠러 수차는 축류 수차라고도 한다.
<펠턴 수차, pelton turbine>
펠톤 수차는 분류가 수차의 접선방향으로 작용하여 날개차를 회전시켜서 기계적인 일을 얻는 충격수차로서 주로 고낙차에서 수량이 적은 곳에 사용하기 적합하다.
<프란시스 수차, francis turbine>
반동 수차의 일종이며 고정깃과 안내깃에 의해 유도된 물이 회전차를 회전시키고 축방향으로 송출된다.
<프로펠러 수차, propeller turbine>
반동 수차의 종류로, 20~40m의 저낙차로 수량이 풍부한 경우에 사용되는 수차. 날개바퀴는 배의 프로펠러와 비슷한데 날개바퀴를 통과하는 물은 회전축과 직각방향(반지름방향)의 속도성분을 갖지 않으므로 축류수차라고 일컫기도 한다. 날개바퀴는 주축에 4~8매의 주강 또는 스테인리스 주강제의 날개를 고정한 것이며, 낙차가 큰 것일수록 날개의 수가 많다. 날개의 주축에 대한 고정축을 부하의 변동에 따라 회전시켜 항상 합리적인 날개각도로 조정할 수 있는 것을 특히 카플란 수차라고 한다.
<카플란 수차, kaplan turbine>
반동수차의 일종으로서, 부하가 작을 때 효율이 매우 낮은 프로펠러 수차를 개선한 것이다. 사용수량에 따라서 최고 효율로 작동할 수 있도록, 안내날개와 함께 날개수레의 날개의 기울기도 변경시킬 수가 있게 되어 있는 점이 장점이다.
문 15. 연삭공정에서 온도 상승이 심할 때 공작물의 표면에 나타나는 현상으로 옳지 않은 것은?
① 온도변화나 온도구배에 의하여 잔류응력이 발생한다.
② 표면에 버닝(burning) 현상이 발생한다.
③ 열응력에 의하여 셰브론 균열(chevron cracking)이 발생한다.
④ 열처리된 강 부품의 경우 템퍼링(tempering)을 일으켜 표면이 연화된다.
③
<셰브론 균열, chevron cracking>
다이 내의 변형영역에서 중심선을 따라 정수압으로 생긴 인장 응력 상태(2차 인장응력, 중심부균열)로 인하여 제품 중심부에 발생되는 결함으로 내부균열 혹은 중심부균열이라고도 한다. 압출에서 일어난다.
문 16. 주조 시 용탕의 유동성(fluidity)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 합금의 경우 응고범위가 클수록 유동성은 저하된다.
② 과열 정도가 높아지면 유동성은 향상된다.
③ 개재물(inclusion)을 넣으면 유동성은 향상된다.
④ 표면장력이 크면 유동성은 저하된다.
③
<용탕의 유동성, fluidity>
- 과열 정도가 높아지면 유동성은 향상된다.
- 합금의 경우 응고범위가 클수록 유동성은 저하된다.
- 개재물(inclusion)을 넣으면 유동성은 저하된다.
- 표면장력이 크면 유동성은 저하된다.
- 용탕의 점도가 온도에 민감할수록 유동성은 감소한다.
- 용탕의 표면에 형성되는 산화막은 유동성을 저하시킨다.
문 17. 구름 베어링에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 반지름 방향과 축방향 하중을 동시에 받을 수 없다.
② 궤도와 전동체의 틈새가 극히 작아 축심을 정확하게 유지할 수 있다.
③ 리테이너는 강구를 고르게 배치하고 강구 사이의 접촉을 방지하여 마모와 소음을 예방하는 역할을 한다.
④ 전동체의 형상에는 구, 원통, 원추 및 구면 롤러 등이 있다.
①
<구름 베어링, rolling bearing>
- 감쇠력이 작아 충격 흡수력이 작다.
- 표준형 양산품으로 호환성은 우수하다.
→ 규격화 되어있어서 내·외륜의 끼워맞춤에 주의가 필요하다.
- 공진속도 이내에서 운전하여야 한다.
→ 미끄럼 베어링에 비해 저속운전이다.
- 전동체의 열팽창으로 고온시 냉각장치가 필요하다.
- 베어링에 고온재료 사용이 가능하다.
→ 오히려 윤활재의 내고온성이 한계이다.
- 저온시동의 특성이 양호하다.
- 진동과 소음이 크다.
- 기동 토크가 작다. → 동력 소요가 작다.
- 베어링의 너비를 작게 제작할 수 있어 기계의 소형화가 가능하다.
<볼베어링 vs 롤러베어링>
| 볼베어링 | 롤러베어링 |
| 점 접촉 | 선 접촉 |
| 고속 회전용 | 저속 회전용 |
| 저 하중용 | 고 하중용 |
| 가격 다소 저렴 | 가격 다소 비쌈 |
<구름베어링의 구성요소>
- 내륜, 전동체(볼, 롤러), 외륜, 리테이너
문 18. 유체전동장치인 토크컨버터에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 속도의 전 범위에 걸쳐 무단변속이 가능하다.
② 구동축에 작용하는 비틀림 진동이나 충격을 흡수하여 동력 전달을 부드럽게 한다.
③ 부하에 의한 원동기의 정지가 없다.
④ 구동축과 출력축 사이에 토크 차가 생기지 않는다.
④
<유체 토크 컨버터, fluid torque converter>
유체 이음의 양 임펠러 사이에 고정 안내 날개를 설치하여 동력을 중개하고, 종동축 쪽의 부하 토크 변화 시 자동적으로 동력이 일정(토크x각속도=일정)하게 종동축 쪽의 회전속도를 변화시키는 장치이다. 유체 커플링과 달리 안내깃(stator)이 존재하는 구조이다.
문 19. 가솔린 기관에 사용되는 피스톤 링에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 오일링은 실린더 기밀 작용과는 거의 관계가 없다.
② 피스톤 링은 피스톤 헤드가 받는 열의 대부분을 실린더 벽에 전달하는 역할을 한다.
③ 압축링의 장력이 크면 피스톤과 실린더 벽 사이의 유막이 두껍게 되어 고압 가스의 블로바이를 일으키기 쉽다.
④ 피스톤 링 이음의 간극이 작으면 열팽창으로 이음부가 접촉하여 파손되기 쉽다.
③
<피스톤링>
피스톤과 실린더 사이에서 기밀을 유지(기밀작용) 하고, 피스톤의 열을 실린더 벽에 방출하는 매개체적 역할(열전도 작용)을 하는 압축링과 실린더벽 여분의 윤활유를 정확히 긁어내는 작용(오일 제어 작용)을 하는 오일링으로 나누어
진다.
<피스톤링의 역할>
- 오일제어 작용(오일 긁어내리기)
- 냉각 작용(열전도)
- 기밀유지 작용(밀봉)
<가스링, 압력링>
기밀 유지를 목적으로 하는 것
<압축링>
압축링의 장력이 크면 실린더 벽과의 마찰과 마모가 증가되며 동력 손실이 커진다. 그 정도가 지나치면 실린더벽의 유막이 차단되어 피스톤링과 실린더 벽이 직접 접촉한다. 압축링은 실린더와 피스톤 사이에서의 압력이나 연소가스가 새는 것을 방지하며 여기서 압축링의 장력은 실린더 벽에 가해지는 압력이다.
<오일링>
윤활유를 긁어 내리는 것을 주목적으로 하는 것
<블로바이, blowby>
혼합기가 실린더와 피스톤 사이에서 미연소 가스가 크랭크 케이스로 누출되는 현상. 압력이나 연소 가스가 새는 것을 말하는 데 이것은 장력이 작을 때 발생된다.
<블로바이의 발생>
- 압축링의 장력이 너무 작을 때 블로바이를 일으키기 쉽다.
→ 실린더 벽과 피스톤 사이의 유막이 두껍게 됨.
→ 피스톤의 열전도 작용이 감소하여 피스톤의 온도가 상승
- 링 이음의 간극이 규정보다 크면 블로바이가 일어남
- 각각의 링 이음부 방향이 한 쪽으로 일직선상에 있게 될 때 발생
링 이음의 간극이 작으면 열팽창으로 인해 링 이음부과 접촉하여 고착을 일으키거나 실린더 벽을 긁게 된다.
문 20. 그림과 같은 제네바 기어(Geneva gear)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 구동기어가 1회전하는 동안 제네바 기어는 60 °만큼 회전한다.
② 간헐적 회전운동을 제공하는 캠과 같은 기능을 한다.
③ 커플러가 구름-미끄럼 조인트(roll-slide joint)로 대체된 4절 링크 장치로 볼 수 있다.
④ 제네바 기어가 회전하는 동안 제네바 기어의 각속도는 일정하다.
④
제네바 기어가 회전하는 동안 제네바 기어의 각속도는 일정하지 않게 된다.
<제네바 기어, geneva gear>
제네바 기어장치는 구동기어의 연결봉과 제네바 기어의 홈이 서로 맞물리면서 제네바 기어를 회전 시키는 기계장치다. 따라서 구동기어가 1회전하면 제네바기어는 60도씩 회전하므로 각속도는 일정하지 않다. 간헐적 회전운동을 하는 캠과 같은 기능을 한다. 커플러가 구름-미끄럼 조인트로 대체된 4절링크 장치로 볼 수 있다. 투영기나 인쇄기 등에 이용된다.
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