기계 요소의 기본이되는 축, 베어링, 키와 핀의 기능을 해설한다

기계 요소의 기본이되는 축, 베어링, 키와 핀의 기능을 해설한다

 

동력을 이용 기계에서는 모터나 엔진처럼 회전에 의한 동력이 많이 사용됩니다.

그런 회전 운동에서 빼놓을 수 없는 게 축과 베어링 등의 기계 요소입니다.

 

이번에는 기계 설계에서도 특히 기초로 다루는 기계 요소"축, 베어링, 키, 핀"에 대해서 해설합니다.

 

동력의 중심 축

기계의 "축"은 회전하는 기계 부품의 중심이 되는 막대 모양의 부품을 말합니다.

기본적으로 부품의 중심에 있는 기계 요소라고 생각하고 두면 좋습니다.

축은 스스로 회전하고 동력을 전하는"축"과,

스스로는 회전하지 않고 회전하는 것을 지지하는"고정 축"으로 나누어집니다.

 

또 자동차나 전철의 차량에서 좌우의 바퀴를 잇는 것을 "차축"으로 구별할 수도 있습니다.

축은 곧은 "진직 축"이 가장 일반적입니다.

 

"크랭크 축(크랭크 샤프트)"은 축의 중심이 휘어지면서 있는 축으로

왕복 운동을 원운동으로 바꾸거나 원운동을 왕복 운동으로 바꾸기 위해서 쓰입니다.

주로 자동차 엔진 등에 사용되고 있습니다.

회전축에는 동력을 전달할 때 축을 벗어나는 힘(토크)이 걸립니다.

 

또 회전 축 고정 축, 차축에는 축에 담진 부품의 무게나 동력 전달에 따른 힘에 의한 축을 굽히는 힘이 걸립니다.

 

축은 회전의 중심으로 기계의 강도를 정하는 매우 중요한 부품입니다.

기계 설계를 할 때는 축에 걸릴 수 있는 힘을 세심하게 파악하여 충분한 강도를 갖게 하는 설계를 합시다.

 

축을 떠받치는 베어링

베어링은 회전하는 부품과 회전하지 않는 부품을 잇는 기계 요소입니다.

베어링이라 불립니다."축"을 "시험(차다)"라는 이름의 거리 축을 정위치로 받아 매끄럽게 회전시키기 위한 부품입니다.

베어링은 "미끄럼 베어링"과 " 구름 베어링"의 2종류로 나누어집니다.

미끄럼 베어링은 문자 그대로 축을 닦는 베어링입니다.

일반적으로는 접동성이 좋은 금속과 윤활유로 회전을 지지합니다.

 

구조가 단순하고 큰 힘이나 높은 회전수에도 견딜 수 있으며, 진동이나 소음이 적은 것이 특징입니다.

그래서 선박이나 자동차, 큰 기계 등 다양한 장소에서 사용되고 있습니다.

 

또 자동차 모형 장난감처럼 작고 큰 힘 안 드는 것이라면,

나일론 수지 같은 미끄러운 수지를 쓰는 경우도 있습니다.

구름 베어링은 베어링의 경계와 내준 사이에 강구나 구슬을 넣은 베어링입니다.

일반적으로 "베어링" 하면 이쪽을 상상할 사람이 많을지도 모릅니다.

 

마찰 저항이 매우 적어서 가볍게 힘으로 돌릴 수 있는 것이 특징입니다.

 

장난감으로 화제가 된 핸드 스피너도 구름 베어링이 활용되고 있습니다.

규격화되고 다양한 크기가 시판되고 있어 입수하기 쉬운 것도 장점입니다.

 

그러나 회전시에 소음이 발생하기 쉽기나 내부의 공이나 구슬이 파손되기 쉬운 등의 단점도 있습니다.

축과 부품을 고정하는 키와 핀

키는 회전축과 톱니 바퀴를 고정할 때 등에 사용되는 기계 요소입니다.

톱니 바퀴의 예로는 축으로 자른 도랑과,

톱니 바퀴의 축을 꿰뚫은 구멍으로 고정되어, 각각의 회전이 어긋나지 않게 고정합니다.

눈에 띄는 기계 요소는 아니지만, 동력 전달에는 매우 중요한 역할을 합니다.

 

핀은 축과 나사의 느슨함 끄는 등에 쓰이는 부품입니다.

보조적 역할을 가진 기계 요소지만 안전 및 유지 관리를 위해서는 필수적인 부품입니다.

특히 분할 핀은 너트 쇄정 장치에서 많이 볼 수 있습니다.

정리

축과 베어링 등은 회전 운동을 하는 기계의 구동 부분에 필수적인 기계 요소입니다.

매우 많은 분야에서 사용되고 있습니다.

한편, 키나 핀은 다른 기계 요소를 고정할 목적으로 사용되고 있습니다.

각각의 요소의 기능을 알고 기계 설계에 활용합시다.

 

 

 

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