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기구설계9

기어비 엔지니어링 분야 실무 엔지니어는 기어비라고 하는 말을 자주 접하게 된다. 이름 자체에서 직관적으로 느껴지듯, 기어의 비율을 말하는 것인데 보다 구체적으로 의미하는 것이 무엇이고 관련해 알아 둘 것이 어떤 것이 있는지 알아보자. 1. 기어비(gear ratio)의 의미 기어비는 맞물린 두 기어의 잇수 간의 비율을 말한다. 예를 들어 기어의 있수가 각각 20개, 40개 일 경우 20:40=1:2 이므로 1/2의 비율이 되는데 여기서 동력 입력측의 잇수가 작을 경우 출력 측의 회전량이 작아지므로 "감속"이라고 하고 반대의 경우는 "증속"이라고 한다. 그런데, 기어비를 적용하려는 이유가 통상 모터의 토크 성능보다 큰 부하를 구동하기 위해 사용하기 때문에 감속 목적으로 사용하는 경우가 많고, 이로 인해 "감속 비.. 2021. 2. 24.
질문을 하기 위한 노력 지인이나 네이버 질문란에 보면 앞뒤내용 싹다 자르고 “뭐할건데 모터선정을 해 달라”는 내용이 많다. 진심을 다 해 도와주고 싶어도 질문내용에 답을 하기 위한 필요 조건이 없어서 절대로 답을 할 수 없는 경우다. 비전공자의 경우 전공이 다르기 때문에 모르는 것이 당연한 것일 지도 모르겠지만 알고싶은 모터용량의 답을 취하기 위해서는 필요한 내용이기 때문에 파악하려는 노력은 반드시 필요하다. “구조를 모르는 기구를 제작한다” “구조를 모르는 기구를 프로그래밍한다” 둘다 말도 안되는 소리다. 여기서 말한 구조란, 제작하려는 기구의 형태를 말하는게 아니다. 넓은 의미로는 포함되겠지만, 짚어 주려는 것은 바로, 필요한 동작에 대한 기구적 분석이다. 계산에 필요한 항목을 예를 통해 보겠다. “20kg 물체를 45도 .. 2020. 3. 6.
모터 출력(W)과 토크(T)의 관계 모터의 사양은 electric power인 P(W:watt)로 대표된다. P를 알면 토크를 알 수 있다. 한편 모터는 모터를 구성하고 있는 전기적, 기계적 사양에 따라 회전할 수 있는 회전속도가 규정되고 정격, 최대의 2가지 항목으로 퍼포먼스에 대한 사양을 규정한다. 그럼 모터사양에 있어 출력과 토크간에는 어떤 관계가 있을까? 이제부터, 출력과 토크관계에 있어 알고 있어야 할 내용을 기술해 보겠다. SI단위계에서 일률(W)은 에너지를 시간으로 나눈값으로 정의한다. 에너지는 국제단위로 J(=N·m)이고, 이를 수식으로 정리해보면, 1W = 1 J/s = 1 x N·m x 2π rad/s = 1 x N·m x 1Hz 이걸 식으로 정리해 보면 P=ωT P : 모터 출력 W ω : (각)속도 rad/s T : .. 2020. 1. 3.
배관 유량특성 유량을 계산하는 방법은 유량값이 필요로 하는 상황과 조건에 따라 달라진다.유량이 다 같은 유량이 아니란 얘기다. 이 방법은 일반적인 배관상태에서의 유량을 계산하는 방법이다. ※ Flow meter의 위치에 주목하자. 노즐분사유량이 아닌, 소모유량이다. 이러한 구성에서의 소모 유량을 계산하기 위해서는, 음속컨덕턴스과 입계압력비 라는 값을 먼저 구해야 한다. C : 상당음속컨덕턴스 [dm³/(s·bar)]b : 임계압력비 [-]d : 배관 내경 [mm]L : 배관 길이 [m]λ : 관마찰계수 [-] 수지튜브,동관, 고무호스 = 0.0197, 강관=0.0307S : 유효단면적 [mm²] 여기서, 음속컨덕턴스와 유효단면적간에 C=S/5 의 관계가 있다. 간편히 계산해 주는 사이트가 있다. 클릭! 1. 초크흐름 .. 2018. 12. 28.
충격량 계산 기구설계 실무를 하다보면, 충격량을 계산해 사용해야 할 경우가 생각보다 많다. 간단한 조건을 예로 충격량을 계산해 보겠다. 2kg의 질량을 가진 물체가 1m/s 정속주행 중에 벽에 충돌했다.이때, 충격량은 얼마인가?단, 충격시간(충돌직후 완전히 멈출때까지의 시간)은 0.1초로 한다. 풀이해 보자. 일단, 외워두자. "충격량(I)은 운동량의 변화량(ΔP)과 같고, 충격력과 충돌시간(Δt)의 곱과 같다." 고전역학에서의 운동량과 충격량과의 관계의 정리이다. 등식으로 두고, 구하려는 충격력 F를 기준으로 정리하면, 이제, 계산만 하면 된다. 물체가 충돌할때 발생한 충격력은 20N 이다. 여기서, 충돌시간 Δt가 길다면 충격력은 작아지고, 짧으면 커진다. (당연히) 따라서, 충돌 상황이 불가피 할 때, 상대물이.. 2018. 12. 24.
서보모터 사양 설명 - 초보용 기구설계자가 모터구동용 축을 설계할 때 가장 먼저 고민하는 부분은 축구성에 대한 모터의 구동능력(=사양)이다.따라서, 가장 먼저 확인해야 할 자료가 모터카다로그 인데,아무런 생각 없이 들여다 보면 봐도 본게 아닌게 되고, 이게 뭘까...란 의문이 들고 난 후 이해 할때 까지의 시간이 생각보다 길다. 그래서, 설계초보에게 도움이 될 만한 정보를 기술해 보려고 한다. "왜 이 회사가 이 모터를 갖다 파는데 있어서 이런 수치를 기재해 놓았을까?" 모터 카다로그에 기재된 항목과 값들이 의미하는 바를 알아야 한다.그래야 설계과정에서 참고를 하고 선정을 할게 아닌가. "우리회사 모터를 선정 하실 때 주로 확인하셔야 할 것들이 이거이거 입니다. 라는거다.학습자의 관점에서는 카다로그의 항목들 자체가 주는 정보도 상당한.. 2018. 12. 23.
회전축 모터사양 검토 회전 구동용 모터를 선정하는 방법을 기술해 보겠다. 모터선정은 간간히 말해 관성모멘트를 분석하는 과정이다.회전운동에서의 질량에 해당하는 요소가 관성모멘트이고, 이는 모터가 회전운동을 하는 엑츄에이터이기 때문이다. 최근에는 3D Modeling Tool이 훌륭히 기능을 제공하기 때문에 직접 계산을 하지 않고도복잡한 형태의 관성모멘트를 쉽게 확인 할 수 있다.다만, 계산하는 과정을 학습하여 원리를 이해하는 것도 매우 중요하기 때문에 이번 검토과정 풀이에 있어서 간단한 조건으로 예를 들어 풀이해 보고자 한다. 직경 30mm, 높이 30mm 원통형 알루미늄을 초당 2회전 속도로 구동시킬 수 있는 모터의 사양을 검토 할 것. 실무중에는 실제로 이와같이 간단한 조건으로 검토가 요구되는 경우가 많다.검토 과정에서 반.. 2018. 12. 16.
감속과 토크의 관계 감속과 토크의 관계감속을 하면, 토크가 증가하는 것은 여러 경험을 통해 직관적으로 안다.직관적으로 알던것을 간단히 식으로 이해해 보자. 맞물린 기어가 구동할 때 각각 기어가 한 일의 량은 같다.맞물렸기 때문. P1 = P2여기서 P는 동력 (W:와트) 한편,P = J/s = N*m/s = 토크 x 각속도 의 관계가 있다. 그림, 작은 기어1과 큰기어2에 대해동력을 기준으로 나열해 보면 P1=P2 = T1∙ω1=T2∙ω2 T2=T1 x ω1/ω2 여기서, ω1/ω2는 감속비율(reduction ratio : i )과 같으므로 T2=T1 x i 큰 풀리의 토크(T2)는 작은풀리 토크(T1)와 감속비(i)의 곱과 같다. 간단한 비례관계임. 2018. 9. 27.
실린더 추력 계산 실린더의 추력은 단면적에 압력을 곱한 값이다. F = p A = p π d2 / 4 F : 추력 (kgf)A : 단면적 (cm²)p : 게이지압력 (kgf/cm²) 많은 초보설계자들에게 "실린더 추력 계산해봐" 하면대부분 헤매는 부분이 단위이고, 그중에 공급 압력 단위를가장 헷갈려 하는것 같다. 통상 AIR 압력이 얼마래? 하면 대부분 "바(BAR)" 단위를 얘기하기 때문에당장 수치를 써먹어야 하는데 그부분에서 헷갈려서 미뤄버린다. 일반적으로 많이 사용되는 CDA(comressor dry air : 압축공기)의 압력 단위이다. 1 bar = 0.1 MPa = 1.019716 kgf/cm² 그렇다.1바는 대략 1제곱센치당 1키로다. 면적 구할때 단위를 압력단위 분모인 cm로 계산 하면 따로 단위 환산 없이.. 2018. 8. 21.

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