무급유 부시의 조립 방법 및 모멘트 하중 대응 방안
서론
기계 시스템에서 무급유 부시는 유지보수 필요성이 적고 내구성이 뛰어나 널리 사용됩니다. 그러나 모멘트 하중이 가해질 경우, 고장 가능성이 크게 증가할 수 있습니다. 이 글에서는 무급유 부시의 고정 방법과 모멘트 하중에 대한 대응 방안을 논의합니다.
무급유 부시의 고정 방법
무급유 부시를 조립할 때는 하우징에 고정시켜 사용합니다. 주요 고정 방법은 압입과 접착 두 가지가 있습니다.
압입
압입은 무급유 부시와 하우징 사이에 틈새가 없는 방법입니다. 하우징이 회전하는 경우, 반경 방향의 하중이 회전 방향으로 변경될 때 이 방법을 사용합니다. 이 방법을 채택하는 이유는 하중의 이동에 따라 틈새가 변하지 않도록 하기 위함입니다.
접착
접착은 무급유 부시와 하우징 사이에 틈새가 존재하는 방법입니다. 반경 방향의 하중이 변하지 않는 경우에 사용합니다. 이 방법을 사용할 때는 무급유 부시를 하우징 내에 고정시키기 위한 추가 기구가 필요합니다.
표 1． 무급유 부시 고정 방법
| 고정 방법 | 내용 |
|---|---|
| 압입 | 무급유 부시와 하우징 사이에 틈새가 없는 방법. 하우징이 회전하는 경우 반경 방향의 하중이 해당 회전으로 방향이 변경될 때 이 방법을 채택한다. 이는 하중의 이동에 따라 틈새가 변하지 않기 위한 구조를 얻기 때문이다. |
| 접착 | 무급유 부시와 하우징 사이에 틈새가 존재하는 방법. 무급유 부시에 가해지는 반경 방향의 하중이 변하지 않는 경우에 이 방법을 채택한다. 이 방법을 채택한 경우, 무급유 부시의 하우징 내에 고정 기구를 새롭게 추가해야 한다. |
압입을 채택하는 경우, 핸드 프레스기를 이용하여 작업합니다. <그림1>은 무급유 부시를 하우징에 압입하는 작업을 나타내며, 핸드 프레스기에는 레버형과 나사형 두 가지 종류가 있습니다.
모멘트 하중에 대한 대응 방안
무급유 부시에 모멘트 하중이 가해질 경우, 접촉 면적이 극도로 작아져 마모 및 눌러붙음 현상이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 모멘트 하중을 최소화하는 구조적 설계가 필요합니다.
모멘트 하중의 균형 방정식
모멘트 하중이 가해진 경우, 다음과 같은 균형 방정식이 성립합니다.
\( F1 \times L1 = F2 \times L2 \)
\( F2 = \frac{F1 \times L1}{L2} \)
모멘트로 인해 발생하는 힘(F2)은 무급유 부시와 축이 접촉하는 부시의 양 끝에 작용합니다. 이 접촉 면적이 극히 작기 때문에 응력의 값은 커지게 되며, 결과적으로 응력이 허용값을 초과하여 마모가 발생하고 파손됩니다.
결론
무급유 부시는 적절한 사용 조건 하에서 유지보수가 적고 내구성이 뛰어난 부품입니다. 그러나 모멘트 하중이 가해질 경우, 부시의 고장 가능성이 증가하므로 이러한 하중을 피하는 구조적 설계가 필요합니다. 향후 연구에서는 이러한 구조적 변경의 실효성을 실험적으로 검증할 필요가 있습니다.
출처: 한국 미스미
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