3 kW의 회전 동력으로 150 Nㆍm의 토크를 전달하는 축에 3 kN의 축방향 하중이 작용하고 있을 때, 이 축방향 하중을 지지하는 중공 스러스트 베어링의 발열계수[N/mm 2 ㆍm/s]는? (단, 베어링의 바깥지름은 600 mm, 안지름은 400 mm, \pi = 3이다)

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3 kW의 회전 동력으로 150 Nㆍm의 토크를 전달하는 축에 3 kN… | [7급 국가직 기계설계] 25년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 기계설계] 25년 1회차

3 kW의 회전 동력으로 150 Nㆍm의 토크를 전달하는 축에 3 kN의 축방향 하중이 작용하고 있을 때, 이 축방향 하중을 지지하는 중공 스러스트 베어링의 발열계수[N/mm²ㆍm/s]는? (단, 베어링의 바깥지름은 600 mm, 안지름은 400 mm,  $\pi = 3$ 이다)

0.1

해설

스러스트 베어링의 발열계수는 평균 압력 × 평균 원주속도로, 계산하면 0.1이다.
각속도:  $\omega=\dfrac{H}{T}=\dfrac{3000}{150}=20\ \mathrm{rad/s}$ 
평균 압력:  $p=\dfrac{W}{\frac{\pi}{4}(D_2^2-D_1^2)}=\dfrac{3000}{0.75\times(600^2-400^2)}=0.02\ \mathrm{N/mm^2}$ 
평균 원주속도(평균 지름 500 mm):  $v=\omega r_m=20\times0.25=5\ \mathrm{m/s}$ 
 $pv=0.02\times5=0.1\ \mathrm{N/mm^2\cdot m/s}$ 
원주속도에 바깥지름을 쓰거나 면적을 바깥지름 원 전체로 잡으면 다른 값이 나온다.
속도 단위를 m/s가 아닌 mm/s로 두면 1,000배 큰 값이 되어 틀린다.

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