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1[7급 국가직 기계설계] 23년 1회차
다음과 같이 회전하는 두 개의 원통 마찰차 A, B가 각각 두 개의 미끄럼 베어링으로 지지되어 있다. 원통 마찰차 A를 P = 800 kgf의 힘으로 밀어서 회전력 F = 600 kgf을 전달하고 있다. 회전속도가 600 rpm일 때, 각 베어링에 작용하는 최대 발열계수[kgf/mm2ㆍm/s]는? (단, 미끄럼 베어링과 접촉하는 저널의 길이는 25 mm, π=3\pi = 3, 그림의 치수 단위는 mm이고, 자중은 무시한다)

문제 이미지
1
0.6
2
1.2
3
1.8
4
2.4
해설

각 베어링의 최대 발열계수는 0.6 kgf/mm2kgf/mm^{2}·m/s이다.

마찰차 A는 누르는 힘 P와 회전력 F를 직각으로 함께 받으므로 합력은 8002+6002=1000 kgf\sqrt{800^2 + 600^2} = 1000\ \mathrm{kgf}이고, 두 베어링이 나눠 받아 하나당 500 kgf이다.

베어링 압력: p=50020×25=1 kgf/mm2p = \dfrac{500}{20 \times 25} = 1\ \mathrm{kgf/mm^2}
미끄럼 속도: v=πdN60000=3×20×60060000=0.6 m/sv = \dfrac{\pi d N}{60000} = \dfrac{3 \times 20 \times 600}{60000} = 0.6\ \mathrm{m/s}
pv=1×0.6=0.6pv = 1 \times 0.6 = 0.6

  • 1.2: 합력 전체를 베어링 하나가 받는다고 본 값이다.
  • 1.8: 구한 pv의 3배로, 하중·속도 조건에서 나오지 않는다.
  • 2.4: 마찰차 지름(80 mm)으로 미끄럼 속도를 계산한 값이다.

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