열 박음에서 끼워 맞춤 가열온도를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, T… | [설비보전산업기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

열 박음(shrink fit)은 구멍 쪽 부품을 가열해 팽창시킨 뒤 축을 끼워 넣는 조립법이다. 지름 $D$인 구멍의 온도가 $T$만큼 오르면 늘어나는 지름 증가량은 $\Delta d = \alpha\, D\, T$ 로, 열팽창계수와 원래 지름, 온도 상승분의 곱으로 정해진다.
축이 들어가려면 구멍이 죔새 $\Delta d$(축지름−구멍지름)만큼은 벌어져야 하므로, 위 식을 $T$에 대해 풀면 $T=\dfrac{\Delta d}{\alpha D}$ 가 된다. 즉 죔새를 열팽창계수와 구멍지름의 곱으로 나눈 값이 필요한 가열온도다.
단위로도 확인된다. 열팽창계수는 1/℃, 죔새와 구멍지름은 같은 길이 단위이므로 죔새를 (열팽창계수 × 구멍지름)으로 나눠야만 ℃가 남는다. 죔새가 클수록, 그리고 구멍지름이 작을수록 더 높은 온도로 가열해야 한다는 경향도 이 식에서 그대로 읽힌다.