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1[가스기능장 필기] 04년 1회차

그림과 같이 수직하방향의 하중 Q Kg 을 받고 있는 사각나사의 너트를 그림과 같은 방향의 회전력 P Kg을 주어 풀고자 한다. 필요한 힘 P 를 구하는 식은 어느 것인가? (단, 나사는 1줄 나사이며, 나사의 경사각 α , 마찰각은 ρ 이다.)

P = Q∙tan(α - ρ)

P = Q∙tan(α + ρ)

P = Q∙tan(ρ - α)

P = Q∙tan(1-ρ/α)

해설

사각나사를 푸는 데 필요한 힘은 $P=Q\tan(\rho-\alpha)$ 로, 마찰각에서 나사의 경사각을 뺀 각의 탄젠트에 하중을 곱한 값이다. 그림처럼 아래로 하중 Q를 받은 너트를 옆으로 밀어 돌려 빼는 경우가 여기에 해당한다.

조일 때는 하중과 마찰이 모두 저항으로 작용해 $P=Q\tan(\alpha+\rho)$ 가 되지만, 풀 때는 하중 자체가 나사를 밀어내는 쪽으로 작용하므로 마찰만 이겨 내면 되어 두 각의 차가 들어간다.

마찰각이 경사각보다 크면 P가 양수여서 힘을 주어야 풀리는 자립(자동잠김) 상태이고, 경사각이 더 크면 P가 음수가 되어 하중만으로 저절로 풀린다. 이 판단이 $\tan(\rho-\alpha)$ 꼴에서 바로 읽힌다.

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