안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 기계가 발전하는 시기가 톱니가 만들어진 시기와 같다고 해도 무방한가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.진짜 기계가 폭발적으로 발전하게 된 전환점은18세기말 영국에서의 산업혁명이라고 말할 수 있습니다.아주 근본적으로 기계의 시작은말씀대로 톱니바퀴가 만들어지면서 부터라 할 수 있겠지만폭발적 발전은 산업혁명 이겠지요.특히 산업혁명 때의 증기기관의 발명이동력원으로서의 혁명을 일으킨 주범이고그 동력을 전달하는 핵심적인 부품이 톱니라 하면 되겠습니다.또한 그에 따라 증기기관에서 만들어진 동력을 톱니를 통해 전달되고그것을 동력으로 한 직물기계의 발명이 대량생산을 가능하게 하면서노동시장과 사회구조에 근본적인 변화의 바람을 일으켰던 사항입니다.또한 증기기관의 직접적 사용처인 증기기관차,그에 따른 철도 시스템 발달로 물류/이동성 향상으로현대 산업사회 기반이 만들어 지게 됩니다.상징적 발명품 들은제임스 와트에 의해 개선된 증기기관존 케이의 플라잉 셔틀리처드 아크라이트의 수력 방적기에드먼드 카트라이트의 전력직조기 등인데이런것들은 모두 톱니바퀴(기어)가 없었다면 효율적으로 작동하기 힘들었을 발명품들 되겠습니다.
기계공학
Q. 기계가공하는 대형 기계에는 몇 볼트의 전기가 들어가나요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적으로 3상 380 V 전기를 많이 씁니다제가 일하는 기계설비 현장에서도 왠만한 대형장비들은 다들 3상 380 인데요일반 가정에서여 단상 220으로 충분하지만산업현장에서 동력 모터를 가동하기 위해서는 220으로는 전력이 부족합니다.3상 선간 전압은 380 이고 3개중에 한개 상과 중성선 N선의 전압은 220 입ㄴ다.산업현장 뿐 아니라일반건물 분전반에도 사용되는데상이 3개이면 전력 공급의 안전성을 확보 가능합니다.3상을 쓰는 이유를 나열하면단상은 전압이 사인파형으로 오르락 내리락 하므로 전달되는 전력이 사인파이지만3상은 전력이 일정하여 일정한 출력을 얻을 수 있습니다.모터 기동토크를 특별 장치없이 원하는 방향으로 가동가능하게 합니다.단상경우는 인버터를 사용해야 하는 경우가 많습니다.단상에 비해 송전/배전 능력이 경제적입니다. 발전소로 부터 송전탑을 지나 공장/ 가정 까지 송전하는 동안 손실이 많이 나는데3상은 항상 3개 전선의 전체 전류합이 제로 이므로,사용 후 남은 전력이 돌아갈 전선이 필요없기에 3가닥으로 충분합니다.이말인 즉슨, 단상 2가닥에 비해 한개더 해서 3상으로 하면구리는 50% 증가하지만 73%의 전력을 더 전달가능합니다.즉, 같은 전력일 때는 3상이 단상에 비해 0.75 만큼의 구리선 만 쓰면 되므로경제적 입니다.산업기계에 380 을 사용하고, 왜 380을 쓰는 지에 대해 열거해 보았습니다.
기계공학
Q. 선박에서 사용하는 엔진의 특성에 대해 알려주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.선박엔진에 대해 열거하자면1, 종류 선박엔진에는 크게 2종류로 나뉩니다.추진엔진선박의 추진력을 내는 엔진으로, 석탄이나 디젤, 가스 등을 연소하여 생기는 힘으로피스톤을 움직이고, 그 피스톤 운동으로 프로펠라를 돌려 추진력을 얻는 엔진 발전 엔진말그대로 발전기 인데, 선박이 워낙 큰 구조물이다보니 내부에서 사용하는 전기 또한 엄청나므로 발전기를 따로 돌려야 함대형선박은 대략 4-5개의 발전엔진을 장착함.2, 속도에 따른 분류저속 엔진분당 회전수 70에서 130 RPM 정도를 저속엔진이라 하는데중형 / 대형 선박의 추진기관으로 사용중속 엔진분당 회전서 400 -1200 정도로 중형/ 소형 선박 추진으로 사용 되고중형 또는 대형 선박의 발전엔진으로 사용 됨고속엔진1200 -4000 RPM 정도가 고속엔진으로 선박용으로는 사용되지 않고자동차 및 건설장비용 으로 사용기존 선박 저속엔진들은 디젤 엔진이었으나이산화탄소 배출 감소 계획에 맞추기 위해 기존 디젤들은 모두 폐기해야 하는 시점이 다가 오는 관계로지금 과도기 상 LNG 추진 엔진으로 사용은 하고향 후 수소 및 암모니아 연료 엔진이나 메탄올 엔진으로 바뀌는 추세가 다가 오고 있는 실정입니다.
기계공학
Q. 스프링을 세계에서 최초로 개발한 사람은 누구인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.최초라면 1675년 하위헌스 의 스프링이고최초의 기계공학적인 스프링이라면1795년 브레게 밸런스의 스프링으로 볼 수 있는데요밸런스 스프링은 스프링의 탄성으로 밸런스를 진동하게 만드는 작은 스프링입니다. 밸런스 스프링은 밸런스 축 내부 끝과 밸런스 브릿지 외부에 고정되어 있습니다. 17세기 말, 1675년에 네덜란드 물리학자이자 천문학자인 하위헌스(Huygens)가 발명한 플랫 밸런스 스프링은 미흡한 등시성을 지니고 있었습니다. 구리 또는 철로 제작된 최초의 이 플랫 밸런스 스프링은 몇 개의 코일로만 이루어져 있었습니다. 이 밸런스 스프링은 불완전했지만, 밸런스가 시계추의 정확성을 유지하는 데 필요한 역할을 해 주었습니다.그 이후로1795년, 아브라함 루이 브레게(Abraham-Louis Breguet)는 밸런스 스프링의 외부 코일을 높이 들어 올려 정확히 계산된 커브를 따라 특수한 형태로 만들어 밸런스 스프링의 동심원을 확장하려고 했습니다.‘브레게 오버코일’ 형태의 밸런스 스프링은 동심원이 균일하게 확장됩니다. 이로 인해 시계는 뛰어난 정확성을 지니게 되었고 밸런스 축의 약화 속도는 느려졌습니다. 또한, 브레게는 밸런스 스프링의 온도 차를 상쇄하기 위한 바이메탈 보정 바를 개발했습니다.브레게 밸런스 스프링은 현재에도 매우 정확한 부품을 사용하는 모든 주요 시계 제조 회사에서 사용되고 있습니다.
기계공학
Q. 용접을 할때 제일 중요한 것은 무엇일까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.용접에 관해 간략하게 나열해 보겠습니다.1, 용접 정의 두 개 이상의 금속 또는 열가소성 부품을 융점까지 가열하고 함께 융합하여 결합하는 제조 공정입니다. 용접은 금속 제조의 필수적인 부분이며 작은 가정 용품에서 다리 및 건물과 같은 대규모 구조물에 이르기까지 사용되지 않는 곳이 거의 없을 정도 입니다.2, 공통 원칙용접기술은 종류가 많고 각각 고유한 장점과 단점이 있지만 모두 동일한 기본 원칙을 공통적으로 가지고 있습니다. 단계를 나열하면일반적으로 와이어 브러시나 사포를 사용하여 결합할 표면을 청소하여 금속이 제대로 융합되는 것을 방해하는 먼지, 녹 또는 기타 오염 물질을 제거하는 것입니다.댜음으로 용접기는 용접기를 설치하고 전극 또는 필러 와이어를 연결하여 용접할 금속을 준비합니다.금속이 준비되고 용접기가 설치되면 용접공은 용접할 금속과 전극 또는 필러 와이어 사이에 아크를 쳐서 용접 프로세스를 시작합니다.용접의 가장 중요한 측면 중 하나는 열을 제어하고 용접 중인 금속을 손상시키거나 금속이 너무 약해지지 않도록 하는 것입니다. 이것은 용접기의 설정을 조정하고 펄스 용접과 같은 기술을 사용하여 이루어지며 용접기는 적용되는 전류의 양을 번갈아 가며 열을 제어할 수 있습니다.3, 용접의 과정표면준비 : 와이어 브러시나 사포를 사용하여 결합할 표면을 청소하여 금속이 제대로 융합되는 것을 방해하는 먼지, 녹 또는 기타 오염 물질을 제거용접기 설정 : 용접기를 설정하고 전극 또는 필러 와이어를 연결하여 용접할 금속을 준비합니다. 용접기는 일반적으로 아크 용접기이며 전극 또는 필러 와이어는 용접되는 금속과 유사한 금속으로 만들어집니다.아크 스트라이크: 금속이 준비되고 용접기가 설정되면 용접기는 전극 또는 필러 와이어와 용접 중인 금속 사이에 아크를 쳐서 용접 프로세스를 시작합니다. 이것은 열을 발생시키는 스파크를 생성하고 조인트에서 금속을 녹이기 시작금속 융합: 용접기가 조인트를 따라 전극 또는 필러 와이어를 이동하여 두 금속 조각을 함께 융합합니다. 금속이 용접될 때 아크에 의해 생성된 열이 금속을 녹이고 전극 또는 필러 와이어가 접합부에 추가 재료를 추가하는 데 사용됩니다. 용접기는 금속이 적절하게 융합되고 접합부가 강하고 결함이 없는지 확인 위해 적용되는 열과 압력을 제어냉 각 : 금속이 용접된 후 조인트를 경화시키고 굳히기 위해 냉각시켜야 합니다. 이 냉각 과정은 용접되는 금속의 크기와 두께에 따라 몇 초에서 몇 분까지 걸릴 수 있습니다.4, 용접에 있어서 잊지 말아야 할 점용접 공정은 금속에 열과 압력을 가하는 것만이 아니라는 점에 유의해야 합니다. 용접공은 또한 자신이 용접하는 금속과 용접 공정에서 발생하는 열에 금속이 어떻게 반응하는 지에 대해 확실히 이해하고 있어야 하며 여기에는 금속의 녹는점, 열팽창 및 수축 특성, 열과 압력 하에서 휘거나 갈라지는 경향에 대한 지식이 포함됩니다.