안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
Q. 엘리베이터의 닫힘 버튼은 왜 딜레이가 있는건가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.엘리베이터의 동작에 있어서모든 장비들은 사용자의 안전성이 우선 되는 방향으로 설계되어 있습니다.이유에 대해 간단히 열거해보면첫째 안전성 확보 입니다.도어에 사람이 끼는 상황을 가정한다면열림은 바로 열려야 할 것이기에 바로 작동합니다.닫힌 버튼 경우는 문이 닫히기전추가적인 인원 및 장애물을 감지 과정을 거치게 됩니다. 이는 결국 안전을 위함입니다.혹시라도 사람이 오는 상황에 닫힘을 실수로 누르게 될 경우즉시적이고 빠르게 닫힌다면그또한 사용자의 안전을 위해하는 요소이기에천천히 닫히게 하여 이런 상황을 방지하는 것입니다.재오픈 가능성열리는건 안전을 위해서 빨리 열려야 겠으나닫히는 도중에 재오픈 필요가 있을 시 사용자가 쉽게 반응 가능하도록, 편의성을 높인 부분도 있습니다.설계상 프로그래밍닫힘 버튼 시 천천히 닫히도록 설계 프로그램되어안정성 , 및 도어 동작의 모터 과부하 방지 등을 목적으로 하고그에 따른 기계적 마모 최소화로 유지보수 비용 절감도 됩니다.이와같이닫힘 시 느리게 닫히는 이유는결국 사용자의 안전과 편의성을 주 목적으로 한다고 판단할 수 있습니다.
Q. 장비의 진동을 최소화하는 설계의 기술은?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로장비의 진동은 생산되는 부품의 품질에 악영향을 미칠 수 밖에 없기에장비 진동은 최소화 되야 합니다.관련 설계 기술을 간단히 보면일단정적인 진동제어 방식과 동적인 방식으로 크게 나눌 수가 있는데정적 방식으로는방진스프링 및 고무 마운트 통한 에너지 흡수에어스프링 등을 통한 진동 감쇠댐퍼나 체이싱 댐퍼를 설치하여 진동을 감쇠구조물 자체를 강하게 하는 트러스 구조 및 보강재 사용으로 강성을 높여 진동을 감쇠고품질 베어링 통한 마찰/마모 최소화 통한 감쇠 축의 정확한 정령을 통한 진동 예방 장비를 바닥에 정밀하게 고정하여 진동 전달 감쇠특정 부품에 있어서 나사나 추를 추가하거나비대칭 부분에 질량을 구멍을 내거나 해서 제거하는 방법으로 균형ㅇ르 맞춰 진동 감쇠등 의 방법 이 있습니다그 외 설계적으로구조물의 진동 모드를 분석하여 진동의 원인을 파악하고 설계를 개선하는 방법회전부품의 균형적 디자인 통한 불균형 진동 감쇠유체역학 적 설계 통한 진동 최소화유한요소 분석을 통한 기계장비의 진동 특성 시물레이션으로 문제 사전 발견 후 개선하는 방식이 있습니다.동적 방식으로는실시간으로 감지되는 진동을 센서와 엑추에어터를 사용하여 제어신호를 보내서엑추에이터를 통한 진동 감쇠를 하는 방식입니다.이는 현재상태를 기반으로 조정하는 피드벡저어와외부적인 자극을 예측하여 제어하는 피드포워드 제어로 나뉩니다.기계 장비의 진동 최소화를 위해서는정적 동적 방식이 모두 적용되어야 하는 것이 중요하고또한 각 장비의 특성 및 사용되는 환경에 따르 적절히 조합되어야만높은 성능을 끌어낼 수 있겠습니다. .
Q. 장비 성능 테스트에서 중요한 지표는 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계 장비 성능 테스트 시 안정적 구동여부 확인 가능한 지표는여러가지 요소로 분류됩니다.전력 소비 및 전압 안정성 장비의 정상 작동시 전력 소비 패턴 모니터링으로 비정상 상황을 탐지하고공급 전압의 변동 시 장비성능 변화를 모니터링하여 전력 공급의 안정성 확보를 합니다.작동 시간의 일관성각각의 작동 사이클이 에상 적정시간 내에 완료되는 지 여부를 확인하고동일 작업에 대해 일관적 수행이 되는 지 여부를 평가 합니다.진동 강도 및 패턴장비 가동 시 진동의 강도 및 빈도를 척정하여 장비 소손 가능성을 확인하고정상 시 진동과 비교함으로써 비정상적인 진동을 식별합니다이는 기계적 언밸런싱에 따른 베어링 문제 등을 감지할 수 있습니다.온도 패턴 감지주요 동력원 관련부품의 온도 모니터링 통한 과열상태 감지 및패턴 분석 통한 정상범위 오버 상태를 조기 발견할 수 있게 합니다.출력 안정성 모니터링펌프나 모터등 출력 토크의 일관된 값을 모니터링하여 불안정성을 감지하고공정상 공작물의 품질이 일정한가의 판단으로 장비 안전성을 간접적 평가까지 합니다.각종 유량/ 압력 모니터링유압/ 공압 등 시스템에서 일정 압력 유지 관찰과유체의 유량 모니터링통한 시스템의 안정성 평가 가능합니다.밸런스기계장치는 특히 회전하는 부품이 많기에회전 부품들의 축이 정확히 정려이 되었는가, 회전 부품의 무게 중심이 균형을 잡아 진동없는 작동을 하는 가 여부를 판단합니다.운영 및 유지보수 기록 평가장비의 일반적 운전시간 및 패턴을 비교하여 과도한 운용 감지 및 유지보수 이력 확인을 통한 장비의 종합적 체력상태를 평가합니다.기계장비의 안정적인 구동여부를 판단하기 위해서는위에 나열된 지료 외에도 많으나기본적으로 이 정도는 모니터링하고 분석하느 것이안정적인 운영과 예방 조치를 취할 수 있는 길이 되겠습니다.
Q. 지진에 강한 건축 구조물은 어떻게 설계가되죠?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기본적으로 내진설계의 원칙은구조적 시스템 설계에서 내진구조, 면진구조, 제진 구조의 설계를 행하게 됩니다.내진구조는건물 내부에 가로축부분을 튼튼히 보강하여 건물의 좌우 흔들림에 있어서 파괴를 방지하는 구조 방식 입니다.면진 구조는 건물과 지반을 분리하여 지진에 의한 땅에서 건물까지 전달되는 지진의 파워 자체를 감쇠하는 방법으로건물과 지반사이에 면진장치 (일종의 방진장치로 철판과 고무판이 겹겹이 쌓여 제작된 장치)를 넣은 방식을 취하며실제 지진발생 시 건축물로의 진동 전달을 완하하는 방식입니다.제진 구조는기본적으로 건물 골조 자체가 내진구조로 된 상태에서골조의 부분부분 요소에 점탄성 장치를 부가적으로 추가하여( 고무나 용수철 같이 방진장치의 일종)지진발생 시 건축물의 흔들림을 흡수하는 방식입니다.현대의 기술은 컴퓨터 시물레이션 및 모델링 기술의 발전에 따라지진발생 시 실지 건축물이 어떻게 움직이는 지에 대한 예측이 더욱 정확해 지고 있으므로효율적인 설계적 방법을 가미할 수 있습니다.
Q. 기계공학에서 힘과 운동의 관계는??
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학에서 다루는 역학은고전적인 4대역학 (열역학, 재료역학, 유체역학 , 동/정역학) 의 지식에 기반합니다.그 외에 고전적인 역학적 관점에서힘과 운동의 관계를 설명할 때는 결국 뉴턴의 운동 법칙을 기반으로 하는데요.뉴턴 법칙에 대해 살펴보면제1법칙 (관성의 법칙)정지 및 등속운동에 관여되는 법칙으로외부 힘이 작용하지 않는 상태의 물체는정지해 있거나, 운동하는 상태일 경우는 일정속도를 계속 유지한다는 법칙입니다.제2법칙 (가속도의 법칙)물체가 가지는 가속도관련으로 속도의 변화에 관련된 법칙입니다.1법칙에 따라 가해지는 힘이 없으면 가속도도 없겠지요물체의 가속도는 F= ma 공식에서 힘과 운동의 관계를 정의하는 기초가 되는 법칙으로가속도는 물체에 가해지는 힘에 비례하고, 물체의 질량에 반비례 한다는 법칙입니다제3법칙 ( 작용 반작용)모든 힘의 상호작용을 설명하는데 기초가 되는 법칙으로모든 힘이 가해지는 작용에 있어서그 작용에 크기는 동일하고 방향은 반대인 반작용이 있따는 법칙입니다.이 뉴턴의 법칙을 기반으로기계공학적 관점에서 동역학으로 더 깊이 들어간다해도가장 중요한 것은 역시뉴턴의 제 2법칙 인 F = ma 입니다.힘과 가속도에 있어서, 힘은 질량에 비례하고, 질량에 반비례하는 가속도를 발생시킨다는 관계그외 라그랑주 역학을 보면이 역시 뉴턴 제 2법칙을 기반으로 한 더 세밀하고 강력한 방식으로물체의 에너지를 기반으로 해서 시간에 따른 물체의 위치를 계산하는 방식입니다.라그랑주 방정식을 사용하여 물체의 운동을 분석하는데요.특히 복잡한 시스템의 운동을 분석하는데 효율적입니다.논외적인 부분이나궤도 계산 시에도 적용되는 방정식으로우주에 쏘아올린 근래 최고의 천체 망원경 제임스 웹 망원경은지구주위의 궤도에서 회전하는 것이 아닌태양과 지구 사이에서 힘의 균형을 이루며 궤도운동이 가능한라그랑쥬 포인트 궤도에 머물고 있으며이또 한 라그랑쥬 방정식에 의해 물체의 운동 분석을 한 결과입니다.