기계부품 설계할 때 안전율은 왜 무조건 높게만 잡지 않나요?

Question

기계 설계에서 안전율을 적용해서 여유있게 설계한다고 배우는데, 안전을 위해서라면 안전율을 최대한 높이는 게 좋을 것 같은데 왜 그렇게 하지 않는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 서종현 전문가입니다.

기계 부품 설계에서 안전율은 부품이 예상하던 하중보다 더 큰힘을 받아도 안전하도록 여유를 주는 값입니다. 하지만 안전율을 무조건 높게 설정하는 것은 여러 이유로 바람직하지 않습니다.

첫째, 안전율이 너무 높으면 부품이 필요 이상으로 커지고 무거워져 생산 비용과 재료 낭비가 증가합니다. 둘째, 무거운 부품은 기계전체의 효율을 떨어뜨리고 에너지 소비도 늘릴수있습니다. 셋째, 지나치게 큰 여유는 실제 사용 조건에서 부품의 성능을 과대평가하게 되어 최적의 설계에서 벗어날수있습니다.

따라서 산업 현장에서는 실제 하중, 재료 특성, 사용 환경, 유지보수 조건 등을 종합적으로 고려해 적절한 안전율을 선택합니다. 이렇게 균형 잡힌 설계가 경제적이고 신뢰성 있는 제품을 만드는 핵심입니다.

결국안전율은 최대한 높게가 아니라 적절하게 잡는 것이 중요합니다.

Answer 2

안녕하세요. 감병주 전문가입니다.

안전율을 너무 높이면 부품이 필요 이상으로 두껍고 무거워지기 때문입니다. 강도는 높아지지만 재료비와 제작비가 늘고 자동차나 항공기처럼 무게가 중요한 기계에서는 오히려 전체 성능이 떨어질 수 있습니다. 예를 들어서 축을 필요 이상으로 굵게 만들면 축 자체는 튼튼해지지만 무게와 회전관성이 커지고 이걸 지지하는 베어링이나 다른 부품까지 크게 만들어야 할 수 있습니다. 하나의 과도한 설계가 주변 부품에도 영향을 주는 겁니다. 그래서 실제 설계에서는 무조건 크게 잡는게 아니라 하중의 불확실성과 재료 특성, 사용환경, 파손 시 위험성 등을 고려해 적절한 안전율을 정합니다.

한마디로 안전하면서도 무게/가격/성능을 함께 만족시키는 것이 좋은 설계라고 보시면 될것 같습니다.

Answer 3

안녕하세요. 임지훈 전문가입니다.

정말 좋은 질문이십니다!

안전율도 정말 중요하지만 결국 최종목적은

생산성 효율을 극대화 시켜야하는게 최우선인 현실이에요.

예를 들어 A랑 B두회사가 있는데.

A회사는 안전성이 매우 높지만 생산효율은 조금 떨어지구

B회사는 생산효율은 매우 높지만 안전성이 조금 똘어져요.

사장님이라면 당연 10명에 9명은 A를 선택 해서 더많은 수익을 남기려 할것입니다.

안전이야 교육을 통해서도 충분히 개선가능하기 때문이라고 생각해서 일거에요.

감사합니다.