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축의 위험속도와 oil whip | ||
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축의 위험속도 회전축의 경우 축의 횡방향으로도 하중이 존재할 경우 그 축은 탄성이론에 따라 처짐과 회복을 반복하게 된다. 모든 물체에는 고유진동수가 존재하므로 회전축도 어느 시점 이상으로 빠르게 회전한다면 축 자체의 고유진동수가 발생되고 이는 축의 탄성운동에 의한 회복과 처짐의 절묘한 타이밍으로 공명으로 크게 진동하고 진행되어 소성이하 파괴에 이르게 된다. 그 때의 속도를 축의 위험속도라 하며 아래와 같이 그 허용속도를 규제하는 것이 일반적인 상식이다. 축의 위험속도 = (30/π) x √(g/δ)rpm 위 식을 기억하면 여러 용도로 편리하게 사용가능하다. 축의 처짐조건에 대한 식은 일반적으로 양단회전(구조역학상으로는 불안정상태이나, 축설계의 달인은 한쪽단에 대해서는 구속시킨다) 의 조건으로부터 정역학적 처짐공식을 사용함으로써 간단히 해결할 수 있다. 또 축의 회전속도와 관련하여 oil whip 이란 현상도 있다. 이는 축이 위험속도 이상으로 회전할 때 축의 회전방향으로 횡운동을 하게 되는데 어느 때 부터는 축을 그 이상의 속도로 회전시키고자 하여도 도무지 말을 듣지 않는다. 이 원인은 양단베어링의 오일의 점성과도 연관이 있고 베어링의 종류에도 무관하지 않다. 회전속도와 오일의 점성에서 오는 일종의 유면마찰과도 자결현상처럼 느껴진다. 마치 우리가 자동차의 안전제동장치로 ABS BRAKE SYSTEM 를 사용하는 것처럼..., oil whip 의 원인 1. 사용오일의 점성과다 2. 베어링계의 선정불량 3. 축경에 대한 위험속도 이상으로의 회전(거의 2배에 가깝다고 한다) oil whip 의 방지대책 1. 점성을 낮추고 2. 부동프로팅계 베어링을 사용 3. 축경에 대해 위험속도 이상으로 운전하지 말 것 설계자들이 축 설계(실질적으로 거의 설계는 못하고 감으로만 그리는게 우리현실인것 같다)에 대해서도 하나씩 배우고 짚어나가는 겸손이 아쉽다. 
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| Toal 65 |
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