기계장치

기계장치

기계장치(machinery and equipment , 機械裝置)는 동력을 이용해서 원재료를 물리적으로 가공하기 위한 공작장치, 작업기계 등의 기계류, 원재료를 화학적으로 가공하기 위한 화학장치, 냉동장치 등의 장치류 및 컨베이어, 호이스트, 기중기 등 반송설비, 그 외의 부속설비가 포함된다. 기계장치의 취득원가에는 운송, 설치, 시운전 등의 매입 부대비용이 가산된다. 기계와 장치는 구분이 곤란하기 때문에 일반적으로 1개의 용어로서 사용되고 있다.

개요

기계장치는 동력에 의하여 작업을 행하는 발전기, 전동기, 공작기계, 작업기계 등의 여러 기계와 재료 등을 내부에서 분산 변질케 하는 화학, 냉동장치 등을 포함한다. 기계장치는 일을 수행할 수 있는 장치를 말한다. 지레, 도르래, 축바퀴, 경사면, 스크루, 그리고 기어는 여섯 가지 간단한 기계장치이다. 그러나 물리에서는 2개의 기본 원리만 이해하면 된다. 즉, 지레와 경사면의 원리이다. 도르래, 축바퀴, 그리고 기어는 지레의 기계 원리를 응용한 것이다. 쐐기(wedge) 와 스크루는 경사면의 원리를 이용한 것이다. 복잡한 기계장치를 다루려면 간단한 기계장치의 원리를 파악해야 한다. 복잡한 구조의 기계장치도 결국은 간단한 기계장치의 조합이기 때문이다. 기계장치는 힘 또는 속도를 크게 하는 데 사용할 수 있다. 그러나 동시에 힘과 속도를 크게 할 수는 없다. 한 가지를 얻기 위해 다른 것을 잃어야 한다. 그렇지 않도록 하기 위해서는 기계장치에 들어오는 것보다 내보내는 것을 더 크게 하면 되는데 그것은 불가능하다.

목적

• 기계장치는 물질 에너지 전환에 사용한다. 그 예로 발전기는 역학에너지(mechanical energy)를 전기에너지(electrical energy)로 바꾸어 준다.
• 기계장치는 연접봉, 크랭크축, 그리고 감속기어 (reduction gear)의 예처럼 항공기 엔진의 물질 에너지를 프로펠러에 전달하듯이 물질 에너지를 한곳에서 다른 장소로 전달한다.
• 기계장치는 힘을 확대하는 데 사용한다. 예를 들어, 도르래는 무거운 하중을 들어 올리고 끌어올리려는 하중보다 작은 힘으로 물건을 들어 올리는데 사용한다.
• 기계장치는 속도를 더욱 크게 하는 데 사용한다. 가장 좋은 예는 자전거이며 이는 큰 힘을 가하여 속도를 얻는다.
• 기계장치는 힘의 방향을 바꾸기도 한다. 그 예로 국기 게양대는 한쪽 줄에 아래쪽 방향으로 힘을 주어 다른 쪽에는 위쪽 방향으로 향하는 힘을 받아 깃발은 깃대의 꼭대기로 올린다.

지레

지레(The Lever)는 가장 간단하고 널리 알려진 기계장치이다. 우리에게 익숙한 시소는 두 사람이 시소판의 양쪽 끝에 앉고 중앙에는 중심점(pivoting point)이 있는 지레의 한 종류이다. 모든 지레에는 3개의 기본이 되는 부분으로 구성되어 있다. 즉, 받침점(fulcrum) ‘F’, 힘점(force or effort) ‘E’, 그리고 작용점(resistance) ‘R’이 있다.

그림에서 보여준 것과 같이, 받침점 ‘F’와 이 받침점에서 거리가 ‘L’인 곳에 힘점 ‘E’가 있고, 또 거리가 ‘I’인 곳에는 작용점 ‘R’이 있다. 거리 ‘L’과 ‘I’는 지레의 팔길이 (arm)이다. 회전력은 지레의 작동과 많은 관계가 있다. 사람이 시소의 한쪽 끝에 앉아 있을 때 그 사람은 시소의 중심에서의 거리만큼 작용하는 힘을 아래쪽 방향으로 가한다. 이 힘과 거리의 조합은 회전하려는 회전력을 발생시킨다.

제1종 지레

받침점이 힘점과 저항력 사이에 있는 지레를 제1 종 지레라고 한다. 시소는 바로 제1종 지레에 속하는 좋은 예이다. 이것은 필요에 따라 받침점으로부터 힘점, 또는 작용점까지의 거리를 변경할 수가 있다. 가해진 힘점에서 받침점까지 거리 증가는 받침점 에서부터 이동된 무게까지 거리와 비교하여 지레에 의해 제공하는 이득을 증가시킨다. 쇠지렛대(crow bar), 큰 가위(shear), 그리고 집게는 자주 사용하는 제1종 지레의 예이다. 또한 중심점 즉 지레의 받침점이 되는 날개에서 양력 중심, 힘점과 저항력이 되는 날개의 앞쪽과 뒤쪽에 무게를 가진 비행기의 적절한 균형도 제1종 지레의 좋은 예이다. 특정 무게를 들어 올리는데 얼마나 많은 힘점이 필요한지, 또한 특정 힘점에 의해 얼마나 많은 무게를 들어 올릴 수 있는지 계산할 때 다음의 공식을 이용할 수 있다.

실제로 이 공식은 인입 회전력과 산출 회전력이 같음을 보여준다. 이 공식과 개념은 세 가지 모든 지레에 적용되며, 일반적인 모든 간단한 기계장치에도 적용할 수 있다.

제2종 지레

제2종 지레는 받침점을 한쪽 끝에 갖고, 힘점은 다른쪽 끝에서 가해진다. 저항력은 언제나 이들 지점 사이에 있다. 그림에서 보여준 것과 같이, 외바퀴 손수레는 받침점이 한쪽 끝의 수레바퀴가 되고, 가해지는 힘점은 반대쪽이 손잡이, 그리고 무게 또는 저항력이 놓이는 중앙에 바구니가 있는 제2종 지레의 좋은 예이다. 제1종 지레와 제2종 지레는 일반적으로 비교적 작은 힘점으로 큰 저항력을 이겨내는데 도움을 주기 위하여 이용된다. 그러나 제1종 지레는 더욱 다목적으로 사용한다. 받침점에서 얼마나 가까이에 있는지, 또는 멀리 있는지에 따라서 제1종 지레는 힘을 얻거나 또는 거리를 얻도록 만들 수 있다. 그러나 이를 동시에 얻지는 못한다. 제2종 지레는 단지 힘을 얻을 수 있도록 만들 수 있다.

제3종 지레

비록 많은 노력을 들인다 할지라도 저항력의 움직임을 빠르게 하는 것이 요구될 경우가 있다. 이때 사용되는 것이 제3종 지레이다. 그림에서 보여준 것과 같이, 받침점은 지레의 한쪽 끝에 있으며 이겨내야 하는 무게 또는 저항력은 다른쪽 끝에 있고 힘점은 지레의 양끝 중간에 있다. 제3종 지레는 힘점이 받침점과 저항력 사이에서 가해지기 때문에 쉽게 식별할 수 있다. 비행기에서 접개들이식 주 착륙장치(retractable main landing gear)는 제3종 지레의 좋은 예이다. 비행기에 장착된 착륙장치의 위쪽은 중심점이다. 착륙장치의 아래쪽에서 차륜과 브레이크 어셈블리는 저항력이다. 착륙장치를 접어 들이는 유압 작동기(hydraulic actuator)는 중간 어딘가에 있고 그것이 가해지는 힘점이다.

도르래

도르래(Pulley)는 고정 축에 달린 수레바퀴와 이것을 지지하는 뼈대(frame)로 구성된 간단한 기계장치이다. 수레바퀴, 또는 원반(disk)은 보통 로프( rope)를 감을 수 있게 홈이 패어 있다. 수레바퀴를 지지하는 뼈대를 블록(block)이라고 한다. 블록과 도르래 장치가 한쌍으로 구성되면, 각 블록은 1개 이상의 도르래와 각 블록의 도르래를 연결하는 로프로 구성해야 한다.

단일 고정 도르래

단일 고정 도르래(Single Fixed Pulley)는 동일한 팔길이(arm)을 가진 제1종 지레에 불과하다. 옆에 그림에서 보여준 것과 같이, 지점 ‘R’에서 지점 ‘F’까지의 팔길이는 지점 ‘F’ 에서 ‘E’까지의 팔길이와 같다. 두 길이 모두 도르래의 반경과 같은 거리이다. 제1종 지레가 동일한 팔 길이를 가질 때 기계적 이득은 1이다. 그러므로 로프를 당기는 힘은 끌어올릴 물건의 무게와 같다. 단일 고정 도르래의 이점은 로프를 끌어당기는 방향, 즉 힘의 방향을 바꾸어 주는 것이다.

단일 이동 도르래

단일 이동 도르래(Single Movable Pulley)도 사용된 힘을 증폭시키는 데 사용할 수 있다. 그림에서 보여준 것과 같이 도르래는 움직일 수 있고 도르래로부터 연장된 두 로프는 무게를 분담하고 있다. 이 단일 이동 도르래는 도르래의 직경(diameter)이 되는 힘점 팔거리(effect arm(EF))와 도르래의 반경이 되는 저항점 팔거리(resistance arm(FM)) 를 가진 제2종 지레처럼 작용한다. 이 형태의 도르래는 도르래 직경이 도르래 반경의 2배이기 때문에 2배의 기계적 이득을 갖는다. 사용하는 데 있어서 만약 어떤 사람이 힘점 로프를 4[feet] 당긴다면 무게는 단지 2[feet]만큼 올라가게 된다. 만약 무게가 100[lb]라면 작용력은 단지 50[lb]만 필요하게 된다. 이 형태의 도르래에서 작용력은 항상 들어 올리는 무게의 반이 될 것이다.

복합 도르래

복합 도르래(Block and Tackle)는 여러 개의 복잡한 도르래로 구성되는데 그들 중 일부는 고정되어 있고 일부는 움직인다. 그림에서 보여준 것과 같이 복합 도르래는 4개의 도르래로 구성되는데 위쪽의 2개는 고정되어 있고 아래쪽의 2개는 움직인다. 오른쪽에서부터 왼쪽으로 그림을 보면 4개의 로프는 무게를 지지하고 있고 다섯 번째 로프는 힘점으로 작용하고 있다. 무게를 지지하는 로프의 수는 복합 도르래의 기계적 이득을 결정한다. 그러므로 이 경우 기계적 이득은 4이다. 200[lb] 무게를 들어 올리는 데 50[lb]의 힘이 필요하다.

참고자료

• 〈기계장치(machinary and equipment)〉, 《네이버 지식백과》

같이 보기

• 가공

이 기계장치 문서는 자동차 제조에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.

자동차 : 자동차 분류, 자동차 회사, 한국 자동차, 독일 자동차, 유럽 자동차, 미국 자동차, 중국 자동차, 일본 자동차, 전기자동차, 자동차 제조 □■⊕, 자동차 부품, 자동차 색상, 자동차 외장, 자동차 내장, 자동차 전장, 자동차 부품 회사, 배터리, 배터리 회사, 충전, 자동차 판매, 자동차 판매 회사, 자동차 관리, 자동차 역사, 자동차 인물 자동차 제조 기술 • 기술력 • 단종 • 마이너체인지 • 모델체인지 • 배지 엔지니어링(리뱃징) • 아이코닉 모델 • 연식변경 • 자동차 • 자동차 제조 • 제조 • 페이스리프트 • 풀체인지 • 플래그십 설계 CMF • VR모델 • 공기역학 • 기능 • 기능디자인 • 기능성 • 드로잉 • 디자이너 • 디자인 • 라인업 • 러기드 • 럭셔리 • 렌더링 • 리뷰 • 마닐라지 • 모델 • 모형 • 목업 • 미니멀리즘 • 비스포크 • 산업 디자이너 • 산업디자인 • 샘플 • 샤시디자인 • 설계 • 스케치 • 스타일 • 스타일리시 • 스포티 • 시각디자인 • 시제품 • 실내디자인 • 실루엣 • 실물 • 실외디자인 • 심미성 • 에어로 다이내믹 • 오퍼짓 유나이티드 • 인디오더 • 인사이드 아웃 • 자동차 디자인 • 자동차 디자이너 • 자동차 설계 • 제품디자인 • 제품 디자이너 • 클레이 • 클레이모형 • 테이프 • 테이프 드로잉 • 트라이아웃카 • 트렌디 • 패밀리룩 • 흐름도 프레스 가스절단 • 강 • 강도 • 강철 • 강판 • 고장력 • 고장력강 • 관재 • 구멍 • 굽힘 • 균열 • 금속 • 금속판 • 금형 • 금형기 • 납땜(납접) • 네킹 • 노칭 • 단조 • 드로잉 • 리스트라이킹 • 마킹 • 모양 • 모재 • 버링 • 벌징 • 벤딩 • 변형 • 보론강(붕소강) • 봉재 • 부재 • 블랭킹 • 비딩 • 사출 • 사출금형 • 사출금형기 • 사출기 • 성형 • 세퍼레이팅 • 셰이빙 • 소성 • 소성가공 • 소성변형 • 쇠 • 쇳물 • 스웨이징 • 슬로팅 • 슬리팅 • 시밍 • 아이어닝 • 아크절단 • 알루미늄 • 압연 • 압인 • 압접 • 압착 • 압축 • 압축가공 • 압축력 • 압출 • 업세팅 • 엠보싱 • 용가재 • 용접 • 용접봉 • 융접 • 익스팬딩 • 인발 • 인장력 • 장력 • 재드로잉 • 재료 • 전단 • 전단기 • 전단력 • 전단면 • 절단 • 정밀 블랭킹 • 제련 • 제련소 • 제진강판 • 제철 • 제철소 • 주름 • 철 • 철강 • 철강업 • 철판 • 초고장력 • 초고장력강 • 충격압출 • 컬링 • 컷오프 • 클래딩 • 탄성 • 탄성변형 • 트리밍 • 틀 • 판 • 판금 • 판재 • 패널 • 퍼포레이팅 • 펀치 • 펀칭 • 프레스 • 프레스가공 • 플래팅(스트레이트닝) • 플랜징 • 피어싱 • 합금 • 헤딩 • 형상 • 형재 • 형체 • 형태 • 형틀 도장 CMYK • RGB • 건조 • 고온도장 • 광선 • 광원 • 광택 • 광택제 • 구도막 • 구도막 제거 • 굽기 • 그림자 • 기포 • 농담 • 도금 • 도료 • 도료컵 • 도막 • 도막두께 • 도막두께 측정기 • 도색 • 도장 • 도장막 • 도장면 • 도장부위 • 도장장비 • 도포 • 독성 • 두께 • 롤러 • 마스킹 • 마스킹 테이프 • 명도 • 명암 • 무광 • 무광크롬 • 무늬 • 물감 • 미술 • 박리 • 반광 • 반사 • 반투명 • 발색 • 방청 • 배색 • 배합 • 백화현상 • 변색 • 보수도막 • 부식 • 분말 • 분무기 • 분사 • 분사장치 • 분진 • 분체도장(파우더코팅) • 불투명 • 불투명도 • 붓 • 붓펜 • 블렌딩 • 블렌딩 도장 • 빛 • 상도 • 상도도장 • 상수 • 상수도 • 색 • 색깔 • 색배합표(조색표) • 색상 • 색소 • 색조 • 색채 • 서페이서 • 소부 • 소부도장 • 스월마크 • 스크래치 • 스프레이 • 스프레이건 • 시너 • 실러 • 실러공정 • 아노다이징 • 안료 • 액체도장 • 액체소부도장 • 양감 • 언더코팅 • 에어브러시 • 열처리 • 염료 • 염색 • 오수 • 오폐수 • 오픈포어 • 용매(솔벤트) • 용액 • 용제 • 외관 • 요철 • 워터스팟 • 원색 • 유광 • 은폐력 • 음영 • 자연건조 • 재도장 • 저온도장 • 전색제 • 전착 • 전착도료 • 전착도장 • 전처리공정 • 점도 • 접착 • 접착력 • 조색 • 조색제 • 중도 • 중도도장 • 질감 • 착색 • 착색제 • 채도 • 채색 • 칠 • 침적 • 코팅 • 코팅막 • 크롬도금 • 클리어코트 • 탈색 • 투명 • 투명코팅막 • 트리거 • 틴팅(썬팅) • 팔레트 • 퍼티 • 페인트 • 페인팅 • 펜 • 폐수 • 표면 • 표면경화 • 표면처리 • 프라이머 • 피도물 • 피막 • 하도 • 하도도장 • 하수 • 하수도 • 하이그로시 • 화성처리 • 환풍기 • 희석 부품제작 3D 프린터 • 3D 프린팅 • 금속가공 • 기가캐스팅 • 기계가공 • 드릴링 • 리밍 • 메가캐스팅 • 모듈 • 모듈화 • 부품제작 • 소결 • 스폿페이싱 • 엔진조립 • 연마 • 옵션 • 절삭 • 절삭가공 • 절삭공구 • 주물(다이캐스팅) • 주조(캐스팅) • 주형 • 치수 • 카운터보어 • 카운터싱크 • 탭핑(탭가공) • 하이퍼캐스팅 의장조립 CKD • JIS • JIT • SKD • 골격 • 밀봉 • 반조립 • 배관 • 배선 • 부품조립 • 의장 • 의장라인 • 의장모듈 • 의장부품 • 의장조립 • 이동조립 • 장착 • 재조립 • 접합 • 조립 • 조립공장 • 조립라인 • 조립품 • 차체 • 차체조립 • 컨베이어 벨트 • 탑재 • 토요타 생산 시스템(TPS) • 패키징 • 포드시스템 • 프레임 • 회선 시험 강설시험 • 강우시험 • 계측 • 계측기 • 고온시험 • 더미 • 먼지터널시험 • 벨지언로 주행시험 • 사막주행시험 • 사이드 폴 테스트 • 성능 • 성능시험 • 수밀 • 시험 • 실험 • 오류 • 오작동 • 오차 • 작동 • 재시험 • 재실험 • 저마찰로 주행시험 • 저온시험 • 주행시험 • 진동시험 • 충돌시험 • 측정 • 측정기 • 타이어시험 • 테스트 • 평가 • 풍동시험 • 휠 밸런스 • 휠 얼라인먼트 검수 PDI • PDI센터 • 검사 • 검수 • 검증 • 검토 • 규격 • 기능검사 • 납기 • 납품 • 리콜 • 반품 • 발견 • 불량 • 불합격 • 비정상 • 사양 • 상세사양 • 수밀검사 • 수정 • 양호 • 완성 • 이상 • 자동차 안전도 평가 • 재검사 • 점검 • 정상 • 타각 • 품질 • 품질관리 • 품질보장 • 품질보증 • 하자 • 합격 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반