기계설계 (캠, 감아 걸기 전동 장치, 브레이크 및 래치 휠)

목차

캠
1. 개요
2. 캠의 종류
3. 종동절의 종류
4. 캠의 각 부분의 이름과 캠 선도
5. 캠의 설계

감아 걸기 전동 장치
1 벨트 전동 (belt drive)
2 로프 전동 (rope drive)
3 체인 전동 (chain drive)

브레이크 및 래치 휠
1. 개요
2. 제동장치의 종류

본문내용

작동부분의 구조에 따라 블록 브레이크. 밴드 브레이크, 디스크 브레이크 등으로 분류되고, 브레이크 작동력 전달 방법에 따라 공기 브레이크. 유압 브레이크, 전자 브레이크 등으로 분류한다. 또한, 제동 목적에 따라 유체 브레이크와 전기 브레이크가 쓰일 때도 있다. 용도는 일반 기계, 자동차, 철도 차량 등에 널리 사용되고 있다.
2. 제동장치의 종류
(1) 블록 브레이크 (block brake)
블록 브레이크는 회전하는 브레이크 드럼 (brake drum)을 브레이크 블록으로 누르게 한 것으로, 블록의 수에 따라 단식 블록 브레이크(single block brake)와 복식 블록 브레이크(double block brake)로 나눈다. 브레이크 드럼은 보통 주철 또는 주강제이나, 브레이크 블록은 주철에 아스베스트 직물, 펠로우드 등을 붙여 쓰고 있으며, 나무를 이용할 경우도 있다. 용도는 차량, 기중기 등에 많이 사용한다.
① 단식 블록 브레이크
단식 블록 브레이크는 1개의 브레이크 블록으로 회전하는 브레이크 드럼을 누르는 장치이다. 이 때, 브레이크 드럼의 축에 휨 모멘트가 작용하므로, 큰 제동 토크가 필요한 경우에는 적합하지 않다. 브레이크 레버를 손으로 누르는 힘은 100~150[N]으로 최대의 경우라도 200[N]을 넘지 않도록 한다.
브레이크 레버에 브레이크 블록을 부착시킬 때, 레버 받침점부터 힘을 가하는 점과의 거리 a와 레버 받침점부터 블록의 접촉점과의 거리 b와의 비, 즉 a/b의 표준 값은 3~6이며, 최대 10을 넘지 않게 한다. 블록과 브레이크 드럼 사이의 최대 틈새의 표준 값으로서 2~3[mm] 정도가 적당하다.
② 복식 블록 브레이크
브레이크 드럼에 대하여 2개의 블록 브레이크가 배치된 경우를 말한다. 축 방향 힘이 양쪽으로 작용하므로 베어링에 추가되는 하중이 없다. 따라서 큰 하중이 걸리는 경우에도 사용할 수 있어 전동 윈치, 크레인 등에 많이 쓰인다.
(2) 드럼 브레이크
내부 확장식 브레이크(internal expansion brake) 또는 내확 브레이크라고도 한다. 회전운동을 하는 드럼(drum)이 바깥쪽에 있고, 두 개의 브레이크 블록이 드럼의 안쪽에서 대칭으로 드럼에 접촉하여 제동한다. 드럼의 재질로 마찰계수가 크고 내마모성이 큰 주철을 주로 사용한다. 마찰력을 높이기 위하여 양측의 슈(shoe)에 라이닝(lining)을 붙인다. 슈를 바깥쪽으로 확장하여 밀어 붙이는 데 캠을 사용하거나 유압장치(유압 실린더)를 사용한다. 주로 자동차 뒷바퀴의 제동에 사용한다.
(3) 축압 브레이크
① 원판 브레이크
⒜ 캘리퍼형 원판 브레이크 (caliper disk brake) : 회전 운동을 하는 드럼이 안쪽에 있고 바깥에서 양쪽 대칭으로 드럼을 밀어 붙여 마찰력이 발생하도록 한 장치이다. 자동차의 바퀴 등의 제동에 쓰인다.
⒝ 클러치형 원판 브레이크 (clutch-type brake) : 축 방향 하중에 의하여 발생하는 마찰력으로 제동하는 브레이크로서 마찰 면이 원판인 경우이다. 원판의 수에 따라 한개의 브레이크 원판으로 이루어진 단판 브레이크와 여러 개의 브레이크 원판으로 이루어진 다판 브레이크로 분류한다.
② 원추 브레이크 (cone brake)
축방향 하중은 브레이크 접촉면에 수직한 하중을 발생시키고, 이 수직력으로 인하여 접촉면에 마찰력이 발생한다. 이 마찰력으로 제동하는 브레이크이다.
(4) 밴드 브레이크 (band brake)
레버를 사용하여 브레이크 드럼의 바깥에 잠겨있는 밴드에 장력을 주면 밴드와 브레이크 드럼 사이에 마찰력이 발생한다. 이 마찰력에 의해 제동하는 것을 밴드 브레이크라 한다. 밴드의 안쪽에 가죽, 석면 등을 붙여 마찰력을 크게 한다. 브레이크 밴드를 레버에 부착하는 위치에 따라 단 동식, 차동식, 합동식으로 분류 한다. 드럼의 방향과 반대 방향 쪽에 있는 밴드가 긴장측이 되고, 드럼의 회전과 같은 방향 쪽에 있는 밴드가 이완측이 된다.
(5) 자동 하중 브레이크
윈치(winch), 크레인(crane) 등으로 하물을 올릴 때는 제동 작용은 하지 않고 클러치 작용을 하며, 하물을 아래로 내릴 때는 하물 자중에 의한 제동 작용으로 하물의 속도를 조절하거나 정지 시킨다. 이와 같은 역할에 사용되는 것이 자동 하중 브레이크(automatic load brake)이며, 다음과 같은 것들이 있다.
① 웜 브레이크 (worm brake)
웜 기어에 의해 구동되는 기계에서 하중에 의해 생긴 웜 기어의 원주상의 힘은 웜축을 축방 향으로 누른다. 이 스러스트는 하중에 비례하므로 이 힘을 이용하여 마찰 저항을 얻도록 하면 브레이크로 쓸 수 있다.
② 나사 브레이크 (screw brake)
웜 브레이크의 웜 대신에 나사를 사용한 것이다.
③ 원심 브레이크 (centrifugal brake)
원심 브레이크는 정지시키기 위한 제동은 없고, 오로지 물체를 들어 올릴 때 속도를 일정하게 유지시키는 위한 것이다.
④ 전자 브레이크 (magnetic brake)
전자 브레이크는 마찰 원판을 사용하여 두 원판의 탈착조작이 전자력에 의해 이루어져 브레이크 작용을 하는 것이다. 복잡한 조작 기구를 필요로 하지 않고 원격조작이 용이하며, 다 판 식으로 하면 소형으로도 큰 제동 토크를 얻을 수 있어 전자 클러치와 같이 다방면에 널리 사용되고 있다.
(6) 래치 휠 (ratchet wheel)
래치 휠은 폴과 결합하여 사용되며 축의 역전을 방지하기 위한 장치이며, 브레이크 장치의 일부로 사용하기도 한다. 종류에는 외측 래치 휠, 내측 래치 휠이 있으며, 회측 래치 휠 더 많이 사용된다.
① 외측 래치 휠
래치 휠의 바깥쪽에 이를 가진 것이 외측 래치 휠이다. 래치 휠은 한쪽방향의 회전은 폴에 의하여 방해를 받지 않으나, 반대방향의 회전은 폴에 의하여 방해를 받는다. 즉 래치 휠은 한쪽방향으로만 회전하고 그 역전은 불가능하도록 만든 장치이다.
② 내측 래치 휠
래치 휠의 안쪽에 이를 가지고 있으며 비교적 소형이다. 이것은 넓은 장소를 필요로 하지 않아서 편리하나, 폴은 래치 휠의 이끝원의 접선 상에 놓일 수 없으므로 접선과 맺는 각은 60˚로 한다.

키워드

브레이크,   래치 휠,   캠,   감아 걸기 전동 장치,   벨트,   로프,   체인,   기계 설계