[기계 공학 응용 실험] 12. 링 압축에 의한 마찰상수 측정 실험 (A+자료)

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2011.10.04
최종 저작일
2010.10
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목차

■ 실험 목적
■ 실험 장치의 구성
■ 실험방법
■ 윤활 종류에 따른 링 시편의 내경, 높이 측정
■ 높이, 내경 변화율에 따른 마찰계수
■ 마찰이 기계에 미치는 영향 및 적용사례
■ 마찰작용에 따른 중립면의 위치
■ 고찰
■ 참고 문헌

본문내용

■ 실험 목적

금속 성형 공정에서 금속 유동은 다이로부터 소재로 전달되는 압력에 의해 일어난다. 또한 재료와 다이 접촉면에서의 마찰 조건은 금속 유동, 표면 형성, 내부 결함, 다이에 작용하는 응력, 성형 에너지 등에 큰영향을 미친다. 그러므로 금속 성형 공정에서의 마찰 조건을 판단하는 것이 중요한 문제가 된다. 이러한 마찰 조건과 윤활 상태를 평가하기 위하여 링 압축 실험을 가장 많이 이용하며, 본 장에서는 이 시험을 통하여 소성 마찰 상수를 측정하도록 한다.

■ 실험방법

1) 바깥지름(1) ):안지름(1) ):높이(1) )의 비가 6:3:2중의 하나인 링 시편을 준비한다.
2) 윤활제를 준비한다.
3) 링 시편의 바깥지름 : 안지름 : 높이를 측정한다.
4) 먼저 무 윤활 상태의 링 시편을 유압프레스 가운데 올려놓는다.
5) 유압프레스를 이용하여 20t의 하중을 준다.
6) 변화된 링 시편의 높이와 내경을 측정한다.
7) 위의 실험을 3번 반복하고 변화율을 계산한다.
8) 윤활제 Graphite를 링 시편에 칠하고 유압프레스 가운데 올려놓는다.
9) 유압프레스를 이용하여 20t의 하중을 주고 변화된 높이와 내경을 측정한다.
10) 위의 실험을 3번 반복하고 변화율을 계산한다.
11) 윤활제 mos2를 링 시편에 칠하고 유압프레스 가운데 올려놓는다.
12) 유압프레스를 이용하여 20t의 하중을 주고 변화된 높이와 내경을 측정한다.
13) 위 실험을 3번 반복하고 변화율을 계산한다.
14) 위에서 구한 시편 높이 감소율과 안지름 변화율을 바탕으로, 링 시편의 치수비에 맞는 이론 보정곡선 위에 실험값들을 표시하여 마찰상수 m을 구한다.

<중 략>

■ 고찰
본 실험에서는 20t 하중의 링 압축에서 내경 변화율과 높이 변화율을 측정하여 각 윤활유에 따른 마찰전단상수 m을 구해내었다. 윤활유의 유무와 종류에 관계없이 링 시편에 하중이 증가함에 따라 외경은 증가하고 높이는 감소하였다. 하지만 각 실험조건에 따라서 외경,높이,내경 변화율에는 차이가 있었다. 일반적으로 링의 높이의 변화율에 따른 안지름의 변화율를 측정하게 되면 공구와 시편 접촉면의 마찰 즉, 마찰 전단 상수 m을 구해 낼 수 있다.
직접 실험을 해보면서 몇 가지 예상되어지는 오차의 원인들이 있었는데, 그 중 가장 큰 원인으로는 압축후의 시편의 내경이 타원모양 또 가끔 크랙도 발생한 경우가 있었고, 이로 인해 실제 mos 조건에서 측정된 내경이 5.6mm~6.2mm의 값으로 그 오차의 범위가 매우 커 정확한 실험 결과를 얻을 수가 없었다. 다른 오차의 발생원인 으로는 시편에 윤활유가 일정하게 칠해지지 않았

참고 자료

•링압축의 상계해석에서 중립면의 변화에 관한 연구, 충남대학교 교육학석사 논문, 강규석,2004
• 기계공학 응용실험, 기계공학실험교재편찬회, 2009
• 실무중심 윤활⋅마찰⋅마멸기술 트라이볼로지, 김청균, 2006

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