[기계공학실험]Critical Velocity(임계속도측정)

소개

기계 시스템에서 동력 축의 회전속도는 공진이 일어나지 않는 범위내에서 결정되어야 하는데 축이 공진 현상을 일으킬때의 회전속도를 임계속도(Critical Velocity)라고 한다. 임계속도측정 결과 레포트.

목차

요약
목차
그림 목차
표 목차
1. 실험목적
2. 실험이론
2.1 비감쇠 강제 조화 진동
2.2 회전축의 위험속도
2.3 실험 계산식
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 실험결과
5.1 용어정리
5.2 Parameter
5.3 실험결과
6. 결론 및 고찰
6.1 결과 분석 및 고찰
6.2 적용사례
7. 참고 문헌

본문내용

축은 굽힘이나 비틀림에 대한 일종의 스프링과 같으므로 변형이 생기면 이것을 회복시키려는 에너지가 생기고, 이 에너지는 운동에너지로 되어 축의 회전과 더불어 축선을 중심으로 하여 변동한다. 이와 같이 축에 작용하는 굽힘모멘트 또는 토크의 변동주기가 축의 고유진동수와 일치되었을 때, 축은 공진(Resonance)을 일으켜 진폭이 점차로 커져서 축은 탄성한도를 넘어 파괴된다. 이와 같은 공진 진동수에 일치하는 축의 회전속도를 위험속도(임계속도 : Critical Speed)라 한다. 공진 진동수는 1차, 2차, 3차, …의 것이 있으나 1차의 것이 가장 위험함으로 보통 이것을 관심의 대상으로 한다.
축의 상용회전속도는 이와 같은 위험속도로부터 적어도 ±20% 떨어지게 하여야 하므로 축설계에 있어서는 강도 및 강성을 고려하여 축지름이나 축의 길이를 결정하는 것 이외에 그 위험속도에 대하여 반드시 검토할 필요가 있다.
베어링의 간격이 크고 축지름이 작은 축에서는 처짐이 커지므로 굽힘에 대한 위험속도를 검토하여야 한다. 이 때 재료의 불균질, 가공조립의 정밀도 불량으로 인한 축심과의 어긋남에 의한 불균형도 진동의 큰 원인이 된다.


3. 실험장치
· Critical Revolution Experimental Apparatus

그림 10 CRE-6-2500A (TOKYO METER)

모델명 : CRE-6-2500A (TOKYO METER)
Driving Motor
회전속도 : 0 ~ 2500 RPM
출력 : 100 W


4. 실험방법
1) 축의 양 끝부분을 저널 베어링으로 지지한 후 아무런 하중을 가하지 않은 상태에서 모터를 가동시킨다.
2) 회전 속도계의 Revolution Adjust를 서서히 돌려 회전속도를 증가시킨다.
모델명 : CRE-6-2500A (TOKYO METER)
Driving Motor
회전속도 : 0 ~ 2500 RPM
출력 : 100 W

참고자료

· 1) 이경로·천성달·윤영진 저, “기계요소설계”, 원창출판사, 2002, P238~241
· 2) PYTEL KIUSALAAS, "SI동역학“, 인터비젼, 2005, P623~626
· 3) 사종성·강태원 공저, “알기 쉬운 생활 속의 소음진동”, 청문각, 2007, P5~24
· 4) 이건복·임병덕·정태건·황재혁 공역, “최신기계진동학”, Prentice Hall, 2002,P98~104
· 5) Balakumar Balachandran·Edward B.Magrab, "기계진동학“, 한티미디어, 2005,
· P76~85