[공학나라] 기계 공학 기술정보

응력 집중 (Stress Concentration)

현상

아래 그림의 

왼쪽 경우 : 일정한 단면에 대한 균일한 평균 응력 발생 (σmean) 

가운데 경우 :  단면이 급격이 감소하여 노치부에 응력 집중 현상 발생 ( σmax > σmean )

* 노치부에서 먼 중심부의 경우는 오히려 응력이 norminal 값 보다 작음 ( σ < σmean  )

오른쪽 경우 :  단면이 급격이 감소하여 홀 부근에 응력 집중 현상 발생 ( σmax > σmean )

-> 응력 집중 : 단면적이 급격히 변화하면 그 부근에 응력이 매우 커지는 현상 

-> 응력 집중 계수 (stress concentration factor) 

응력이 얼마나 집중되었는가를 나타내는 척도

크면 클수록 응력이 많이 집중됨

형상만의 함수 (형상 설계를 잘하면 응력 집중 계수가 작아진다)

응력 집중 현상을 줄이려면

아래 그림에서

(a) 응력이 집중된 (잘못된) 설계

(b) 응력의 흐름 (점선 표시)를 완만하게

(c) 필렛 설계 (단면의 완만한 변화)

(d) 2부위 필렛 설계 (단면의 보다 완만한 변화) : 가장 좋은 설계

형상 변경이외에도 보강재 설치, 샷 피닝 (shot peening)으로 표면 가공정도 향상, 압연, 열처리로 강도 증가의 방법도 있다.

탄소강의 분류

탄소함량

저탄소강 : 0.03~0.3% 

중탄소강 : 0.3~0.5%

고탄소강 : 0.5~1.2%

특성

탄소함량이 높을수록 경도, 내마모성 향상, 공구용으로 사용

탄소함량이 낮을수록 가공성 향상

철금속 재료의 종류와 용도

KS D 3503~4302

국가별 산업 규격 기호

KS 규격 개요

KS의 부문별 분류 기호

기계부문의 KS 분류 기호

라쳇 핸들과 소켓

이래저래 많이 쓰이는 공구이다. 렌치 혹은 스패너 대용으로 많이 쓰인다.

라쳇이란

라쳇은 일명 깔깔이로 한쪽방향으로는 돌지 않고 다른 방향으로는 돌게하는 기어 기구이다.

라쳇 핸들 (ratchet handle)

라쳇 핸들을 줄여서 그냥 라쳇이라고도 한다. 

아래 그림과 같이 동그란 검은 버튼은 검은색 돌기에 소켓을 빼거나 끼울때 누르는 버튼이다. 4각의 검은색 돌기는 1/4, 1/2, 3/8 인치의 사이즈가 있다. 검은색 바는 회전방향을 조절하는 스위치이다. 

보통 아래와 같이 직선형 (아래 그림) 이거나 공간 활용도가 좋은 플렉서블 형태 (아래 아래 그림) 도 있다.

라쳇 기능이 없는 브레이커 바 (breaker bar) 형태나 일정한 토크를 줄 수 있는 토크 렌치도 있다 (토크 렌치는 가격이 비싸다).

소켓 (socket)

라쳇 핸들에 끼워 볼트나 너트를 조이거나 풀를때 사용한다.

한쪽은 라쳇 핸들과 끼워야 하므로 4각 형태이며 (아래 그림의 아래면), 위쪽은 보통 육각의 형태이다 (아래 그림 왼쪽). 경우에 따라 12각 형태도 있다 (아래 오른쪽 그림).

보통 크롬 코팅을 해서 아래와 같이 은색이다.

소켓 - 임팩트 소켓 (impact socket)

공기압 공구나 전동 공구에 사용하는 소켓은 특별히 충격에 견디는 재질로 만들어져 있고 검은색 코팅을 해서 일반 소켓과 구분한다.

즉 검은색 소켓은 다 임팩트용 공구이다.

소켓 - 스파크 플러그 소켓

일반 소켓보다 깊이가 더 깊어 자동차 스파크 플러그를 분해 조립하는데 용이하다.

소켓 - 드라이버 소켓 

드라이브 비트가 붙어있는 소켓이다. 육각렌치나 십자/일자 드라이버가 붙어 있다.

소켓 어댑터 (socket adapter)

라쳇 핸들과 소켓을 연결해주는 별도의 기능이 있는 어댑터 이다.

아래 그림 왼쪽과 같이 라쳇 핸들과 소켓의 연결하는 부분의 사각형의 크기가 다른 경우에 사용되기도 한다.

아래 그림 오른쪽은 드라이버 비트와 전동공구를 연결해주는 어댑터이다.

소켓 어댑터 - 익스텐션 바

아래 그림은 라쳇과 소켓의 연결길이를 연장시켜주는 익스텐션 바 (extension bar) 이다.

소켓 어댑터 - 유 조인트

아래 그림은 라쳇과 볼트에 각도를 조절해야하는 경우에 사용되는 U-조인트 이다.

참고문헌

https://en.wikipedia.org/wiki/Ratchet_(device)

https://www.lowes.com/n/buying-guide/socket-and-ratchet-guide