[기계설계]회전축 설계 시 고려사항

1. 개요

• 회전축 설계 시 주어진 운전 목적, 하중조건, 환경 등에 따라 강도, 강성, 처짐, 휨, 비틀림, 열응력, 위험속도, 진동 및 부식 등 여러 가지 면에서 검토가 필요하다

2. 고려사항

• 강도 : 운전 및 하중조건상태에 따라 파손되지 않는 충분한 강도를 가져야 한다 (키홈, 원주홈, 단 등 응력집중계수 고려)
• 강성 : 비틀림모멘트발생 시, 일정 수준이상의 비틀림은 진동을 유발하여 비록 허용응력 내에 있다 하더라도 회전속도 상승이나 공진에 의해 축파괴를 유발하므로 비틀림 각을 1/4도 이하로 제한해야 한다
• 처짐 : 처짐의 양이 일정한도 내에 있도록 처짐을 제한하여 설계하므로서 틈새변형, 동력전달장치의 물림부정에 대해 고려해야 한다
• 변형 : 휨, 비틀림각 등이 한도 내에 있도록 필요한 강도를 가져야 한다
• 열응력 : 고온상태에서 사용되는 축의 경우 열응력 및 열팽창 등에 주의하여 베어링 및 동력계통의 상태에 대해 고려해야 한다
• 위험속도 : 위험속도로 부터 + 20% (또는 25%) 이상의 상태에서 사용할 수 있도록 하는 조건이어야 한다
• 진동 : 고속회전 시 진동에 견딜 수 있는 조건이어야 한다
• 부식 : 수중에 잠기거나 부식성 환경에 노출된 축의 경우 전기 화학적인 여러 작용에 의해 재료가 소모되므로 부식방지대책 등을 수립해야 한다