[기계안전기술사] 문제풀이 2017년 111-1-2 베어링계수와 마찰계수

문제
2. 미끄럼베어링에서 베어링계수와 마찰계수의 관계에 대하여 그림을 그려 설명하시오.

정답
1. 개요
하나의 강체가 다른 물체 위에서 힘 F에 의해 밀려가면 운동방향의 반대방향으로 마찰력 FR이 작용한다. 즉 마찰력 FR은 상대운동하는 두 마찰면 사이의 저항이다. 따라서 에너지 손실이 동반된다.

마찰력 FR의 크기는 수직력 FN과 마찰계수 μ의 곱으로 표시되며, 마찰계수 μ(friction coefficient：Reibungszahl)는 실험으로 구한다. 물론 마찰계수는 일정하지 않으며, 마찰조건에 따라 변화한다.

마찰력의 크기는 다음에 의해서 결정된다.
① 수직력：마찰면에 수직으로 작용하는 힘(FN)
② 마찰짝의 재질
③ 운동형태에 따른 마찰의 종류：정지마찰, 미끄럼 마찰, 전동마찰
④ 마찰표면의 거칠기
⑤ 윤활상태 및 윤활유 점도
⑥ 마찰면의 온도

두 물체 간의 마찰은 마찰면의 윤활상태에 따라 고체마찰, 경계마찰 그리고 유체마찰로 분류할 수 있다. 그림 7-2의 Stribeck 곡선은 상호 미끄럼 접촉하는 두 윤활물체 간의 미끄럼속도에 의한 마찰계수의 변화를 나타낸 것이다. 그림설명에 사용된 식에서 d는 두 마찰표면 사이의 간극, R은 표면거칠기이다.