안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
기계공학
Q. 증기 기관차는 왜 바퀴를 독립적으로 해놓지 않고, 서로 연결해서 움직이게 만들었나요??
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.증기 기관차는 피스톤이 만들어내는 증기 동력을 보통 하나의 주 구동 바퀴에 전달합니다. 그런데 이 하나의 바퀴 만으로는 무거운 열차를 끌기에 충분한 힘(견인력)을 내기 어렵습니다. 또한, 힘이 한곳에 집중되면 바퀴가 헛도는 현상(슬립)이 발생할수있습니다. 그래서 증기기관차는 연결봉 또는 측면봉을 사용하여 여러개의 구동 바퀴를 서로 연결합니다. 이렇게 하면 피스톤에서 전달된 동력이 연결된 모든 구동 바퀴에 고루 전달되어, 전체적인 견인력을 높이고 슬립을 방지하며 안정적으로 무거운 객차나 화물을 끌고 갈수있게됩니다. 현대의 전기나 디젤 기관차는 각 바퀴나 축에 독립적인 모터가 달리는 경우가 많아 이러한 연결봉이 필요없는 경우가 많습니다.
기계공학
Q. 자동차의 변속 시스템은 어떤 형식으로 자동으로 가능하나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.자동차의 자동 변속 시스템은 운전자가 직접 클러치를 조작하고 기어를 바꾸는 수동 변속과 달리, 차량 스스로 주행 상태에 맞춰 최적의 기어를 선택하고 변속하는 방식입니다. 이것이 가능하게 되는 핵심은 전자제어장치(TCU, Transmission Control Unit)과 유압 시스템 또는 전기 모터 등입니다. TCU는 차량의 속도, 엔진 회전수(RPM), 가속 페달 밟는 정도 등 다양한 정보를 센서를 통해 실시간으로 받아들입니다. 이 정보를 바탕으로 가장 효율적이거나 운전자가 원하는 주행에 적합한 기어 단수를 계산합니다. 계산된 결과에 따라 TCU는 변속기 내부의 유압 회로를 제어하거나(일반 자동변속기), 클러치나 기어 변경 메커니즘을 작동시켜(DCT,AMT등)자동으로 기어를 바꿔주는 방식으로 작동합니다. 즉, 운전자의 조작 대신 센서가 주행 상태를 파악하고, 컴퓨터(TCU)가판단하며, 엑추에이터가 기계적인 변속을 실행하는 과정을 통해 자동 변속이 이루어지는것입니다.
기계공학
Q. 자동화기계 설비보전 하는일 괜찮을까요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.자동화 시대에 설비보전 직무는 오히려 그 중요성이 커지고 있으며 미래 전망도 밝다고 평가받고있습니다. 개코님께서 지금 하고 계신 실린더, 마그네트 교체나 기계 개조 같은 업무는 설비의 기본적인 작동 원리와 구조를 이해하는데 매우 중요한 경험입니다. 설비보전 업무는 다양한 산업 분야에 걸쳐 필요하며 지금 쌓는 경험은 나중에 식품이나 제약 공장 같은 곳의 공무팀으로 이직하실때도 큰 자산이 될 것입니다. 설비보전의 업무 범위가 PLC 및 센서 유지관리까지 확장되는 추세이니, 지금 회사에서 외주를 맡기는 부분도 관심을 가지고 배우려 노력하시면 더욱 경쟁력을 갖추실수있습니다. 지금 하고 계신일에 집중하며 꾸준히 경험을 쌓으시는것이 앞으로의 경력 발전에 가장 중요합니다.
기계공학
Q. 커다란 배가 어떻게 바다위를 건널 수 있는지 알려주세요.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.커다란 배가 무거운 무게에도 불구하고 바다 위에 떠서 항해할수있는 원리는 바로 부력 때문입니다. 배가 물에 잠긴 부피만큼의 물의 무게가 바로 부력입니다. 아르키메데스의 원리에 따르면 물체가 유체(여기서는 바닷물)에 잠겼을때 받는 부력은 그 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같습니다. 커다란 배는 그 크기만큼 엄청난 양의 물을 밀어내기 떄문에 배의 총 무게보다 더 큰 부력을 받게 됩니다.배가 바다위에 떠있는 상태는 바로 이배의 무게와 부력의 크기가 같아져서 균형을 이루는 상태입니다. 선박을 설계할때는 배의 구조가 충분한 부피를 확보하여 배의 자체 무게와 실리는 짐의 무게를 합한 것보다 큰 부력을 얻을수있도록 계산됩니다. 이렇게 큰 부력 덕분에 무거운 배도 바다 위를 떠서 항해할수있는것입니다.
기계공학
Q. 기계공학 수업의 로보트 관련 해서 수업도 하나요.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.요즘 고장 자동화의 핵심이 로봇인 만큼 많은 기계공학과에서 로봇 관련 교과 과정을 운영하고 있습니다. 로봇은 기계설계, 움직임 제어, 전기/전자 시스템, 프로그래밍 등 다양한 분야의 지식이 결합된 결과물입니다. 기계공학에서는 로봇의 구조를 설계하는 기계요소설계, 로봇의 움직임을 분석하고 제어하는 동역학 및 제어공학 , 그리고 자동화 시스템 전반에 대한 내용을 다룹니다. 특히 최근에는 로보틱스 개론이나 자동화 시스템과 같은 과목을 통해 로봇의 원리와 응용 기술을 전문적으로 배우는 기회가 많아지고 있습니다. 따라서 기계공학을 전공하시면 로봇 분야의 기초부터 심화 내용까지 체계적으로 학습하실수있습니다.