[헬로티]
IMF는 개인, 기업, 금융, 산업 등 한국사회 전반에 걸쳐 많은 변화를 가져왔다. 물론 산업장비 부문에서도 특히 많은 변화를 가져왔다. 기계 및 산업 부분에서 변화의 형태는 복잡하고 다변화된 구조에서 정밀도는 향상되고 단순화, 경량화 그리고 관리하기 쉽도록 변화되었다.
그동안 동력 전달 장치는 국내 산업에서는 크게 중시되지 않았지만, 유럽과 일본에서는 1990년대부터 그 중요성이 대두되어 많은 부분에서 비선형 동력전달 장치로 효율적인 기계 동작 및 장치 관리에 응용되고 있었다.
2000년도, IMF 이후 신생 업체를 중심으로 유럽 및 일본산 기계의 도입이 활발해지고 2005년 이후부터 기계의 손·망실 및 유지관리, 유사 기계의 개발이 시작되면서 산업 각 부분에서 비선형 동력전달 장치의 필요성이 대두되기 시작했다. 이에 경흥은 1970년부터 생산 공급해 왔던 자동차 부품 생산 기술과 장비를 기반으로 1995년부터 플렉시블 샤프트를 생산 개발하기 시작했고, 2005년에는 플렉시블 샤프트를 중심으로 2005년부터 이를 이용한 각종 동력전달 장치를 개발하여 해외 제품의 국산화 및 특수 환경 내에서의 동력전달 장치를 개발 공급해 왔다.
비선형 동력전달 장치란
기본적으로 플렉시블 샤프트는 단차 혹은 비선형의 동력전달을 위해 개발되었고, 가장 큰 장점으로는 기계 및 장치 구조의 단순화와 작은 공간에서의 동력전달을 가능하게 해준다는 것이다. 더불어 고속회전 시 원심력으로 진동을 스스로 잡아줌으로 진동이 거의 없는 강력한 장점이 있다.
▲ 그림 1. 플렉시블 샤프트 활용의 예
또한, 유니버설 조인트와 대치도 가능하며, 특히 회전 시 회전을 받는 상대편이 회전하면서 이동 혹은 움직임이 가능하게 되므로 기계 구조의 혁신적 적용이 가능하다. 물론 제품 혹은 기계 고장 시 빠른 수리와 대처가 가능한 것도 장점의 하나이다.
지금까지 연구소 및 기계구조 연구가들의 가장 많은 문의는 다음과 같다. 설계자들은 기본적으로 예취기 케이블, 혹은 그와 유사한 것을 보고 아이디어를 얻어 설계를 시작한다. 그러나 곧 어려움에 봉착하는 것이 커플링(Coupling)을 어떻게 해야 하는지, 플렉시블 샤프트 속심과 아웃터를 자신들의 구조물에 어떤 형태로 붙여야 하는지에 대한 문제와 몇 mm의 플렉시블 샤프트를 써야 원하는 환경에 적합한지에 대한 문제였다.
현재 인터넷과 각종 자료를 찾아보아도 이에 대한 정보가 명확하게 나와 있지 않다. 이럴 것이 플렉시블 샤프트는 사용 환경, 즉 거리, 꺾이는 각도 그리고 스피드에 따라 그 정도가 달라지기 때문에 표준 값을 기준으로 허용치를 찾아가야 하는데, 현재 국내는 이에 대한 경험이 없기 때문에 직접 해보질 않고는 허용치를 추측해 내기가 어렵다.
경흥은 이와 관련 많은 실험과 경험에서 축적한 노하우를 통해 컨설팅을 제공하는데, 어느 정도 이 문제 해결에 대한 접근을 가능하게 한다. 특히, 경흥의 플렉시블 솔루션은 스틸과 스텐레스 제품으로 생산돼 유연성이 높으며, 고온, 고압, 수중, 클린 환경 등에서도 동작이 가능하다.
플렉시블 솔루션의 4가지 장점
경흥이 보유한 플렉시블 솔루션 제품들은 사용자들이 간단한 설치로 요구되는 동력전달을 가능하게 해주며, 원하는 형태로 커스터마이징할 수 있다. 첫째, 단순 회전 → 회전의 경우(중간 잡아주는 곳이 있는 경우)이다. 이것은 키홈 형태의 커플링으로, 축에 끼우기만 하면 되는 형태로 중간(호스) 혹은 호스 연결 소켓을 잡아주는 곳만 있으면 간단히 동력을 전달할 수 있다.
▲ 그림 2. 키홈 형태의 커플링으로 축에 끼우기만 하면 되는 형태
둘째, 회전 → 회전(잡아주는 곳이 없는 경우 혹은 회전하면서 이동해야 하는 구조)의 경우이다. 이것은 호스 쪽의 브래킷을 이용하여 구조물과 연결하여 동력을 전달하거나 한쪽에서 돌리면 회전을 받은 다른 한쪽은 이동할 수 있다. 또한, 이 제품의 경우, 수중 고압 환경에서도 작동이 가능하다.
▲ 그림 3. 호스 쪽의 브래킷을 이용하여 구조물과 연결하는 형태
셋째, 컨트롤 케이블 형태 동력전달 케이블이다. 이것은 직선운동을 직선운동으로 바꾸어 주는 케이블로, 현재 중장비, 보트 등에 적용되어 많이 사용되고 있는 케이블이다. 한쪽에서 밀거나 당기면 다른 한쪽에서 반응하는 방식이다. 하지만 기존 제품의 경우 가장 큰 문제점은 길이가 길어질수록 유격(Back rash)이 커지는 문제점이 있다.
한쪽의 반응이 다른 쪽에 정확히 반영되어야 하는데, 국내 제품의 경우 이 오차가 커서 대부분 케이블의 길이가 5m가 넘어가면서 5mm 이상의 오차를 보인다. 일반적인 경우에는 문제가 없지만 정확한 동력전달은 원하는 경우 이로 인해 문제가 발생하곤 한다. 경흥의 제품은 7m 이상에서도 3mm 이하의 오차를 줄인 제품을 생산하고 있으며, 국내외 연구소에 이를 공급하고 있다.
▲ 그림 4. 컨트롤 케이블 형태의 동력전달 케이블
마지막으로 지금까지 대부분 비선형에서의 동력전달은 당기는 형태로만 구조를 가지고 있거나 미는 형태가 필요할 때는 스프링을 이용하여 복원력을 이용하는 경우가 대부분이었다. 이 때문에 밀거나 당기는 형태의 동력전달 구조는 연구과제나 기계구조에서 많이 활용되지 못했다. 경흥에서 공급하는 플렉시블 솔루션 제품군은 어떠한 환경과 공간에서도 제약 없이 밀거나 당기고 돌리고 미는 동력전달의 구조로 되어 있다.
경규영 _ 경흥 대표
