3.6.3. 허용 토크, 관성 모멘트 계산 예(HS180 Case)
3.6.3. 허용 토크, 관성 모멘트 계산 예(HS180 Case)
(1) Case #1 간단한 2차원 모델
그림 3.8 2차원 부하 모델
M - 부하 중량
Jxx -부하 무게중심에서 X축 방향의 관성 모멘트
Jyy - 부하 무게중심에서 Y축 방향의 관성 모멘트
Jzz -부하 무게중심에서 Z축 방향의 관성 모멘트
Ja4 - R2축 회전 중심에서의 관성 모멘트
Ja5 - B축 회전 중심에서의 관성 모멘트
Ja6 - R1축 회전중심에서의 관성 모멘트
☞ 부하조건: 가로, 세로 260mm, 두께260mm 의 Stainless Steel (Mass 138.15kg)
① 중량제한
부하 중량: 
② 허용 토크 제한
B축 기준 무게중심 위치 LX = 350mm, LY = 0mm, LZ = -60mm
B, R1축에서 무게중심까지의 거리를 계산하면 아래와 같습니다.
B축 기준 거리 
R1축 기준 거리 
B축 부하 토크 
R1축 부하 토크 
③ 허용 관성모멘트 제한
무게중심에서 부하의 관성 모멘트 Jxx= 1.56kgm2, Jyy= 1.56 kgm2, Jzz= 1.56 kgm2
B축 관성 모멘트 (Ja5)
R1축 관성 모멘트 (Ja6)
④ 결론
토크, 관성모멘트 조건 모두 제한 조건을 만족하므로 안전합니다.
(2) Case #2 복잡한 3차원 모델
그림 3.9 3차원 부하 모델 2D 형상
알루미늄 블록 형상 조합
(σ=0.0027 g/mm3, : 176.3 kg)
m1 (60×300×300) 14.6kg
m2 (480×440×220) 125.4kg
m3 (280×300×160) 36.3kg
mi - i 블록 부하 중량
LXi - i 블록 X축 방향 무게중심 위치
LYi - i 블록 Y축 방향 무게중심 위치
LZi - i 블록 Z축 방향 무게중심 위치
① 중량 제한
부하 중량: 
② 허용 토크 제한
B축 회전 중심에서 전체 부하의 무게중심 위치를 구하면 아래와 같습니다.
(Y축 대칭이므로)
블록 전체B축 기준 무게중심 위치 
= 520.85mm,
= 0mm, 
= -238.47mm
B축에서 무게 중심까지의 거리 
R1축에서 무게 중심까지의 거리 
B축 부하 토크 
R1축 부하 토크 
x1 y1 z1 – m1 블록의 x, y, z 방향 길이
x2 y2 z2 – m2 블록의 x, y, z 방향 길이
x3 y3 z3 – m3 블록의 x, y, z 방향 길이
LX1, LY1, LZ1 - B축 회전 중심에서 m1 블록 무게중심 위치
LX2, LY2, LZ2 - B축 회전 중심에서 m2 블록 무게중심 위치
LX3, LY3, LZ3 - B축 회전 중심에서 m3 블록 무게중심 위치
Jxx1, Jyy1, Jzz1 – m1 블록 무게중심에서의 x, y, z 축 별 관성모멘트
Jxx2, Jyy2, Jzz2 – m2 블록 무게중심에서의 x, y, z 축 별 관성모멘트
Jxx3, Jyy3, Jzz3 – m3 블록 무게중심에서의 x, y, z 축 별 관성모멘트
그림 3.10 3차원 부하 모델 3D 형상
③ 허용 관성모멘트 제한
표3‑4 블록 별 무게중심에서의 관성 모멘트
블록 무게(kg) | 무게 중심(LX, LY, LZ) | Jxx | Jyy | Jzz |
m1 (14.6) | (0.25, 0, 0) | 0.219 kgm2 | 0.114 kgm2 | 0.114 kgm2 |
m2 (125.4) | (0.48, 0, -0.26) | 2.530 kgm2 | 2.915 kgm2 | 4.433 kgm2 |
m3 (36.3) | (0.89, 0, -0.26) | 0.350 kgm2 | 0.314 kgm2 | 0.509 kgm2 |
B축 관성 모멘트 (Ja5)
R1축 관성 모멘트 (Ja6)
④ 결론
중량, 토크, 관성모멘트 조건 모두 제한 조건을 만족하므로 안전합니다.