윤활의 기초 (1)


오늘 레승 키캡구매 실패로 마음이 조금 착잡하네요. 그래도 선발대 후기를 보고 구매할 수 있겠다고 자기합리화를 하고 있습니다. 아쉬운 마음을 조금 차분하게 진정시키고자 윤활에 대해서 수집했던 개념들을 정리했습니다. 몇몇 분들이 저에게 얘기 해주셨던 것처럼 윤활자체가 기계식스위치와 키캡에 비해 훨씬 복잡하고 양이 많더군요. 어차피 제가 모든걸 이해하려는게 목적이 아니고, 제 수준내에서 특정 개념을 이해하고 이게 키보드에서 어떻게 적용될 수 있을까를 취미삼아 고민해보는거라, 양이 많으면 그저 천천히해보려합니다. 어차피 어렵고 복잡한거는 무시하는 전제로 진행하면 되니까요. 그게 이론의 장점아니겠습니까? 반대로 이게 이론과 실전사이에서 메꿔지지 않는 간극이기도 하지만요 ㅎㅎ


글의 구조는

0.도입

1.본문: 정의/효과/원리/종류/특성/조건/선택

2.결론

입니다.


이번 윤활에 관한내용은 키보드의 윤활과는 조금 거리가 먼 윤활자체에 대한 기초적인 내용들입니다. 참고하고 읽어주세요^^


0. 도입

궁극적으로 키보드의 타건음에 윤활이 어떤 영향을 미치는건지 알아보는게 목적입니다. 그래서 일종의 시작 포인트로 윤활의 기본개념부터 알아야하지 않을까 싶어 윤활의 기초부터 조금 알아봤습니다. 키보드와 윤활 관계를 알기위해서 윤활이란 것의 전체를 알 필요는 없습니다. 윤활 자전거, 자동차, 공장설비와 같은 대형제품들에서 일반적으로 사용되는 개념이기 때문이죠. 하지만 기본적인 원리와 효과를 이해를 하고 시작하면 키보드와의 접점을 찾는데 도움이 될거라 생각하기 때문에 키보드에서도 고려해야 할법한 것들에 대해서만 간단히 정리해봤습니다. 관심있으신 분들은 참고하세요.


1. 본문

1) 윤활의 정의 (이 정의는 윤활의 전반적인 정의인데, 제 생각엔 키보드에서의 윤활은 조금 더 넓은 의미로 재정의되야하지 않을까 싶습니다. 이 부분은 본격적으로 윤활+키보드 얘기할 때 다시 언급하겠습니다.)

- 윤활: 두 표면간의 마찰을 줄이는 것

- 윤활제: 마찰을 줄여주는 모든 물질


2) 윤활의 효과

- 마찰을 적게하고, 마모를 방지한다

- 동력소모를 줄여 장비효율을 증가

- 장비의 수명을 연장 

- 세척작용/부식방지


3) 윤활의 원리

- 유체윤활: 접촉면이 완전 분리 (마찰계수 0.002~0.01)

- 혼합윤활: 접촉면이 간헐적 접촉 (0.004~0.10) 

- 경계윤활: 심한 접촉 마찰, 표면막만 형성 (0.05~0.20)

윤활fig1.png

출처: http://bit.ly/1M3xaEj

- 금속vs금속/ 비금속vs금속/ 비금속vs비금속 경계면에 따라 윤활의 원리도 달라진다. 키보드에서는 비금속vs비금속 윤활에 해당한다.


4) 윤활제의 종류: 액체, 반고체, 고체, 기체

-액체: 오일류

-반고체: 그리스류 


- 윤활유: 윤활기유 (base oil) + 첨가제 (additives) 

*윤활기유는 광유/합성유/지방유 등 다양한 방법으로 만들어지는 윤활제의 기본바탕이 되는 기름 

**첨가제는 윤활기유에 다양한 특성을 추가하기 위해 넣는 추가 성분 


- 그리스: 윤활기유 + 첨가제 + 증주제 (thickeners) 

*증주제는 액체류에 첨가되어 굳기를 강하게 만들어주는 성분


5) 윤활제의 특성

- 점도 (Viscosity): 흐름에 대항하는 액체의 저항력/ 윤활막 형성에서 중요한 인자/ 윤활유에서 가장 중요한 물리적 성질/ 단위는 cSt (centiStokes, 엄밀히 말하면 동점도의 단위)로 쓰이면 물의 20도에서의 점도는 1cSt이다

- 점도지수 (Viscosity Index): 점도가 온도에 받는 영향의 정도를 나타내는 수치/ 기본적으로 온도가 올라가면 점도는 낮아진다 

- 주도 (Penetration): 그리스의 묽고 단단한 정도를 수치로 표현한 것/ 윤활유의 점도에 해당되는 성질이다/ 엄밀히 말해 그리스의 주도는 보통 기유의 점도와 증주제의 특성에 따라 결정된다.

윤활fig2.gif

출처:http://bit.ly/1M7bRSo



6) 적절한 윤활제의 조건

- 장시간 사용을 대비한 화학안정성이 있어야한다.

- 산화/부식에 대한 보호성능이 있어야한다. 

- 기포형성이 있어면 안된다.


7) 윤활제 점도의 선택

- 축의 속도: 베어링에 있어 고속회전의 축엔 저점도 (오일이 잘 딸려 회전부위로 들어가야하기때문), 저속회전의 축엔 고점도 오일이 필요

- 축의 하중: 작용하는 하중은 유막을 없애려하기 때문에 고하중일 수록 고점도를 사용한다


8) 추가 참고사항

- 윤활제 과다사용은 이점보다 손해가 많다

- 윤활제는 접촉면의 윤활유막에 의한 완전 분리가 되었을 때 (유체윤활)의 경우에 가장 긴 수명을 나타넨다. (유체윤활을 위해서는 충분한 윤활이 되어야하는데, 상기 서술했듯 과다 사용은 또 좋지 않다. 적절한 윤활이 어려운 이유이다.) 

- 보통 윤활유든 그리스든 고부하가 걸리거나 고온의 작동온도에서 반복 작동이 될 수록 윤활제가 소모되게 된다. 

- 윤활은 마찰이 일어나는곳에서만 의미가 있다. 그 이외의 곳에서는 이물질이거나 코팅막의 역할만 할 뿐이다. 

- 운행조건에 맞는 적절한 점도의 윤활제를 선택하지 않는다면 오히려 마찰은 더 커질 수 있다. 예를 들어 어떠한 윤활유 (ex.Krytox XHT)는 고온에 올라갈수록 점도가 떨어지고, 상온에서는 훨씬 더 큰 점도를 가진다.

- 키보드에서는 온도와 같은 보통 윤활에서 중요하게 고려되야하는 성질들은 고려대상이 되지 않을 것이다.


2. 결론

기본적인 윤활의 정의 및 특성들에 대해 조금 조사를 해봤습니다. 이 내용들을 토대로 계속해서 윤활과 키보드의 상관관계를 조금씩 파보려합니다.

핵심사항들을 정리해보자면,


- 윤활은 마찰면에 적용되어야한다 

- 작동환경에 따라 적정 점도를 가진 윤활제를 사용해야한다.


제 글이 항상 그렇듯 결론은 굉장히 뻔한 내용들입니다. 하지만 윤활과 타건감이라는 최종목표로 가기 전에 거쳐가야하는 부표들이니 가다보면 등대가 보이겠죠.


3. 참고자료

- 윤활이론#1: http://bit.ly/1M3xaEj

- 윤활이론#2: www.hcoil.co.kr/hcoil/customer-service/윤활기초.ppt 

- 윤활이론#3: http://bit.ly/1RFQxXs 

- 윤활이론#4: http://bit.ly/1RFQxXI 

- 크라이톡스 그리스 모음: http://www.kbdmania.net/xe/photo/4413494 

- 크라이톡스 오일 데이터: http://www.kbdmania.net/xe/tipandtech/7443104


4. 타건감에 대한 고찰 시리즈

#1 타건감에 대한 고찰: http://www.kbdmania.net/xe/freeboard/8939770

#2 타건음에 대한 고찰: http://www.kbdmania.net/xe/freeboard/8940993 

#3 키캡의 기초: http://www.kbdmania.net/xe/kecycap/8943518 

#4 키캡과 타건음: http://www.kbdmania.net/xe/freeboard/8946447

WASD 87 V2 Custom 흑축 + 볼텍스 PBT

Realforce SE18TO 먹각 55g 균등

Realforce 104 저소음 45g 영문균등


%타건감에 대한 고찰 시리즈

i) 타건감에 대한 고찰: http://www.kbdmania.net/xe/freeboard/8939770

ii) 타건음에 대한 고찰: http://www.kbdmania.net/xe/freeboard/8940993

iii) 키캡의 기초: http://www.kbdmania.net/xe/kecycap/8943518

iv) 키캡과 타건음: http://www.kbdmania.net/xe/freeboard/8946447

v) 윤활 기초 #1: http://www.kbdmania.net/xe/freeboard/8950688

vi) 윤활 기초 #2: http://www.kbdmania.net/xe/freeboard/8952447

vii) 윤활과 타건음: http://www.kbdmania.net/xe/tipandtech/8957308

viii) 키보드의 구분감: http://www.kbdmania.net/xe/tipandtech/8961511