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1. 개요
간접전동장치로, 톱니바퀴과 체인을 이용한 동력 전달법이다. 제조업 또는 유통업에 가보면 체인을 이용한 기계가 매우 많음을 알 수 있다.2. 장단점
효율이 엄청나게 좋다. 잘 만들고 잘 유지 관리하는 체인 드라이브의 동력 전달 효율은 98%에 육박한다. 게다가 기어 드라이브(기어박스)에 비해 메커니즘이 가벼우며, 벨트 드라이브에 비해 노후화가 더디다(오래 쓸 수 있다). 체인 구동 자전거가 만들어진 지 140년이 지났지만 아직도 체인 드라이브를 확실히 대체할 우월한 기술이 없을 정도다.풀리-벨트에 의한 동력전달은 마찰력을 이용하기 때문에, 전달 가능한 동력량을 넘어갈 경우 벨트가 헛도는 문제가 있으나, 체인을 이용할 경우 체인과 스프로킷의 이가 맞물려 돌아가는 형식이기 때문에 비교적 더 정확하고 확실한 동력 전달이 가능하다. #
또한 각속도비가 비교적 일정하다. 샤프트(기어)에 비해서는 급격한 엔진출력 변경시 약간의 탄성으로 구동계에 가해지는 충격을 흡수하기 때문에 내구도가 낮아질 수밖에 없는 경량의 파워트레인에서 수명 연장에 도움이 된다. 샤프트 드라이브보다 가벼운 무게를 가지고 있다. 체인 및 스프로킷의 규격 등이 표준화되어 있다.
또한, 유지보수가 용이하며, 초기 장력이 필요없고, 정지 시 장력이 작용하지 않는다.
그러나 소음과 진동이 벨트나 기어에 비해 심한 편이므로 정숙성이 요구되는 경우엔 사용하기 곤란하다. 전달 가능한 출력 한계는 체인 굵기에 비례하므로 그에 비례하여 무게가 증가한다. 축 사이 거리가 주로 4m 이하일 때 쓰며 고속 회전에는 부적합하다. #
체인은 벨트에 비해 수명이 길다. 벨트는 어떤 재료로 만들어도 일정 기간 사용하면 늘어지는 것을 피할 수 없어 정기적으로 교체해야 한다. 체인도 소모품이지만 벨트보다 훨씬 오래 쓴다. 허나 그 대신 윤활이 필요하다(벨트는 윤활제를 쓰지 않는다). 오일이나 그리스를 도포하는데, 외부에 노출된 체인일 경우 여기에 분진이나 흙 따위가 쉽게 달라붙는다. 이렇게 오염된 체인은 기어 부분에 손상을 주므로 정기적으로 체인을 청소해야 하는데, 그리스를 제거(디그리싱)하고 다시 그리스를 칠하는 번거로운 과정이 포함된다. 자전거, 오토바이 등 체인 구동 기계는 대개 이렇다.
3. 쓰이는 곳
주로 자전거나 오토바이등의 동력전달이나, 회전동기화가 필요한 캠샤프트 구동등에 이용되며[1], CVT중에도 체인을 이용한 구동방식이 있다. 또한 드럼 페달 역시 이 방식으로 구동되는 것이 대부분이다.체인이 활용된 도구 중 일상에서 가장 흔히 볼 수 있는 것은 바로 자전거이다.[2] 자전거를 타본 사람이라면 이따금 체인이 빠져서 다시 끼우느라 체인의 까만 기름( 윤활유)이 묻어 고생한 적이 있을 것이다. 자전거 체인은 짤막한 쇠막대기를 구부려서 만드는 사슬과는 약간 다르게 구멍 뚫린 조그만 쇠 마디에 롤러를 박아서 만드는 형태다. 그래서 자전거 체인을 풀어야 할 때 전용의 집게 같은 도구로 그 롤러을 빼내면 아주 쉽게 풀 수 있다.
탱크의 무한궤도도 일상적으로 떠올리는 체인과는 형태는 매우 다르지만 넓적한 형태의 체인이라고 할 수 있다. 궤도차량 정비병 전역자라면 이 구조를 매우 쉽게 떠올릴 수 있다.
무기 쪽에서는 체인건이 체인 드라이브로 동력을 전달받는다.
4. 구조
'O링체인'이라는 형태가 중형 오토바이에 주로 이용되고 있는데, 이는 체인 가운데에 그리스가 봉입되어있어 소음이 적고 수명이 긴 특징이 있다. 하지만 관리를 잘 못하는 경우엔 일반 체인보다 수명이 훨씬 짧아진다.발전형으로 X링 체인, W링 체인이 있다.
O링 체인과 X링 체인
체인 연결심과 체인 플레이트 사이에 그리스가 봉입되어있고, 틈새를 O링/X링으로 막은 형태이다. O링은 그리스를 한번 막고, X링은 2번, W링은 2~3번 막는다. 물론 가격은 갈수록 비싸진다.
5. 관리
주기적인 관리를 요하는 부품으로, 정비를 소홀히 하면 체인이 끊어져서 기계가 고장나는 경우가 상당히 많다. 1주일에 1번씩은 그리스를 체인 곳곳마다 덕지덕지 발라줘서 체인이 끊어지지 않게 하자. 그리스를 덕지덕지 발라서 손이 더러워지는 것이 싫다면 뿌리는 그리스를 이용해서 그리스를 뿌리도록 하자. 대신 뿌리는 그리스는 바르는 그리스에 비해서 더 자주 뿌려줄 필요가 있다.윤활제가 빠진 O링체인의 윤활을 위해 체인루브를 뿌리는것은 크게 효과가 없다. 고무 사이에 그리스를 넣으려면 체인을 완전분해하거나 주사기로 고무링 사이에 재주입을 해야 하는데 그럴 기회비용이면 새 체인을 사는 것이 낫다. 그리스가 빠지기 전에 주기적으로 이물질을 닦아주고, 청소시 단단한 청소솔보단 약간 부드러운 솔이나 천을 사용하는것이 수명 연장에 도움이 된다. 솔 가닥이 고무 사이로 파고들어 그리스를 빼먹기 때문.
또한 급가속과 급격한 엔진브레이크를 자주 사용하면 당연히 체인이 빨리 늘어난다. 급가속보다는 급격한 엔진브레이크가 더 문제인데, 클러치에 의해 한번 풀어졌다가 강력한 역부하가 걸리는 과정이 반복되기 때문.
오토바이 체인이 한도 이상으로 늘어나는 경우, 가끔 교체비용이 아깝다고 잘라 쓰는 운전자들도 있는데 황천가기 딱 좋은짓이니 관두는게 좋다. 그만큼 늘어났으면 체인의 인장 한계에 달해 곧 끊어진다는 신호이며, 이를 무시하고 잘라서 쓰면 주행도중 체인이 끊어져 그냥 벗겨져 나가면 차라리 다행이고 체인이 스프로킷과 구동부에 끼어 구동륜이 멈추면서 전도사고를 내거나 고속으로 움직이다 끊어진 체인이 다리를 강타해서 불구가 될 수도 있다.
또한 체인과 마찬가지로 스프로킷도 소모품인데, 체인과 마찰하면서 마모가 된다. 일반적으로 오토바이는 체인 교체할 때 같이 교체하는 것이 좋다. 그냥 체인만 갈았다가는 지속적으로 마모된 스프로킷의 이가 부러질 수도 있으며 한두개 부러진것으로는 그 즉시 문제가 생기지는 않으나 연달아서 나머지 이도 부러질 확률이 매우매우 크니 바로 교체하도록 하자.
자전거 체인의 경우도 꾸준히 관리해줘야 한다. 주기적으로 체인오일을 도포해주고 체인체커기나 자로 마모도를 체크해서 늘어났다면 교체해줘야한다. 관리를 하지않으면 체인 뿐만 아니라 스프라켓의 톱니도 같이 마모돼서 전부 갈아야 할수도 있다.
6. 여담
체인을 걸어 놓을 수 있는 톱니바퀴를 스프로킷(sprocket)이라고 한다.일본에서는 자전거 체인이 네일배트와 함께 아직 야쿠자가 되지 못한 폭주족이나 폭력학생들의 무기라는 클리셰가 있다. 체인빡이라는 김성모의 작품에서의 체인은 주로 자전거 체인을 의미한다.
김성모 화백의 '체인 빡'에서 주인공 박사의 주 무기이다. 럭키짱에서도 나도하가 체인 드라이브를 들고 산케를 쓰러뜨릴 것 같았으나...
[1]
보통 타이밍 체인이라고 부른다.
[2]
일부 자전거는 체인을 쓰지 않고 봉에 이어진 기어로 동력을 전달하기도 한다. 대전광역시 공용 자전거
타슈의 1·2세대 기종이 그런 방식으로 되어있다.
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