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여러분이 다람쥐라고 가정하고 기차의 선로 전환을 즐기고 있다고 가정해 보세요. 하지만 문제는 레일 스위치의 이 부품이 느슨하다는 것입니다. 이것이 어떤 영향을 미칠까요?
이 유연한 선로를 이렇게 배치하면 기차 바퀴는 자연스럽게 이렇게 움직입니다. 하지만 교차로에 도달한 후 여러분은 큰 문제를 발견할 수 있을까요? 이 문제를 해결할 수 있는 설계 솔루션이 있을까요?
이 흥미로운 문제를 해결하려면 먼저 레일 바퀴 중 하나에서 플랜지를 제거해야 합니다. 또한 하나의 선로를 두 개로 나누는 단일 선로를 사용하겠습니다. 교차점에 도달한 후 바퀴가 어느 방향으로 움직일까요? 맞습니다. 이 시나리오를 예측하는 것은 불가능합니다.
바퀴에 플랜지를 추가해 봅시다. 이제 바퀴가 어느 방향으로 회전할지 알 수 있을까요? 물론 오른쪽 방향으로요. 휠이 왼쪽 트랙을 통과하도록 하려면 오른쪽 트랙을 별도의 트랙으로 만들고, 휠이 그 지점에 도달하기 전에 그림과 같이 구부리기만 하면 됩니다. 이것이 트랙 전환의 기본 개념입니다.
이제 이것이 실제로 어떻게 작동하는지 살펴봅시다. 두 쌍의 트랙이 모두 있는 경우 플랜지는 항상 바퀴의 안쪽에 있습니다. 구부러질 수 있는 트랙 부분을 혀 트랙이라고 하는데, 아주 적절한 이름이지요.
그림과 같이 혀 트랙이 구부러지면 열차는 노란색 트랙에서 움직입니다. 플랜지가 있기 때문에 왼쪽 바퀴는 하늘색 트랙에서 굴러갈 수 없다는 점을 기억하세요. 동일한 곡선으로 인해 진한 파란색 혀 트랙에 전혀 닿지 않습니다. 큰 간격을 볼 수 있으므로 오른쪽 바퀴도 문제 없이 그쪽의 노란색 트랙을 따라갈 수 있습니다.
혀 트랙을 반대 방향으로 구부려 보겠습니다. 이번에는 주황색 혀 부분에 틈이 생깁니다. 그러면 기차가 파란색 선로를 따라 쉽게 직진할 수 있습니다. 정말 간단하고 효과적인 메커니즘입니다.
혀 트랙의 움직이는 부분의 길이는 그렇게 길지 않아도 됩니다. 이렇게 혀를 회전시키면 혀의 길이를 줄일 수 있습니다. 이 짧은 길이의 장점은 이 동영상의 마지막 부분에서 설명하겠습니다.
이 메커니즘을 사용하면 전환 동작이 완벽하게 이루어집니다. 하지만 이 선로에서 열차를 운행하면 탈선할 수밖에 없습니다. 문제는 교차로입니다. 혀 트랙이 한 지점에서 교차합니다. 교차 설계가 이렇다면 기차가 주황색 혀에 부딪혀 탈선할 것입니다.
이 문제를 어떻게 극복할 수 있을지 봅시다. 이 문제를 해결하려면 교차로 양쪽 레일 근처에 간격을 두면 됩니다. 이 새로운 교차로 설계에서는 열차가 왼쪽 선로를 통과하든 오른쪽 선로를 통과하든, 바퀴가 선로에 부딪히지 않고 교차로를 통과합니다. 따라서 이 새로운 디자인에서는 열차가 선로를 전환하고 교차로를 아무런 문제 없이 건널 수 있습니다.
여기 작은 디자인 과제가 있습니다. 교차로에서 레일 바퀴의 움직임을 슬로우 모션으로 살펴봅시다. 이 틈새에서 바퀴가 아래로 떨어지는 것을 볼 수 있습니다. 이 문제에 대한 해결책을 제안해 주시겠어요? 그림과 같이 혀 레일의 길이를 늘리면 이 문제를 극복할 수 있습니다. 레일 틈 사이로 이동하는 동안 바퀴를 잘 지지해 줄 것입니다.
지금은 디자인이 거의 완벽해 보이지만, 이 디자인에는 큰 결함이 있습니다. 중요한 결함을 찾기 위해 JLC3DP의 서비스를 사용하여 전체 트랙 전환 메커니즘을 금속 3D 프린팅했습니다. JLC3DP 서비스를 사용하는 것은 정말 즐거웠습니다. 우리가 한 일은 CAD 모델링뿐이었습니다. 웹사이트를 방문하여 금속 3D 프린팅을 선택하고 소재도 지정했습니다.
레일 스위치의 과학적 원리를 재현하려면 금속 3D 프린팅이 최고입니다. JLC3DP의 전문가가 3D 모델을 분석하고, 문제가 있는 경우 알려주었습니다. 우리 모델은 한 번에 허가를 받았습니다. 금속 3D 프린팅에서는 강력한 레이저를 사용하여 금속 분말층을 녹입니다. 한 층이 완성되면 기계는 그 위에 또 다른 얇은 금속 분말층을 추가하고 이 과정을 반복합니다. JLC3DP의 금속 프린팅은 최저 8달러부터 시작하며, 3D 프린팅의 후처리 작업까지 진행합니다.
일주일 후 저희는 이 상자를 받았습니다. 3D 프린팅한 금속 조각은 무거웠습니다. 하지만 정말 즐겁게 조립해서 완벽한 레일트랙 스위치를 완성했습니다.
이제 선로를 따라 바퀴를 굴려 보겠습니다. 아, 저거 봤어요? 기차가 다시 탈선하고 있어요. 가까이서 자세히 살펴봅시다. 이게 무슨 일이죠? 반대 각도에서 보겠습니다.
이 유연한 선로를 이렇게 배치하면 기차 바퀴는 자연스럽게 이렇게 움직입니다. 하지만 교차로에 도달한 후 여러분은 큰 문제를 발견할 수 있을까요? 이 문제를 해결할 수 있는 설계 솔루션이 있을까요?
이 흥미로운 문제를 해결하려면 먼저 레일 바퀴 중 하나에서 플랜지를 제거해야 합니다. 또한 하나의 선로를 두 개로 나누는 단일 선로를 사용하겠습니다. 교차점에 도달한 후 바퀴가 어느 방향으로 움직일까요? 맞습니다. 이 시나리오를 예측하는 것은 불가능합니다.
바퀴에 플랜지를 추가해 봅시다. 이제 바퀴가 어느 방향으로 회전할지 알 수 있을까요? 물론 오른쪽 방향으로요. 휠이 왼쪽 트랙을 통과하도록 하려면 오른쪽 트랙을 별도의 트랙으로 만들고, 휠이 그 지점에 도달하기 전에 그림과 같이 구부리기만 하면 됩니다. 이것이 트랙 전환의 기본 개념입니다.
이제 이것이 실제로 어떻게 작동하는지 살펴봅시다. 두 쌍의 트랙이 모두 있는 경우 플랜지는 항상 바퀴의 안쪽에 있습니다. 구부러질 수 있는 트랙 부분을 혀 트랙이라고 하는데, 아주 적절한 이름이지요.
그림과 같이 혀 트랙이 구부러지면 열차는 노란색 트랙에서 움직입니다. 플랜지가 있기 때문에 왼쪽 바퀴는 하늘색 트랙에서 굴러갈 수 없다는 점을 기억하세요. 동일한 곡선으로 인해 진한 파란색 혀 트랙에 전혀 닿지 않습니다. 큰 간격을 볼 수 있으므로 오른쪽 바퀴도 문제 없이 그쪽의 노란색 트랙을 따라갈 수 있습니다.
혀 트랙을 반대 방향으로 구부려 보겠습니다. 이번에는 주황색 혀 부분에 틈이 생깁니다. 그러면 기차가 파란색 선로를 따라 쉽게 직진할 수 있습니다. 정말 간단하고 효과적인 메커니즘입니다.
혀 트랙의 움직이는 부분의 길이는 그렇게 길지 않아도 됩니다. 이렇게 혀를 회전시키면 혀의 길이를 줄일 수 있습니다. 이 짧은 길이의 장점은 이 동영상의 마지막 부분에서 설명하겠습니다.
이 메커니즘을 사용하면 전환 동작이 완벽하게 이루어집니다. 하지만 이 선로에서 열차를 운행하면 탈선할 수밖에 없습니다. 문제는 교차로입니다. 혀 트랙이 한 지점에서 교차합니다. 교차 설계가 이렇다면 기차가 주황색 혀에 부딪혀 탈선할 것입니다.
이 문제를 어떻게 극복할 수 있을지 봅시다. 이 문제를 해결하려면 교차로 양쪽 레일 근처에 간격을 두면 됩니다. 이 새로운 교차로 설계에서는 열차가 왼쪽 선로를 통과하든 오른쪽 선로를 통과하든, 바퀴가 선로에 부딪히지 않고 교차로를 통과합니다. 따라서 이 새로운 디자인에서는 열차가 선로를 전환하고 교차로를 아무런 문제 없이 건널 수 있습니다.
여기 작은 디자인 과제가 있습니다. 교차로에서 레일 바퀴의 움직임을 슬로우 모션으로 살펴봅시다. 이 틈새에서 바퀴가 아래로 떨어지는 것을 볼 수 있습니다. 이 문제에 대한 해결책을 제안해 주시겠어요? 그림과 같이 혀 레일의 길이를 늘리면 이 문제를 극복할 수 있습니다. 레일 틈 사이로 이동하는 동안 바퀴를 잘 지지해 줄 것입니다.
지금은 디자인이 거의 완벽해 보이지만, 이 디자인에는 큰 결함이 있습니다. 중요한 결함을 찾기 위해 JLC3DP의 서비스를 사용하여 전체 트랙 전환 메커니즘을 금속 3D 프린팅했습니다. JLC3DP 서비스를 사용하는 것은 정말 즐거웠습니다. 우리가 한 일은 CAD 모델링뿐이었습니다. 웹사이트를 방문하여 금속 3D 프린팅을 선택하고 소재도 지정했습니다.
레일 스위치의 과학적 원리를 재현하려면 금속 3D 프린팅이 최고입니다. JLC3DP의 전문가가 3D 모델을 분석하고, 문제가 있는 경우 알려주었습니다. 우리 모델은 한 번에 허가를 받았습니다. 금속 3D 프린팅에서는 강력한 레이저를 사용하여 금속 분말층을 녹입니다. 한 층이 완성되면 기계는 그 위에 또 다른 얇은 금속 분말층을 추가하고 이 과정을 반복합니다. JLC3DP의 금속 프린팅은 최저 8달러부터 시작하며, 3D 프린팅의 후처리 작업까지 진행합니다.
일주일 후 저희는 이 상자를 받았습니다. 3D 프린팅한 금속 조각은 무거웠습니다. 하지만 정말 즐겁게 조립해서 완벽한 레일트랙 스위치를 완성했습니다.
이제 선로를 따라 바퀴를 굴려 보겠습니다. 아, 저거 봤어요? 기차가 다시 탈선하고 있어요. 가까이서 자세히 살펴봅시다. 이게 무슨 일이죠? 반대 각도에서 보겠습니다.
오른쪽 바퀴가 이 선로를 따라 이동해야 합니다. 하지만 유감스럽게도 바퀴가 윙 레일을 따라 이동하며 탈선하고 있습니다. 대부분의 트랙은 회전할 때 더 큰 반경을 사용합니다. 트랙의 반경이 낮거나 편차가 크면, 윙 레일을 따라 이동할 확률이 높아집니다. 이 그림을 보면 알 수 있습니다.
이 두 조각, 즉 체크 레일은 기차 바퀴의 구세주입니다. 체크 레일은 양쪽에 메인 레일과 고정된 간격을 두고 배치됩니다. 바퀴가 윙 레일 위로 이동하려고 해도 체크 레일이 이를 방지합니다. 이렇게 하면 바퀴가 선로로 제대로 전달되고, 바퀴가 의도한 궤도를 쉽게 통과할 수 있습니다. 따라서 고속 주행 중에도 열차는 원활하게 궤도를 변경할 수 있습니다.
이 금속 3D 프린팅 모델에서 혀 트랙은 유연합니다. 이 모델을 사용하여 완벽한 레일 스위치 메커니즘의 디자인을 즐겨 보세요.
이제 더 짧은 혀 트랙의 중요성을 이해해 봅시다. 사실 이것은 디자인 최적화로 간주됩니다. 전환 레일에 최대 응력 지점을 예측할 수 있나요? 레일 스위치의 발끝과 교차로의 노즈에 있습니다. 이러한 구성 요소는 메인 레일에 비해 마모로 인해 자주 교체됩니다. 이것이 바로 혀 레일이 두 부분으로 나뉘어져 있는 이유입니다. 스위치에 수명이 다하면 스위치 레일만 교체하면 됩니다. 이렇게 하면 마모된 후 교체해야 하는 강철의 양을 줄일 수 있습니다.
혀 트랙은 전환봉을 사용하여 함께 작동합니다. 오래 전에는 이 전환봉을 "포인트맨"이라고 불리는 작업자가 수동으로 제어했습니다. 영화에서 이 귀여운 기계를 본 적이 있을 겁니다. 요즘에는 전기 기계 장치인 포인트 머신이라는 스마트 기기가 이 작업을 수행합니다. 꽤 강력한 기계입니다.
이 기계에 연결된 많은 봉을 볼 수 있으며, 많은 전기 접점과 기어가 있습니다. 이 다섯 개의 봉 중 하나의 봉은 투척봉입니다. 이것이 혀 레일의 현재 위치라고 가정해 봅시다. 스테이션 마스터가 반대 방향으로 전환하길 원하면, 그 신호를 전기 모터가 수신하고 회전하기 시작합니다. 모터의 토크가 이 기어에 곱해져 결국 스로우 로드가 움직입니다.
혀가 반대쪽 트랙에 닿으면 표시봉의 도움으로 스테이션 마스터는 혀 트랙이 필요한 위치에 있다는 신호를 받습니다. 이와 함께 전기 접점이 닫히는 것을 보셨나요? 이 경우 마지막 두 개의 봉, 즉 잠금 봉이 자동으로 잠깁니다. 열차가 교차로를 통과할 때 혀 트랙이 움직이지 않도록 하는 것이 목적입니다. 이 두 개의 봉 덕분에 혀가 다른 쪽 끝에 도달하자마자 자동으로 잠기므로 이를 쉽게 보장할 수 있습니다.
이제 철도 스위치에 더 복잡하고 재미있는 요소를 추가할 차례입니다. 세 개의 선로 스위치를 어떻게 설계할 수 있을까요? 기차를 이 세 개의 선로 중 어느 곳으로든 안내할 수 있는 레일 스위치를 설계할 수 있습니다. 물론 여기에는 포인트 머신을 하나 더 도입해야 합니다.
기차가 어떻게 선로를 변경하는지에 대한 개념적 이해가 명확하기 때문에, 이 애니메이션을 통해 기차가 어떻게 세 가지 선로를 달성할 수 있는지 쉽게 배울 수 있습니다.
레일 스위칭의 가장 흥미로운 혁신 중 하나는 이중 슬립 스위치 레일입니다. 여기서 설계 과제는 열차 A가 두 개의 선로를 따라 이동할 수 있어야 하고, 마찬가지로 열차 B도 두 개의 선로를 따라 이동할 수 있어야 한다는 것입니다. 이중 슬립 스위치 설계에는 두 개의 포인트 머신이 필요합니다. 단순화된 포인트 머신 연결을 통해 DSS가 이 네 가지 시나리오를 모두 달성하는 방식이 여기에서 설명되어 있습니다.
스위치 포인트 봉 및 움직이는 부품의 일상적인 윤활은 철도 스위치의 원활한 작동에 매우 중요합니다. 또한 스위치 포인트와 스톰 레일 사이에 단단히 밀착되어 있는지 확인해야 합니다.
지금까지 선로 전환에 대해 알아보면서 몇 쌍의 바퀴에만 집중했습니다. 하지만 많은 기관차들이 연결된 열차가 선로를 전환하는 동안 어떻게 움직이는지 지켜보는 것은 매우 흥미롭습니다. 간단한 레일 스위치부터 시작하여 이 동영상에서 DSS의 작동 원리를 이해했습니다. 그러나 철도 엔지니어의 논리를 활성화하면 전환 네트워크가 이와 같이 복잡해질 수 있습니다.
금속 3D 프린팅 철도 스위치를 사용한 실험이 정말 즐거웠기를 바랍니다.
감사합니다. 안녕히 계세요.
이 두 조각, 즉 체크 레일은 기차 바퀴의 구세주입니다. 체크 레일은 양쪽에 메인 레일과 고정된 간격을 두고 배치됩니다. 바퀴가 윙 레일 위로 이동하려고 해도 체크 레일이 이를 방지합니다. 이렇게 하면 바퀴가 선로로 제대로 전달되고, 바퀴가 의도한 궤도를 쉽게 통과할 수 있습니다. 따라서 고속 주행 중에도 열차는 원활하게 궤도를 변경할 수 있습니다.
이 금속 3D 프린팅 모델에서 혀 트랙은 유연합니다. 이 모델을 사용하여 완벽한 레일 스위치 메커니즘의 디자인을 즐겨 보세요.
이제 더 짧은 혀 트랙의 중요성을 이해해 봅시다. 사실 이것은 디자인 최적화로 간주됩니다. 전환 레일에 최대 응력 지점을 예측할 수 있나요? 레일 스위치의 발끝과 교차로의 노즈에 있습니다. 이러한 구성 요소는 메인 레일에 비해 마모로 인해 자주 교체됩니다. 이것이 바로 혀 레일이 두 부분으로 나뉘어져 있는 이유입니다. 스위치에 수명이 다하면 스위치 레일만 교체하면 됩니다. 이렇게 하면 마모된 후 교체해야 하는 강철의 양을 줄일 수 있습니다.
혀 트랙은 전환봉을 사용하여 함께 작동합니다. 오래 전에는 이 전환봉을 "포인트맨"이라고 불리는 작업자가 수동으로 제어했습니다. 영화에서 이 귀여운 기계를 본 적이 있을 겁니다. 요즘에는 전기 기계 장치인 포인트 머신이라는 스마트 기기가 이 작업을 수행합니다. 꽤 강력한 기계입니다.
이 기계에 연결된 많은 봉을 볼 수 있으며, 많은 전기 접점과 기어가 있습니다. 이 다섯 개의 봉 중 하나의 봉은 투척봉입니다. 이것이 혀 레일의 현재 위치라고 가정해 봅시다. 스테이션 마스터가 반대 방향으로 전환하길 원하면, 그 신호를 전기 모터가 수신하고 회전하기 시작합니다. 모터의 토크가 이 기어에 곱해져 결국 스로우 로드가 움직입니다.
혀가 반대쪽 트랙에 닿으면 표시봉의 도움으로 스테이션 마스터는 혀 트랙이 필요한 위치에 있다는 신호를 받습니다. 이와 함께 전기 접점이 닫히는 것을 보셨나요? 이 경우 마지막 두 개의 봉, 즉 잠금 봉이 자동으로 잠깁니다. 열차가 교차로를 통과할 때 혀 트랙이 움직이지 않도록 하는 것이 목적입니다. 이 두 개의 봉 덕분에 혀가 다른 쪽 끝에 도달하자마자 자동으로 잠기므로 이를 쉽게 보장할 수 있습니다.
이제 철도 스위치에 더 복잡하고 재미있는 요소를 추가할 차례입니다. 세 개의 선로 스위치를 어떻게 설계할 수 있을까요? 기차를 이 세 개의 선로 중 어느 곳으로든 안내할 수 있는 레일 스위치를 설계할 수 있습니다. 물론 여기에는 포인트 머신을 하나 더 도입해야 합니다.
기차가 어떻게 선로를 변경하는지에 대한 개념적 이해가 명확하기 때문에, 이 애니메이션을 통해 기차가 어떻게 세 가지 선로를 달성할 수 있는지 쉽게 배울 수 있습니다.
레일 스위칭의 가장 흥미로운 혁신 중 하나는 이중 슬립 스위치 레일입니다. 여기서 설계 과제는 열차 A가 두 개의 선로를 따라 이동할 수 있어야 하고, 마찬가지로 열차 B도 두 개의 선로를 따라 이동할 수 있어야 한다는 것입니다. 이중 슬립 스위치 설계에는 두 개의 포인트 머신이 필요합니다. 단순화된 포인트 머신 연결을 통해 DSS가 이 네 가지 시나리오를 모두 달성하는 방식이 여기에서 설명되어 있습니다.
스위치 포인트 봉 및 움직이는 부품의 일상적인 윤활은 철도 스위치의 원활한 작동에 매우 중요합니다. 또한 스위치 포인트와 스톰 레일 사이에 단단히 밀착되어 있는지 확인해야 합니다.
지금까지 선로 전환에 대해 알아보면서 몇 쌍의 바퀴에만 집중했습니다. 하지만 많은 기관차들이 연결된 열차가 선로를 전환하는 동안 어떻게 움직이는지 지켜보는 것은 매우 흥미롭습니다. 간단한 레일 스위치부터 시작하여 이 동영상에서 DSS의 작동 원리를 이해했습니다. 그러나 철도 엔지니어의 논리를 활성화하면 전환 네트워크가 이와 같이 복잡해질 수 있습니다.
금속 3D 프린팅 철도 스위치를 사용한 실험이 정말 즐거웠기를 바랍니다.
감사합니다. 안녕히 계세요.