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관성 시험을 통한 굴삭기 상부회전체의 질량관성모멘트 분석
문상곤 ( Sanggon Moon ),박영준 ( Young-jun Park ),이근호 ( Geunho Lee ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
다양한 작업을 수행하는 굴삭기 선회감속기의 신뢰성을 확보하기 위해 효율, 내환경 및 수명 시험 등의 다양한 시험이 요구된다. 그 중에서도 수명 시험은 실제 필드 조건과 목표 수명을 반영하여 시험을 진행하여야 하지만 굴삭기 상부회전체의 질량관성모멘트를 도출하는데 어려움이 있어 동력원인 유압모터 제원을 이용한 선회감속기 내구시험을 진행하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 굴삭기 관성 시험을 통하여 굴삭기 선회 시 상부회전체의 질량관성모멘트를 확인하고 상부회전체의 질량관성모멘트를 반영한 시험 방법을 제안하고자 하였다. 굴삭기 상부회전체 선회 시험을 위하여 H사의 5.5톤 굴삭기를 개조하여 시험 장비를 구성하고 스윙 모터와 선회감속기 사이에 센서 설치가 가능하도록 지그 및 축을 설계하고 베어링을 선정하였다. 인버터 PLC제어를 통하여 스윙 모터의 가속 시간을 제어하고 가속 시간에 따른 선회감속기의 입력 속도 및 입력 토크를 측정하여 상부회전체의 질량관성모멘트의 값을 도출하였다.
굴삭기 선회시스템의 등가 실험실 시험을 위한 관성모멘트 결정
문상곤 ( Sanggon Moon ),박영준 ( Young-jun Park ),이근호 ( Geunho Lee ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
선회시스템의 수명을 정확히 예측하기 위해서는 굴삭기의 상부회전체 및 선회시스템의 모든 구성요소들의 질량관성모멘트를 고려하여 선회감속기의 수명 평가를 수행해야 한다. 선회감속기의 수명 평가방법은 주로 실험실 시험으로 수행이 되며, 시험 장비는 장비 구축 편의성과 비용 등의 이유로 증속기와 굴삭기 상부회전체의 등가 관성체 등으로 구성된다. 굴삭기 선회시스템의 정확한 등가 실험실 시험을 위해서는 시험에 사용되는 등가 관성체의 관성모멘트를 정확히 결정하는 것이 매우 중요하다. 본 연구는 굴삭기 선회시스템의 등가 실험실 시험을 위해 굴삭기 상부회전체의 관성모멘트를 결정하기 위하여 수행되었다. 굴삭기 선회 시험을 통하여 선회감속기 입력 속도 및 토크를 측정하였고, 반복계산법을 이용하여 굴삭기 상부 회전체의 등가관성모멘트를 계산하였다. 굴삭기 상부회전체의 시뮬레이션 모델을 개발하여 선회 시험 결과와 시뮬레이션 모델 비교 분석을 통해 굴삭기 시뮬레이션 모델을 검증하고, 검증된 모델을 이용하여 상부회전체의 관성모멘트가 반영된 등가 실험실 시험 시뮬레이션 모델을 개발하였다.
1D/3D 시뮬레이션을 활용한 농용 트랙터 싱크로나이저의 열-온도 해석
김재승 ( Jaeseung Kim ),문상곤 ( Sanggon Moon ),최재훈 ( Jaehoon Choi ),이동건 ( Donggun Lee ),김수철 ( Suchul Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
싱크로나이저는 농용 트랙터 변속기에 사용되는 핵심 부품으로써, 주행 속도를 유지하며 짧은 시간 내에 부드러운 기어 변속을 가능하게 한다. 싱크로나이저가 속도를 동기화 하기 위해서는 마찰 콘이 접촉하여 회전 마찰을 일으켜야 하며, 이 때 접촉면에서 마찰열이 발생한다. 마찰 콘 사이의 열화를 방지하고 적절한 용량의 윤활시스템을 설계하기 위해서는 싱크로나이저의 속도 동기화 시 마찰열에 의한 온도 상승을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 1D 시스템 시뮬레이션을 활용하여 농용 트랙터의 변속 시스템을 모델링하고 변속 과정 중 발생하는 열량을 계산하였다. 계산된 시간-열량 결과값은 3D 변속기 열해석 모델의 경계조건으로 입력되었으며 이를 이용하여 싱크로나이저의 시간에 따른 온도 변화를 계산하였다. 3D 열해석 모델의 온도 계산 결과는 집중계 모델(lumped system model) 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.
이동건 ( Donggun Lee ),문상곤 ( Sanggon Moon ),박영준 ( Young-jun Park ),심성보 ( Sung-bo Shim ),김수철 ( Su-chul Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
농업이 디지털화와 자동화의 영역으로 확장되면서, 농경지 관측, 맵핑, 농약 및 종자 살포 등 다양한 작업에 무인항공기의 사용이 증가하고 있다. 농업용 무인항공기 중 비교적 큰 가반하중을 필요로 하는 방제용 항공기는 액추에이팅 기어박스를 필요로 하며, 비행 안전성 측면에서 기어박스의 높은 내구성을 요구한다. 본 연구에서는 다물체 동역학 시뮬레이션을 활용하여 왕복 운동을 하는 액추에이터 기어박스의 내구성 시험을 위한 가속시험법 개발의 기초연구를 수행하였다. 왕복운동을 하는 기어박스의 경우 부하와 속도가 지속적으로 변화하는 조건에서 작동된다. 이와 같은 기어박스를 대상으로 내구시험을 수행할 때는 사용조건과 유사한 조건에서 대상 기어박스가 요구하는 작동 횟수만큼 실제로 작동시켜 내구성을 검증해야 한다. 따라서 대상 기어박스 기어의 운영각도를 줄여 한 사이클에 소요되는 시간을 단축시키는 방식으로 가속시험을 수행하였고, 그 결과를 분석하였다.