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- 저자 : 유주열 ( J. Y. Yu ) (검색결과 3 건)
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이종원 ( J. W. Lee ),고석남 ( S. N. Ko ),유주열 ( J. Y. Yu ),김태욱 ( T. W. Kim ),이현우 ( H. W. Lee ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-
본 연구에서 온실 측고 전도방지장치는 와이어 방식을 응용하여 적용하였다. 와이어 방식과 같이 간단하게 온실에 설치할 수 있고 지반과 고정을 시킴으로서 충분한 장력을 발휘하여 외부 하중 또는 온실 자중의 편심이 발생해도 이를 방지해줄 수 있는 방식을 변형하여 채택하였다. 가볍고 탄성 장력이 매우 크며 내화학성이 뛰어나 높은 내구성을 가지고 있는 폴리에스트 재질의 벨트를 사용하였고, 잠김과 풀림이 이루어져 인상장치의 구동과 연동하여 인상과 고정이 동시에 이루어질 수 있는 전도방지장치를 적용하였다. 폴리에스트 재질의 벨트는 탄성 장력이 매우 높아 10ton이상의 장력을 발휘한다. 온실 측고 전도방지장치의 현장 적용성을 검토하기 위해 인상장치의 현장 테스트에 병행하여 적용성을 실시하였다. 온실 측고 전도방지 장치는 온실의 주요 구조체(트러스)과 지반을 연결하고 고정시켜 안정적으로 고정시켜주어야 한다. 그러므로 현장 테스트에서는 전도방지 장치를 실험용 모형 온실의 가로 구조대와 지반에 연결하여 고정시키고 각각의 기둥에 하중을 재하하고 인상장치와 함께 전도방지 장치를 작동하였다. 현장 테스트 결과, 인상장치의 상승 및 정지시 연동되어 전도방지장치의 잠김 및 풀림을 적용하였고 안정적으로 실험용 모형 온실을 지지해 주었다. 인상장치의 스토크 파손에 의해 재하하중 500kg까지의 탄성장력의 안전성을 확인하였고, 좀더 큰 하중에 대한 검토가 필요하다. 또한 인상장치가 인상될 때 전도방지 장치의 잠김 및 풀림작업에 많은 시간이 소요되지 않고 빠르고 간단하게 이루어질 수 있도록 요구된다. 온실 측고 인상시에 가장 중요한 것은 온실의 구조안전성을 최대한 확보하는 것이므로 국내 대표적인 연동 플라스틱온실을 대상으로 측고 상승에 따른 온실의 구조안전성 변화와 대응 방안을 고찰하였다. 국내 대표적인 연동온실인 1-2W형 플라스틱온실(측고 2.7m, 07-자동화-1형)과 벤로형 플라스틱온실(측고 4.5m, 08-자동화-1형)의 측고를 상승하였을 때 온실의 구조안전성은 풍하중의 경우에는 상승전보다 상승후가 단위 인상높이(m)당 20%정도 불리하며 적설하중의 경우에는 07-자동화-1형은 단위 인상높이(m)당 5%정도 불리하나, 08-자동화-1형은 단위 인상높이(m)당 20%정도 유리한 것으로 분석되었다. 따라서 온실의 측고 인상시 적설하중보다는 풍하중에 대한 구조안전성이 취약함을 알 수 있으며, 가장 취약한 부재는 기둥과 방풍벽이다. 온실의 측고를 상승하게 되면 한계안전 적설심은 거의 변화가 없는 반면 한계안전풍속은 측고인상 높이에 따라 급격히 감소하게 되므로 강풍에 대한 온실의 구조안전성을 최대한 확보하기 위해서는 가장 취약한 기둥과 방풍벽 부재를 단면적이 더 큰 부재로 교체하여야 한다. 유리온실의 경우에는 기둥부재를 교체하기가 수월하나 연동플라스틱온실의 경우에는 기둥 부재를 쉽게 교체하기 어려운 구조이므로 측고가 인상된 온실의 바람에 대한 구조안전성을 최대한 확보하기 위해서는 방풍벽과 외측기둥을 연결하는 버팀대를 추가 설치하거나 2중 방풍벽을 추가적으로 설치하여 줌으로 풍하중에 의해 발생되는 부재 최대휨모멘트를 감소시킬 수 있다. 버팀대에 의한 구조보강 효과는 방풍벽과 서까래 부재의 최대휨모멘트는 약 20% 정도 감소시킬 수 있으나 기둥 부재의 최대휨모멘트는 거의 변화가 없었으며, 기존의 방풍벽에 추가적으로 2중방풍벽을 설치할 경우 최대휨모멘트가 약 25% 정도 감소하는 것으로 나타나 측고인상에 따른 구조보강 효과가 있음을 알 수 있다.
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김태욱 ( T. W. Kim ),유주열 ( J. Y. Yu ),신동창 ( D. C. Shin ),이종원 ( J. W. Lee ),이현우 ( H. W. Lee ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-
온실기둥 상승장치는 인상하고자 하는 기둥에 보강대를 설치하고 보강대 하부에 공압구동기를 설치하여 구동하며, 구동시 보강대가 50mm 인상되면 공압구동기가 멈추고 하부의 고정멈춤장치가 보강대를 지지하게 메카니즘을 설계하였다. 고정멈춤장치에 보강대가 지지대면 구동장치는 원위치로 하강한다. 하강시 다음 행정에서 보강대를 밀어 올릴 수 있도록 실린더 로드 보강대를 하강시킨다. 보강대는 기둥이 인상되면 측면으로 전복되는 수평력을 지지하기 위해 보강 띠를 설치하고 보강띠는 지상부에 설치된 텐션너에 의해 지지되도록 설계하였다. 텐션너는 기둥이 인상되면 수동으로 작동하여 보강대 인상시 지속적으로 보강대에 수평력이 유지되도록 하였다. 본 연구에서 개발한 온실 기둥 인상장치의 구동방식은 공압식으로 설계하였다. 유압식은 작동유압이 3,000psi이며 100psi 정도에 작용하는 공압식에 비해 단위면적당 30배정도의 힘을 받을 수 있는 장점이 있어, 하우스 인상시 인상보조지주에 그림 1와 같이 유압장치을 내장 설계하여 기구의 단순성의 단점이 있다. 그러나 유압장치의 유압유니트는 공압유니트에 비해 설치비가 고가이고, 유지관리시 작동유체을 완전히 밀폐하여야 하고 시스템작동시 시스템의 기밀을 유지하여야 하는 문제가 있다. 농업시설물을 인상하는 장치는 이동이 빈번하고 설치장소가 변경되는 점을 고려하면 유지관리의 문제가 발생할 수 있고 작동유의 유출은 농작물에 치명적인 해를 끼칠수 있는 단점이 있다. 따라서 본 연구는 작동장치를(공압실린더)인상보조지주에 내장하지 않고 지주외부에 노출시켜 설계하여 유압장치보다는 부피가 많이 차지하는 단점이 있으나 시스템의 구성단가가 저렴하고 시스템의 유지보수 측면에서 유리한 공압시스템으로 설계하였다.
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고석남 ( S. N. Ko ),유주열 ( J. Y. Yu ),김태욱 ( T. W. Kim ),이종원 ( J. W. Lee ),이현우 ( H. W. Lee ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-
국내의 측고인상기술은 온실 기둥 승강 장치와 지반이 고정되지 않는 비 고정방식이며 별도의 전도방지장치를 포함하고 있지 않는 기술이다. 그리고 기둥과 기둥 승강 장치를 고정하기 위해서는 기존 구동에 천공 후 승강 장치에 연결핀을 설치하여 고정하는 방식이다. 인상장치 구동방식은 웜기어를 이용한 전동방식으로 전기모터 및 기어장치에 의해 기계적 동력 전달이 원활하고 시스템의 구성이 간단하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 타 구동방식(유압식, 공압식)에 비해 일률적인 인상이 구현되기 어려운 구조를 가지고 있다. 이로 인하여 인상 시 전체적인 인상이 이루어지 않아 유연성 부족으로 인한 온실 구조체의 비틀림이 발생으로 인한 온실의 변형 또는 파손 발생 등의 가능성이 있고, 인상지점마다 모터를 설치해야 하므로 많은 소요대수가 요구된다. 또한 과부하가 발생될 수 있는 취약한 구조를 가지고 있다. 본 연구에서는 온실측고 인상장치 모델실험을 위해 4m(폭)×12m(길이)×2.5m(높이)의 실험용 온실 모형을 제작하여 설치하였다. 실험용 온실 모형은 인상장치 및 공압유니트의 작동 여부와 인상장치의 문제점 및 결함을 도출하기 위한 목적임으로 실제 온실의 구조를 구현하기 위한 것은 아니며 각각의 실험용 온실 기둥에 온실의 자체 하중(300kg, 500kg, 800kg, 1000kg)을 구현하기 위한 틀(1.3m×1.3m)를 설치하여 실험을 실시하였다. 실험 결과 스토크의 용접부분에 파손이 발생되어 원인이 용접 불량에 의한 파손으로 판단되어 추가 용접을 하여 다시 실시하였지만 동일 문제가 발생되어 스토크의 구조적 문제로 파악되어 스토크의 구조 분석을 실시하였다. 분석 결과, 스토크와 연결축의 중심선이 일직선으로 연결되어 있지 않고 편심이 작용되는 구조로 이루어져 있기 때문에, 하중이 집중되는 현상이 발생되어 파손일 발생된 것으로 분석되었다. 이를 보완하기 위해 스토크 연결축을 편심이 작용되지 않도록 스토크 중심축의 구조를 개선하였다.
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