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- 저자 : 조승제 ( Seung-je Cho ) (검색결과 44 건)
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조승제(Seung-Je Cho),한정우(Jeong-Woo Han),박영준(Young-Jun Park),이근호(Geun-Ho Lee) 한국기계가공학회 2014 한국기계가공학회지 Vol.13 No.5
In this paper the structural analysis of a planet carrier was carried out for the design optimization of a slewing reducer used in tower cranes. The stress changes of the planet carrier according to the tolerance of interference fit were investigated, and the strength was evaluated on the basis of the stress level. The analysis results showed that the tolerance of interference fit have an important influence on the stress level of the planet carrier. To guarantee the static safety of carrier, the tolerances of carrier pinhole and planet pin as well as loading level exerted on the planet carrier should be determined considered correctly.
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수확 작업시 부하계측을 위한 75 마력급 계측용 콤바인 개발
조승제 ( Seung-je Cho ),이상대 ( Sang-dae Lee ),김정길 ( Jeong-gil Kim ),박진선 ( Jin-sun Park ),신현재 ( Hyeon-jae Shin ),이동근 ( Dong-keun Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
콤바인은 논밭 위를 주행하면서 벼·보리·밀 등의 곡물을 베고, 탈곡하는 농기계이다. 콤바인은 보통형 콤바인과 자탈형 콤바인으로 구분되며, 세계시장에서 많이 사용되는 것은 보통형 콤바인이다. 보통형 콤바인이 세계시장에서의 경쟁력을 갖추기 위해서는 설계 및 제작 시 다양한 작업조건 및 환경에 따른 부하를 고려해야 한다. 본 연구에서는 농작물 수확시 발생하는 부하를 고려하여 콤바인의 부품 설계 및 제작에 활용하기 위해 설계 입력부하 데이터 계측 및 데이터베이스 구축이 가능한 계측용 콤바인을 개발하였다. 이를 위해 콤바인의 주요 구동부 및 수확부의 부하를 계측하기 위한 75 마력급 보통형 콤바인을 선정하였다. 먼저 콤바인의 2개 주행 트랙, 예취부, 탈곡부, 배출부의 토크 및 속도 측정을 위한 센서를 부착하였다. 콤바인은 구조가 복잡하고 공간이 협소하여 스트레인게이지와 텔레메트리 그리고 슬립링을 사용하여 토크측정을 가능하게 하였다. 콤바인의 유압펌프라인에 유압센서를 창착하여 유압을 측정하고 냉각수, 엔진오일, 탈곡기 케이스, 오일탱크부, 흡기부에 온도센서를 장착하여 실시간으로 온도를 측정하였다. 또한 GPS센서를 장착하여 콤바인의 실시간 작업 위치 및 속도를 측정하였다. DAQ를 통하여 각종 데이터 및 아날로그 신호를 실시간으로 측정하고 계측데이터의 모니터링 및 수집을 하였다. 개발된 계측용 콤바인을 활용하여 추후 콤바인의 신뢰성 평가 기준, 설계입력 데이터, 실차 시험 평가 방법 등을 개발하기 위한 데이터를 수집하고 수확 작업 Profile, 작업에 따른 콤바인 상태 등에 대한 데이터를 수집하여 이를 활용한 시뮬레이션 검증 등에 활용할 예정이다.
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농작업 부하계측을 위한 120kW급 계측용 트랙터 개발
조승제 ( Seung-je Cho ),이상대 ( Sang-dae Lee ),최규정 ( Kyujeong Choi ),김정길 ( Jeong-gil Kim ),이동근 ( Dong-keun Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
트랙터는 농업기계화의 핵심 장비로 농작업 시 필수 동력원으로 활용되고 있다. 또한 세계시장에서의 경쟁력을 갖추고 베일러 등의 대형 작업기 구동을 위해 점점 대형화되는 추세이다. 트랙터에 부착되어 구동되는 부속 작업기는 다양한 환경에 노출되어 사용된다. 따라서 부속 작업기의 설계 및 제작 시 다양한 작업조건 및 환경에 따른 부하를 고려해야 한다. 본 연구에서는 농작업 시 발생하는 부하를 고려하여 농기계 부품 설계 및 제작 시 활용하기 위해 설계 입력부하 데이터 계측 및 데이터베이스 구축이 가능한 계측용 트랙터를 개발하였다. 이를 위해 트랙터 주요 구동부 부하와 부속 작업기의 견인력을 계측하기 위한 선진사의 120kW급 농업용 트랙터를 선정하였다. 트랙터의 변속기 입력부하 계측을 위한 플렉스플레이트, 차축 부하 계측을 위한 휠 토크미터, 농작업기의 작업부하 계측을 위한 PTO 토크미터, 견인력 계측을 위한 육분력계 등 계측을 위한 센서를 용량에 맞추어 선정하였으며, 이를 모니터링하기 위한 DAQ 시스템을 구축하였다. 또한 트랙터의 위치 및 자세 등을 실시간으로 확인하기 위한 GPS 및 IMU 센서를 장착하였다. 개발된 계측용 트랙터를 활용하여 추후 다양한 농작업별, 부속 작업기별, 농업환경별로 변속기 입력 토크, 차축 토크, PTO 토크, 견인력 등을 종합적으로 계측하여 설계 입력부하 데이터를 확보하고 트랙터 기본 및 최적 설계에 활용할 예정이다.
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기어 블랭크의 강성이 기어 미스얼라인먼트에 미치는 영향
조승제 ( Seung-je Cho ),박영준 ( Young-jun Park ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
다양한 동력전달장치 중 기어는 정확한 속도비, 높은 효율 및 동력밀도(power density)를 가지고 있어 가장 많이 사용된다. 기어박스의 중량을 절감하기 위한 방안 중의 하나가 기어 블랭크의 두께를 감소시킨 웹기어를 사용하는 것이다. 그러나 웹기어를 사용하면 기어 블랭크의 강성이 작아져 기어 미스얼라인먼트를 증가시키고 이는 기어의 소음증가 및 수명저하를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 기어박스를 상용 소프트웨어인 RomaxDESIGNER를 이용하여 기어박스를 모델링하였으며 개발된 모델로 기어 미스얼라인먼트를 해석하였다. 기어 블랭크의 강성이 기어 미스얼라인먼트에 미치는 영향을 비교분석하기 위하여 기어 블랭크의 강성이 서로 다른 두 개의 모델을 개발하였다. 첫 번째 모델은 기어 블랭크를 강체로, 두 번째 모델은 유연체로 모델링 하였다. 연구결과 기어 블랭크의 강성이 기어 미스얼라인먼트에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 정밀한 해석을 위해서는 기어 블랭크의 강성을 고려해야함을 알 수 있었다.
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필드 작업 부하계측을 위한 80kW급 계측용 트랙터 개발
조승제 ( Seung-je Cho ),이상대 ( Sang-dae Lee ),최규정 ( Kyujeong Choi ),김정길 ( Jeong-gil Kim ),이동근 ( Dong-keun Lee ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2
트랙터는 농업기계화의 핵심 장비로 농작업 시 필수 동력원으로 활용되고 있다. 또한 세계시장에서의 경쟁력을 갖추기 위해 점점 대형화되는 추세이다. 트랙터에 부착되어 구동되는 부속 작업기는 다양한 환경에 노출되어 사용된다. 따라서 부속 작업기의 설계 및 제작 시 다양한 작업조건 및 환경에 따른 부하를 고려해야 한다. 본 연구에서는 필드 작업 시 발생하는 부하를 고려하기 위해 농기계, 부품 설계 및 제작 시 활용할 수 있는 설계 입력부하 데이터 계측 및 데이터베이스 구축을 위한 계측용 트랙터를 개발하였다. 이를 위해 트랙터 주요부의 부하 및 부속 작업기의 견인력을 계측하기 위한 80kW급 농업용 트랙터를 선정하였다. 트랙터의 변속기 입력부하 계측을 위한 플렉스플레이트, 차축 부하 계측을 위한 휠 토크미터, 작업부하 계측을 위한 PTO 토크미터, 견인력 계측을 위한 육분력계 등 계측을 위한 센서를 용량에 맞추어 선정하였으며, 이를 모니터링하기 위한 시스템을 구축하였다. 개발된 계측용 트랙터를 활용하여 추후 다양한 농작업별, 부속 작업기별, 농업환경별로 변속기 입력 토크, 차축 토크, PTO 토크, 견인력 등을 종합적으로 계측하여 설계 입력부하 데이터를 확보하고 트랙터 기본 및 최적 설계에 활용할 예정이다.
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마늘ㆍ양파 수확기계용 변속기의 강도 향상을 위한 치형수정 최적화
조승제 ( Seung-je Cho ),박영준 ( Young-jun Park ),이근호 ( Geun-ho Lee ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
동력전달장치의 하나인 변속기는 엔진에서 발생하는 동력을 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 전달하는 장치이다. 본 연구에서는 마늘 및 양파 전용 수확기의 핵심 부품인 변속기의 강도를 향상시키고 수명을 증가시키기 위해서 기어의 치폭방향 치형수정(gear lead modification)을 수행하였다. 치형수정 전후의 기어 강도와 수명을 ISO규격(ISO 6336-1~6)을 이용하여 비교분석 하였다. 본 연구 대상인 변속기의 치형 수정에 대한 기어에 대한 굽힘 강도 및 면압 강도 평가를 위하여 상용 소프트웨어를 이용한 모델링 및 해석을 수행하였다. 기어의 굽힘 강도평가는 설계수명동안이뿌리 필렛에서 파손이 발생하지 않을 하중 용량을 평가하기 위한 것으로서 피니언(작은 기어)과 기어(큰 기어)에 대해 각각의 굽힘 응력을 계산하여 평가한다. 또한 기어의 면압 강도평가는 파괴적 피팅이 발생하지 않을 한계에 대한 평가로서 헤르츠의 접촉 응력 이론을 기초로 한다. 굽힘 강도 계산과 같이 피니언과 기어에 대해 각각의 접촉 응력을 계산하여 평가한다. 상용 소프트웨어모델에서는 전후진 변속, 부변속의 단수, 부하 스펙트럼에 따라 자동으로 동력 흐름이 결정되며, 각 하중 케이스마다 기어의 강도 평가를 수행하였다. 기어 강도평가 수행결과 강도가 가장 낮은 기어 쌍을 선정하여 치형 수정을 적용하였다. 이때치면 하중 계수(K<sub>H </sub><sub>β<sub>)를 확인하여 치형 수정 최적값을 도출하였다. 치면 하중 계수란 제작상의 부정확성 및 탄성 변형 등에 의한 이물림의 오정렬 때문에 생기는 치면에 따른 불균일한 하중 분포를 고려하는 계수이다.
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하우징 기하공차를 고려한 감속 기어박스의 베어링 반력 해석
정우진 ( Woo-jin Chung ),조승제 ( Seung-je Cho ),박영준 ( Young-jun Park ),김기수 ( Ki-soo Kim ),이강희 ( Kang-hee Lee ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
베어링은 기계시스템에서 회전하고 있는 축의 위치를 고정시키고, 축 자체의 자중과 축에 작용하는 하중을 지지하면서 축을 회전시킨다. 즉, 베어링은 기계요소의 마찰을 감소시키고 하중을 지지하기 때문에 기계시스템에서 필수적인 부품이다. 베어링 설계 시에는 축의 회전 속도, 베어링 반력, 접촉각, 내부 틈새 등이 고려된다. 본 연구의 목적은 감속 기어박스의 하우징 기하공차를 고려하여 베어링 반력을 해석하는 것이다. 분석대상인 기어박스는 3개의 평행축 기어 세트로 이루어져 있으며, 기어박스 내의 보조 장치들을 구동하기 위한 감속 기어박스로 사용된다. 실제 제작과 동일한 조건으로 베어링 외륜과 하우징의 억지끼움 정도를 반영하였고 하우징 기하공차를 고려하기 위해 하우징에 대한 베어링 자리 가공에 따른 동심도 오차를 반영하였다. 기어박스는 상용소프트웨어인 RomaxDESIGNER를 이용하여 모델링하였다. 베어링 반력이 최대로 나오는 조건을 확인하기 위해 실험 계획법을 사용하여 13개의 해석 모델을 만들었다. 실험 인자는 베어링의 동심도 오차이고 반응변수는 베어링 반력이다. 13개 모델의 비교분석 결과, 하우징 기하공차를 고려하면 베어링 반력이 증가되는 것을 확인하였다. 특히, 중간축과 출력축에 장착된 베어링들의 반력 증가율에 비해 입력축과 발전기축에 장착된 베어링들의 반력 증가율이 월등히 컸다. 따라서 본 연구 결과를 통해 베어링 설계 시에는 하우징 기하공차를 고려한 베어링 반력을 반영해야 한다는 것을 확인하였다.
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국부 강성 평가를 이용한 전동식 지게차 기어박스 하우징의 진동 저감
손관희 ( Gwan-hee Son ),조승제 ( Seung-je Cho ),안다빈 ( Da-vin Ahn ),이기훈 ( Ki-hun Lee ),박영준 ( Young-jun Park ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1
배기가스 저감을 위한 노력의 일환으로 농업기계 분야에서도 전동식 차량의 사용이 증가하고 있다. 농업 생산물의 운반을 위해 사용되는 지게차 또한 환경오염 해결과 농업 생산물의 보호를 목적으로 엔진식에서 전동식으로 대체되고 있다. 엔진이 주된 소음원이었던 엔진 구동 차량과 달리 전동식 차량은 전동기 구동으로 인한 전동기 및 기어박스의 소음이 주된 소음원으로 작용한다. 따라서 기어박스 하우징에 대한 강성 설계를 적용하여 하우징으로 전달되는 진동을 감소시키면 전동식 지게차에서 발생하는 소음을 효과적으로 저감할 수 있다. 하우징 강성 설계의 경우 작동 상태에서 변형이 심한 부분에 리브(rib) 설계를 하거나 두께를 증가시켜 강성을 개선한다. 이러한 강성 설계는 설계자의 경험에 의존적이어서 형상 수정의 방향과 정도를 정량화하는 작업이 필요하다. 본 연구에서는 구동점 주파수 응답 함수를 이용하여 위치에 따른 하우징 표면의 국부 강성을 평가하였으며 이를 통해 강성 취약부를 선정하였다. 하우징의 강성 설계 수행 전모달 테스트를 통해 관심 주파수 영역(0~3200Hz)에서의 주파수 응답 함수를 분석하고 고유 진동수와 모드 형상, 감쇠와 같은 시스템의 동특성을 파악하였다. 강성 취약부와 시스템의 동특성을 분석하여 형상 수정을 진행하고 형상 수정 전/후 국부 강성의 변화를 정량적으로 나타내었으며 형상 수정 이후 진동 수준이 개선되었음을 확인하였다.
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주파수 응답 해석을 이용한 전동식 지게차 기어박스 하우징의 진동저감 방안 연구
손관희 ( Gwan-hee Son ),조승제 ( Seung-je Cho ),이기훈 ( Ki-hun Lee ),박영준 ( Young-jun Park ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
엔진식 차량은 엔진이 주된 소음원인 것과 비교하여 전동식 차량은 모터의 구동 소음이 주된 소음원으로 작용한다. 구동축 하우징의 경우 차량의 중량을 지지해야하는 구조물이면서 동시에 모터를 감싸는 하우징의 역할도 해야 한다. 그로 인하여 충분한 하중을 지지할 수 있어야 하고 구동축으로부터 발생하는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있도록 강성 설계되어야 한다. 설계 변경 이전에 하우징의 형상에 따른 시스템의 강성 특성을 확보하기 위해서는 해석을 통한 시스템의 진동 및 소음을 예측하는 과정이 필요하다. 검증된 해석 모델은 관심 주파수 영역에서 시스템의 동특성을 정확하게 반영한다. 실험적으로 모드 해석을 진행하여 관심 주파수 영역(0~3200Hz)에서의 주파수 응답 함수를 얻고 고유주파수, 모드 형상, 모달 댐핑과 같은 모달 파라미터를 추출하였다. 이를 바탕으로 시험 결과와 해석 결과의 상관관계 분석을 통해 해석 모델을 검증하였다. 신뢰성이 확보된 모델에서 조화 해석을 진행하여 가속도에 대한 주파수 응답 함수를 분석하였다. 이를 바탕으로 강성 취약부의 보강설계를 진행하였고 설계 변경 후 진동 수준의 감소를 확인할 수 있었다.
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