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- 저자 : 최규정 ( Kyujeong Choi ) (검색결과 19 건)
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전기굴착기의 농작업기 장착을 위한 3점히치 및 회전작업을 위한 유압식 PTO 개발
최규정 ( Kyujeong Choi ),박진선 ( Jin-sun Park ),조승제 ( Seung-je Cho ),이상대 ( Sang-dae Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
최근 농업 환경이 변화하면서 친환경 하우스 농업, 스마트 유리온실의 비중이 증대되고 있으나, 시설 내부에서 내연기관을 이용하는 트랙터나 관리기를 사용할 때 발생하는 매연에 의해 농민들의 건강이 위협받고 있다. 건설기계 업계에서는 소형 전기굴착기를 개발하고 상용화에 성공하였으므로 소형 전기굴착기를 활용하여 농작업을 수행할 수 있다면 시설 내부에서의 매연 발생 문제의 해결 방안으로 기대할 수 있다. 농작업은 쟁기 작업과 같이 견인력만 사용하는 작업과 로타베이터, 배토기 작업과 같이 PTO(Power Take Off) 동력과 견인력을 같이 사용하는 작업으로 나눌 수 있다. 두 작업 모두 트랙터 후방에 장착된 3점히치를 사용하여 작업기를 부착하고 높낮이를 조절하여 적절한 깊이의 작업이 가능하도록 한다. 본 연구에서는 기존의 전기굴착기에 농작업기를 부착할 수 있도록 퀵커플러를 사용한 3점히치 구조물을 개발하였으며, 엔진 동력을 추출하여 작업기를 회전시키는 PTO를 대체하기 위하여 유압모터를 활용해 유압식 PTO(H-PTO)를 개발하였다. 또한 전기굴착기에 부착하여 작업 가능한 전용 부착작업기 2종(로타베이터, 배토기)을 개발하였다. 최종적으로 벤치테스트를 통해 H-PTO의 최대 출력 토크 217.0 N·m, 최대 회전속도 426.9 rpm 임을 확인하였으며 실차테스트를 통해 로타베이터 최대 회전속도 161.6 rpm, 배토기 최대 회전속도 146.1 rpm 임을 확인하고 농작업을 원활히 수행 가능함을 확인하였다.
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무한궤도 타입 농기계 주행플랫폼의 유압시스템 시뮬레이션 모델 개발
최규정 ( Kyujeong Choi ),박진선 ( Jin-sun Park ),김정길 ( Jeonggil Kim ),지금배 ( Geum-bae Ji ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
무한궤도를 사용한 주행플랫폼은 타이어를 사용하는 것보다 바닥과의 접촉면적이 넓기때문에 차량의 하중을 분산시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 좌측 궤도와 우측 궤도를 반대로 회전시키면 매우 좁은 회전반경으로 회전할 수 있어서 좁은 농지에서도 활용하기 용이하다. 무한궤도 타입 농기계 주행플랫폼의 주요 구성요소는 엔진, 메인 펌프, 파일롯 펌프, 주행모터, 감속기어, 릴리프 밸브, 메인 컨트롤 밸브, 리모트 컨트롤 밸브로 이루어져 있다. 129kW 출력의 엔진에 이중 축방향 피스톤 펌프가 직결되어 있으며 메인펌프 1개와 주행모터 1개가 대응하여 정유압식 변속기를 구성한다. 2쌍의 정유압식 변속기는 메인 컨트롤 밸브를 통해 전진, 중립, 후진을 수행하며, 파일롯 펌프에서 생성된 압력을 리모트 컨트롤 밸브로 제어하여 메인 컨트롤 밸브 열림양을 조절하도록 구성되어 있다. 주행모터의 사판각을 제어하여 저속/고속 변속이 가능하며 감속기어가 일체형으로 구성되어 있어 큰 주행토크를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 무한궤도 타입 농기계 주행플랫폼의 구성 요소들을 1D 시스템 시뮬레이션 프로그램으로 모델링 하고, 각 구성 요소들을 연결하여 주행플랫폼 유압시스템 시뮬레이션 모델을 구성하였다. 개발된 시뮬레이션 모델의 시스템 환경 변수(엔진 회전속도, 시스템 압력, 변속 단수, 차량 하중, 경사각 등)를 변경하며 유압시스템 성능을 예측하고 실제 시스템 개발에 활용하였다.
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무한궤도 타입 농기계 주행플랫폼의 유압시스템 시뮬레이션 모델 개발
최규정 ( Kyujeong Choi ),박진선 ( Jin-sun Park ),김정길 ( Jeonggil Kim ),지금배 ( Geum-bae Ji ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
무한궤도를 사용한 주행플랫폼은 타이어를 사용하는 것보다 바닥과의 접촉면적이 넓기때문에 차량의 하중을 분산시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 좌측 궤도와 우측 궤도를 반대로 회전시키면 매우 좁은 회전반경으로 회전할 수 있어서 좁은 농지에서도 활용하기 용이하다. 무한궤도 타입 농기계 주행플랫폼의 주요 구성요소는 엔진, 메인 펌프, 파일롯 펌프, 주행모터, 감속기어, 릴리프 밸브, 메인 컨트롤 밸브, 리모트 컨트롤 밸브로 이루어져 있다. 129kW 출력의 엔진에 이중 축방향 피스톤 펌프가 직결되어 있으며 메인펌프 1개와 주행모터 1개가 대응하여 정유압식 변속기를 구성한다. 2쌍의 정유압식 변속기는 메인 컨트롤 밸브를 통해 전진, 중립, 후진을 수행하며, 파일롯 펌프에서 생성된 압력을 리모트 컨트롤 밸브로 제어하여 메인 컨트롤 밸브 열림양을 조절하도록 구성되어 있다. 주행모터의 사판각을 제어하여 저속/고속 변속이 가능하며 감속기어가 일체형으로 구성되어 있어 큰 주행토크를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 무한궤도 타입 농기계 주행플랫폼의 구성 요소들을 1D 시스템 시뮬레이션 프로그램으로 모델링 하고, 각 구성 요소들을 연결하여 주행플랫폼 유압시스템 시뮬레이션 모델을 구성하였다. 개발된 시뮬레이션 모델의 시스템 환경 변수(엔진 회전속도, 시스템 압력, 변속 단수, 차량 하중, 경사각 등)를 변경하며 유압시스템 성능을 예측하고 실제 시스템 개발에 활용하였다.
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전기굴착기의 농작업기 장착을 위한 3점히치 및 회전작업을 위한 유압식 PTO 개발
최규정 ( Kyujeong Choi ),박진선 ( Jin-sun Park ),조승제 ( Seung-je Cho ),이상대 ( Sang-dae Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
최근 농업 환경이 변화하면서 친환경 하우스 농업, 스마트 유리온실의 비중이 증대되고 있으나, 시설 내부에서 내연기관을 이용하는 트랙터나 관리기를 사용할 때 발생하는 매연에 의해 농민들의 건강이 위협받고 있다. 건설기계 업계에서는 소형 전기굴착기를 개발하고 상용화에 성공하였으므로 소형 전기굴착기를 활용하여 농작업을 수행할 수 있다면 시설 내부에서의 매연 발생 문제의 해결 방안으로 기대할 수 있다. 농작업은 쟁기 작업과 같이 견인력만 사용하는 작업과 로타베이터, 배토기 작업과 같이 PTO(Power Take Off) 동력과 견인력을 같이 사용하는 작업으로 나눌 수 있다. 두 작업 모두 트랙터 후방에 장착된 3점히치를 사용하여 작업기를 부착하고 높낮이를 조절하여 적절한 깊이의 작업이 가능하도록 한다. 본 연구에서는 기존의 전기굴착기에 농작업기를 부착할 수 있도록 퀵커플러를 사용한 3점히치 구조물을 개발하였으며, 엔진 동력을 추출하여 작업기를 회전시키는 PTO를 대체하기 위하여 유압모터를 활용해 유압식 PTO(H-PTO)를 개발하였다. 또한 전기굴착기에 부착하여 작업 가능한 전용 부착작업기 2종(로타베이터, 배토기)을 개발하였다. 최종적으로 벤치테스트를 통해 H-PTO의 최대 출력 토크 217.0 N·m, 최대 회전속도 426.9 rpm 임을 확인하였으며 실차테스트를 통해 로타베이터 최대 회전속도 161.6 rpm, 배토기 최대 회전속도 146.1 rpm 임을 확인하고 농작업을 원활히 수행 가능함을 확인하였다.
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최규정 ( Kyujeong Choi ),안다빈 ( Da-vin Ahn ),김경대 ( Kyeong-dae Kim ),이진웅 ( Jinwoong Lee ),박진감 ( Jinkam Park ),천수환 ( Suhwan Cheon ),박영준 ( Young-jun Park ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2
전자비례감압밸브(Electronic Proportional Pressure Reducing Valve, EPPR Valve)는 입력전류에 비례하여 토출압력을 제어하는 밸브이며 정밀한 압력제어가 가능하기 때문에 트랙터 변속기 제어를 위하여 주로 이용되고 있다. 특히 듀얼 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission, DCT)를 적용한 트랙터는 전·후진 클러치, 홀·짝수 클러치, 주·부변속 싱크로나이저의 압력을 모두 정밀하게 제어해야 하므로 기존 변속 방식의 트랙터보다 전자비례감압밸브의 중요성이 증가하였다. 본 연구에서는 트랙터의 듀얼 클러치 변속기에 사용되는 전자비례감압밸브 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 전자비례감압밸브의 형상 기반 모델링을 위해 밸브 역설계를 진행하여 스풀, 슬리브, 스프링 등의 치수를 획득하였다. 솔레노이드의 특성을 획득하기 위하여 전류, 변위 조건에 따른 힘 측정 시험을 수행하였다. 전자비례감압밸브 단품 특성 획득을 위하여 유압파워팩을 사용하여 밸브의 정특성 및 동특성 시험을 수행하였다. 최종적으로 밸브 형상, 솔레노이드 특성 선도를 사용하여 전자비례감압밸브 시뮬레이션 모델을 개발하고 밸브단품 특성을 기준으로 모델 검증을 완료하였다.
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최규정 ( Kyujeong Choi ),박진선 ( Jinsun Park ),조승제 ( Seungje Cho ),김정길 ( Jeonggil Kim ),김원균 ( Wongun Kim ),김영주 ( Youngjoo Kim ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1
유압시스템은 작동유를 압축하여 높은 압력을 만들어 큰 힘을 발생시킬 수 있으므로 농기계, 건설기계 등에서 널리 사용되고 있다. 작업 중에 유압시스템의 고장이 발생할 경우 작업이 중단되거나 더 큰 파손으로 이어져 경제적 손실이 발생할 수 있으므로 고장 발생을 초기에 진단하거나 발생 전에 예지하기 위한 기술의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 건설기계인 드리프터의 고장 관련 데이터로부터 FMEA(Failure Modes and Effects Analysis)를 수행하여 주요고장부품으로 유압펌프를 선정하였으며 오일필터 막힘 현상을 고장모드로 선정하였다. 오일필터 막힘에 따른 상관관계를 확인하기 위하여 유압시스템 테스트벤치를 구성하였다. 펌프 흡입라인의 밸브를 잠가서 흡입필터 막힘을 모사하였으며 밸브를 40%~50% 닫았을 때 압력이 급격히 감소하는 현상을 확인하였다. 본 시험을 통하여 유압펌프 흡입라인의 압력센서를 사용하여 오일 필터 막힘 현상의 고장진단의 가능성을 확인하였으며 향후 실제 이물질 삽입을 통한 필터 막힘 구현시험을 진행할 예정이다.
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트랙터 캐빈용 유공압 현가장치의 시험을 통한 특성 분석
최규정 ( Kyujeong Choi ),오주선 ( Joo Seon Oh ),박성운 ( Seong Un Park ),김흥섭 ( Heung Sub Kim ),박영준 ( Young-jun Park ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
기존의 트랙터 캐빈 현가장치는 주로 고무 마운트를 사용하였다. 고무 마운트는 특성이 고정되어 있어서 승차진동 저감에 한계가 있기 때문에 최근에서는 노면 상태에 따라 현가장치의 특성을 바꿔서 승차진동을 저감할 수 있는 유공압 현가장치를 장착하려는 연구가 진행되고 있다. 유공압 현가장치는 비례제어밸브를 사용하여 감쇠력을 제어하므로 승차진동 최소화를 위해선 적절한 제어로직 개발이 필요하다. 하지만 제조사는 정확한 특성선도를 제공하지 않기 때문에 현가장치의 시험을 통한 특성 분석이 선행되어야 한다. 본 연구의 목적은 트랙터 캐빈용 유공압 현가장치에 대한 시험을 통해 강성계수와 감쇠계수를 확보하고 제어로직 개발에 활용 할 수 있는 해석모델을 개발하는 것이다. 가진 시험 장치를 사용하여 저속 왕복시험으로 변위-힘 특성(강성)을 얻었고 고속 왕복 시험으로 속도-힘 특성(감쇠력)을 얻었다. 고속 왕복 시험은 주파수 7개, 전류 8개 조건을 조합하여 총 56회의 시험을 수행하였으며 이를 종합하여 감쇠력 특성 선도를 구하였다.
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최규정 ( Kyujeong Choi ),안다빈 ( Da-vin Ahn ),이진웅 ( Jinwoong Lee ),박영준 ( Young-jun Park ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
듀얼 클러치 변속기는 홀수단과 짝수단의 클러치를 신속하게 제어해야 하므로 일반적으로 반응이 빠르고 제어가 용이한 전자비례감압밸브를 사용하여 클러치 제어를 수행한다. 전진/후진 클러치, 홀수/짝수 클러치, 주변속 싱크로나이저 제어에 모두 전자비례감압밸브를 사용하기 때문에 다양한 변속 조건에서 원활한 클러치 제어를 수행하기 위해서는 디지털 트윈을 사용한 제어로직 검증이 필요하다. 본 연구에서는 듀얼 클러치 변속기의 클러치 제어 연구를 위하여 전자비례감압밸브의 디지털 트윈을 개발하였다. 전자비례감압밸브를 분해하고 3D 스캐닝을 진행하여 CAD로 역설계를 수행했다. 또한 전자비례감압밸브의 특성을 결정하는 중요한 요소인 솔레노이드의 전자기력 특성을 확보하기 위해 인장압축 시험기를 사용하여 전류와 변위에 따른 흡인력 특성을 확보하였다. 유압 테스트벤치 시험을 통해 전자비례감압밸브의 정특성과 동특성을 확보하였으며, 최종적으로 1D 시스템 해석 소프트웨어를 사용하여 전자비례감압밸브의 디지털 트윈을 개발하고 밸브 특성시험 결과와 디지털 트윈의 결과를 비교하였다.
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최규정 ( Kyujeong Choi ),안다빈 ( Da-vin Ahn ),이진웅 ( Jinwoong Lee ),박영준 ( Young-jun Park ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
듀얼 클러치 변속기는 홀수단과 짝수단의 클러치를 신속하게 제어해야 하므로 일반적으로 반응이 빠르고 제어가 용이한 전자비례감압밸브를 사용하여 클러치 제어를 수행한다. 전진/후진 클러치, 홀수/짝수 클러치, 주변속 싱크로나이저 제어에 모두 전자비례감압밸브를 사용하기 때문에 다양한 변속 조건에서 원활한 클러치 제어를 수행하기 위해서는 디지털 트윈을 사용한 제어로직 검증이 필요하다. 본 연구에서는 듀얼 클러치 변속기의 클러치 제어 연구를 위하여 전자비례감압밸브의 디지털 트윈을 개발하였다. 전자비례감압밸브를 분해하고 3D 스캐닝을 진행하여 CAD로 역설계를 수행했다. 또한 전자비례감압밸브의 특성을 결정하는 중요한 요소인 솔레노이드의 전자기력 특성을 확보하기 위해 인장압축 시험기를 사용하여 전류와 변위에 따른 흡인력 특성을 확보하였다. 유압 테스트벤치 시험을 통해 전자비례감압밸브의 정특성과 동특성을 확보하였으며, 최종적으로 1D 시스템 해석 소프트웨어를 사용하여 전자비례감압밸브의 디지털 트윈을 개발하고 밸브 특성시험 결과와 디지털 트윈의 결과를 비교하였다.
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