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- 저자 : 심승헌 ( Seung-heon Shim ) (검색결과 3 건)
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농업용 트랙터용 정유압 기계식 변속기의 복합유성기어 강도 해석
백승민 ( Seung-min Baek ),심승헌 ( Seung-heon Shim ),최창현 ( Chang-hyun Choi ),김용주 ( Yong-joo Kim ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1
정유압 기계식 변속기는 복합유성기어와 정유압 장치(HSU, Hydro-static unit)로 구성되어 있으며, 차량의 작업 조건에 맞는 최적의 기어비로 연속적으로 변환시켜 우수한 동력성능과 연비를 얻을 수 있다. 현재 정유압 기계식 변속기는 산업용 차량, 건설 중장비 및 농업용 트랙터 분야에서 개발 및 적용이 활발히 진행되고 있다. 정유압 기계식 변속기의 유성기어류에서는 가혹한 작업 조건으로 기어 치 파손현상이 많이 발생한다. 원인은 기어류의 굽힘 및 면압강도의 부족으로 인한 기어 치 손상과 공진에 의한 파손으로 판단된다. 따라서 본 연구는 정유압 기계식 변속기(HMT, Hydraulic mechanical transmission)의 최적 설계를 위한 기초 연구로써, 기어트레인 해석 소프트웨어인 Romax desinger(R18, Romax technology, United Kingdom)를 이용하여 정유압 기계식 변속기의 핵심 부품인 복합유성기어의 시뮬레이션 모델을 개발하고, 복합 유성기어에 대해서 강도해석을 실시하였다. 시뮬레이션은 엔진의 정격 출력과 최대 토크 기준에서 실시하였으며, 그 결과 두 조건에서 동일하게 두 번째 유성기어 세트의 Planet gear에서의 접촉 안전율이 낮게 나타났다. 또한 안전율이 1이상을 유지하고 있어 강도 설계의 안전성이 확보되었다고 판단된다.
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장정훈 ( Jeong-hoon Jang ),심승헌 ( Seung-heon Shim ),최창현 ( Chang-hyun Chang ),김용주 ( Yong-joo Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
본 연구는 수확 작업에 따른 농업용 트랙터의 차축 부하 분석을 목적으로 수행되었다. 트랙터의 부하측정을 위한 부하 계측 시스템은 4개 차축의 토크 측정을 위한 휠 토크미터, 부하 데이터 수집을 위한 데이터 수집장치, 토크미터에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치, 트랙터 배터리를 이용하여 노트북 및 전원공급장치에 전원을 공급하기 위한 인버터, 데이터 처리를 위한 노트북으로 구성하였다. 본 연구에서는 부하계측을 수행하기 위해 동양물산㈜의 60 마력급 트랙터 T623을 사용하였다. 부하 분석은 수확 작업에 따른 주행 단수 별 데이터를 이용하여 통계분석을 수행하였다. 수확 작업 시 L2단에서 좌측 전륜에서의 최대, 최소, 평균, 표준편차 토크는 각각 1735.44, 818.36, 1201.38, 175.53 Nm로 나타났으며, 우측 후륜에서는 3685.11, 1971.68, 2981.80, 258.36 Nm로 나타났다. L3단에서 좌측 전륜에서의 최대, 최소, 평균, 표준편차 토크는 각각 1580.94, 701.06, 1007.93, 125.11 Nm로 나타났으며, 우측 후륜에서는 3239.57, 1735.44, 2472.11, 307.85 Nm로 나타났다. 트랙터의 차축 부하는 L2단에서 L3단으로 작업속도가 증가함에 따라 좌측 전륜에서 약 0.83배, 우측 후륜에서 약 0.82배 감소하는 것으로 나타났다. 향후에는 Romax_Designer (Version 17, Romax Technology, UK)을 사용하여 작업 부하에 따른 트랙터 트랜스미션해석을 하여 트랙터 PTO 최적설계 가능성을 제시할 계획이다. 정격 출력 조건에서 시뮬레이션을 진행하여 트랙터 트랜스미션을 설계하면 안전성을 확보할 수 있지만 최적설계를 위해서는 실제 포장시험 데이터를 이용한 시뮬레이션이 필요하다고 판단된다.
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시뮬레이션 소프트웨어를 이용한 농업용 감속기의 안전율 시뮬레이션
장정훈 ( Jeong-hoon Jang ),최창현 ( Chang-hyun Chang ),심승헌 ( Seung-heon Shim ),김용주 ( Yong-joo Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
농업용 감속기는 모터로부터 회전력을 전달하면서 회전속도를 감속시키고 회전 토크를 증대시키는 장치로서 장비의 정밀도 및 효율 특성에 영향을 미치는 부품으로 기계적 구성장치의 중요한 역할을 담당하고 있다. 본 연구는 농업용 감속기 최적 설계를 위한 기초 연구로써, 농업용 감속기의 최적 설계를 위하여 치폭 변화에 따른 안전율 시뮬레이션을 하였으며, 기어해석 소프트웨어 Romax Designer를 이용하여 수행하였다. 또한, AGMA-2001-C95 규격을 기반으로 작용 응력, 안전율을 계산하였다. 시뮬레이션은 농업용 감속기의 구성요소 중 시설하우스 창 개폐 현장에서 가장 파손이 많이 발생하는 2축 헬리컬 기어와 3축 헬리컬 기어를 대상으로 수행 하였으며, 이 때 2축 헬리컬 기어와 3축 헬리컬 기어의 설계 치폭은 38.8, 30 mm이다. 시뮬레이션 결과, 2축 헬리컬 기어와 3축 헬리컬 기어를 각각 26.8과 26 mm로 감소시킨 경우의 굽힘 안전율은 2축 헬리컬 기어와 3축 헬리컬 기어에서 각각 1.140, 1.304이고 접촉 안전율은 2축헬리컬 기어와 3축 헬리컬 기어에서 각각 1.303, 1.382로 모두 1 이상을 만족하여 최대 경량화 치폭은 2축헬리컬 기어가 26.8 mm, 3축 헬리컬 기어가 26 mm 임을 알 수 있다. 그러나, 양산품이 보유하고 있는 안전율의 범위를 유지하고 치폭을 줄이기 위해서는 2축 헬리컬 기어의 치폭을 30.8 mm, 3축 헬리컬 기어의 치폭을 30mm로 해야 하는 것을 알 수 있다. 또한, 감속기의 구조, 사용목적과 사용방법에 적합하도록 안전율을 선정하여 최적설계를 진행하는 것이 중요하다고 판단된다.
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