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신슬기(Sul-Gi Shin),소순재(Soon-Jae So),한승오(Seung-Oh Han),정종운(Jong-Un Jung),인인교(In-Gyo In) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
특장차용 캐빈은 크레인 붙이 트럭이나 고소작업차에 설치되어 낙하, 전도 시 작업자를 보호하는 기능을 수행하는 주요 부품이다. 특장차용 캐빈은 굴착기, 지게차 등 일반 중장비용 캐빈과 달리 360 도 회전이 필수적으로 요구되어 형태와 크기가 매우 제한적인 특징을 가지고 있다. 건설 현장에서의 크레인 전복, 인양물 낙하 등 안전사고 증가로 작업자를 보호하기 기능이 필수적으로 요구되고 있으나, 크레인 인양 하중 제한 등 전복 방지에 대한 연구만을 수행하고 있다. 캐빈에 대한 연구는 복합재, 알루미늄 소재 등 경량화 설계에 대한 연구만을 수행하고 있으며 작업자를 보호하기 위한 설계에 대한 연구는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 특장차용 크레인의 구조 안전성을 확인하기 위해 낙하물 보호 구조 시험(FOPS)과 전도 보호 구조 시험(TOPS)에 대한 해석과 시험을 수행하였다. 특장차용 캐빈의 구조 강도에 대한 설계 기준치가 없으므로 소형 굴착기의 기준을 차용하여 설계 목표치를 설정하였다. 먼저, 해석을 통해 캐빈의 낙하, 전도 보호에 대한 설계 강도 평가를 실시하였으며, 이를 기반으로 설계를 보완하고 캐빈을 제작하였다. 해석과 동일한 조건에서 개발품에 대해 구조 안전성 평가를 실시하였다. 두 항목에서 모두 목표한 설계 강도를 달성하였으며, 시험과 해석 결과 비교를 통해 해석적 기법의 유효성을 검증할 수 있었다. 향후 검증된 해석 기법을 이용하여 형상 변경, 경량화 설계 시 기초 데이터로 활용이 가능할 것으로 예상된다. The cabin of a truck-mounted crane is a key component to protect the operator. Safety accidents such as overturning cranes and falling of lifted objects at construction sites increase, and worker protection functions are required, but only overturn prevention studies such as lifting force limitation are underway, and there is no research on falling objects. In this study, analyzes and tests were performed to improve and optimize the structural safety of truck mounted crane cabins. The design goals were based on the strength values of the compact excavator. Through analysis, the strength of the design was evaluated, complementary designs were made, and structural safety was evaluated through tests. In addition, the effectiveness of the analysis technique was verified by comparing the analysis-test results.
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