외접 기어 펌프의 릴리프 그루브 형상 설계에 관한 연구 = (A)study on relief groove disign for external gear pump

국문 초록 (Abstract)

외접 기어 펌프는 넓은 범위에서 유량을 발생시키고, 구조가 간단하면 촢은 응답성의 이점으로 인해 여러 분야의 산업에 광범위 하게 사용되고 있다.
유압기기의 고 정밀 제어특성을 요구하고 있으며, 유체학적 기어의 설계는 고 정밀 제어에 기초가 되는 필수적인 기술이다. 일반적으로 외접기어펌프는 인볼류트 기어가 사용된다. 작동원리는 한 쌍의 맞물린 기어들에 바탕을 둔다. 외접기어 펌프는 구동기어와 종동기어의 이가 맞물리는 압축공간에서 유체의 압력이 급격한 변화를 일으킨다. 이로 인해 토출포트에서 흡입포트로 토출유량 손실이 발생하게 되고 압축공간의 압력이 급격히 증가 하여 기구가 파손되거나 펌프의 운전에 방해하게 된다. 이러한 구동기어와 종동기어 사이에서 발생하는 압력의 급격한 변화를 개선 시키기 위해서는 릴리프 그루브의 위치와 형상을 최적 설계가 필요하다.
본 연구에서는 외접 기어 펌프에서의 구동기어와 종동기어 사이에서 발생하는 압력의 급격한 변화를 완화시키기 위한 릴리프 그루브의 형상설계를 하고, 이를 PumpLinx를 이용한 유체동역학 시뮬레이션을 수행하여 형상과 위치에 따른 압력 변화를 비교하여 그 효용성을 검증하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Owing to their excellent performance for medium to high delivery pressure, compact construction, and high reliability,
the external gear pumps have been widely adopted in various industrial applications. the optimal performance of gear machines is one of the techniques essential to the hydraulically assisted mechatonic system.
Generally, pumps with involute external gears are most commonly used.
External gear pump mat cause the sudden change when the teeth of drive gear is aligned wit the teeth of slave gear.
For this reason , it could cause the less of flowrate between the delivery port and the suction port.
In order to improve this problem, we have suggested the optimized design which is optimized for the structure and position of relief groove
In this paper, we prsent the optmized design for structure of relief groove to relieve the sudden change of pressure which is happened between drive gear and slave gear. To veriy the usefulness of this research, fluided dynamics simulation has been done with the comparison of pressure variation through by different structures and different positions.

목차 (Table of Contents)

• 표목차 ⅲ
• 그림목차 ⅲ
• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 외접기어펌프 3
• 1. 외접기어펌프의 개요 3
• 1.1 비용적식 펌프 3
• 1.2 용적식 펌프 3
• 2. 외접기어펌프의 구조 4
• 2.1 기어의 치형 조건 5
• 2.2 치형곡선의 종류 6
• (1) 인볼류트 치형 6
• (2) 사이클로이드 치형 8
• 3. 외접기어 펌프의 구동원리 9
• 4. 외접기어 펌프의 이론유량 10
• 5. 릴리프 그루브의 개요 11
• Ⅲ. 릴리프 그루브 맥동에 관한 이론 12
• 1. 폐입현상 12
• 2. 폐입의 영향 14
• 3. 폐입을 피하기 위한 릴리프 그루브의 방법 15
• Ⅳ. 시뮬레이션 18
• 1. 시뮬레이션 개요 18
• 2. 내부압력 시뮬레이션 19
• 2.1 시뮬레이션 조건 19
• 2.2 내부압력 시물레이션 결과 21
• 3. 토출유량 시뮬레이션 26
• Ⅴ. 시뮬레이션을 이용한 릴리프 그루브 형상설계 29
• 1. 릴리프 그루브가 적용되지 않았을 경우 29
• 1.1 시뮬레이션 결과 29
• (1) 절대 좌표점에서의 압력측정 29
• (2) 최대 압력 구간에서의 압력측정 31
• (3) 폐입공간 내 변화되는 압력측정 33
• (4) 구동토크 35
• (5) 토출유량 36
• 2. 릴리프 그루브 형상 설계 37
• 2.1 시뮬레이션 결과 40
• (1) 절대 좌표점에서의 압력측정 40
• (2) 최대 압력 구간에서의 압력측정 45
• (3) 폐입공간 내 변화되는 압력측정 48
• (4) 구동토크 50
• (5) 토출유량 54
• Ⅵ. 결론 57
• 참고문헌 59
• ABSTRACT 61
• 감사의 말씀 63