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신인경 ( Inkyung Shin ),박영준 ( Young-jun Park ),이한민 ( Hanmin Lee ),김진균 ( Jingyun Kim ),이강진 ( Kang-jin Lee ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
최근 많이 사용되고 있는 5 kW 이하의 농업용 동력운반차량은 대부분 전기 모터를 원동기로 사용하고 있다. 본 연구는 농업용 동력운반차의 기어박스 하우징에 대한 구조 안전성 평가를 목적으로 수행되었다. 기어, 베어링, 축, 하우징의 강성이 고려된 기어박스 모델을 개발하였으며, 개발된 모델을 이용하여 하우징의 베어링 위치에 작용하는 하중을 도출하였다. 도출된 하중은 병진 방향의 하중 3개, 회전 방향의 하중 2개 총 5 DOF에 대한 하중으로, 이 하중은 하우징의 베어링 장착 위치에 작용된다. 기어박스 하우징은 전기 모터와 차량 프레임에 설치되므로 전기 모터 및 차량 프레임과의 연결 지점을 경계 조건으로 설정하였다. 기어박스의 경계 조건과 도출된 하중 조건을 이용하여 하우징의 구조 해석을 수행하였으며 von-Mises 응력과 하우징 재료의 항복 강도를 비교하여 정적 구조에 대한 안전 계수를 계산하였다. 모든 위치에서의 안전 계수는 2 이상이었으며 설계 마진이 충분한 것으로 판단되었다. 또한, 경량화를 위한 최적 설계가 수행되어야 함을 확인하였다.
무동력 디스크해로우 작업기의 치즐 및 디스크해로우암의 구조해석 및 스트레인 게이지 위치 선정
신인경 ( Inkyung Shin ),박영준 ( Young-jun Park ),강가애 ( Gaae Gang ),한정우 ( Jeongwoo Han ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
국내 농업인구 감소 대비 식품소비량이 증가함에 따라 농가의 인력을 대체하고 다양한 작업이 가능하며 가격이 저렴한 국내 기계화 기술이 필요하다. 무동력 디스크해로우 작업기는 경운과 배토가 가능한 복합작업기로서 작업기를 구성하는 주요 구성품들은 필드작업에 의해 발생되는 하중에 구조적 강도와 신뢰성이 충분히 확보되어야 한다. 또한, 실제로 필드 작업 시 작업기에 걸리는 하중은 복합하중 형태로 전달되기 때문에 단순한 형태 하중에 비해 하중계측에 어려운 점이 있으므로 하중계측점의 선정이 매우 중요하다. 본 논문에서는 하중계측점을 선정하기 위하여 복합기의 주요 구성품인 치즐(chisel) 및 디스크해로우암(disk harrow arm)에 대하여 구조해석을 수행하였으며, 3축 방향의 단위하중 응력 계산결과로부터 load reconstruction을 위한 스트레인 게이지 위치를 선정하였다. 또한, 스트레인 게이지의 신호가 하중해석에 적절한 값이 되도록 기존의 형상을 수정하였다.
신인경 ( Inkyung Shin ),박영준 ( Young-jun Park ),한정우 ( Jeongwoo Han ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
무동력 디스크해로우 작업기는 경운과 배토 작업이 동시에 가능한 복합 작업기로서, 다수의 디스크해로우와 치절 및 배토기로 구성되어 있다. 디스크해로우 작업기를 구성하는 다수의 기계요소 중 가장 취약한 요소는 허브 베어링으로 조사되었다. 그러므로 본 연구에서는 디스크해로우 작업기 중 디스크해로우를 디스크해로우암에 연결하여 상대 운동을 가능하게 해주는 허브 베어링의 수명 예측하고자 하였다. 상용소프트웨어인 RomaxDESIGNER를 이용하여 디스크해로우 어셈블리를 구성하는 디스크해로우, 허브 베어링, 디스크해로우 암을 모델링하였으며, 개발된 모델을 이용하여 허브 베어링의 수명을 예측하였다. 디스크해로우와 허브 베어링에 작용하는 하중은 실부하 시험과 부하복원법(load reconstruction method)을 이용하여 도출하였다.
무동력 디스크해로우 방식의 경운과 배토 고효율 복합작업기의 치즐 및 디스크해로우의 구조적 안전성 해석
강가애 ( Gaae Gang ),신인경 ( Inkyung Shin ),박영준 ( Young-jun Park ),한정우 ( Jeongwoo Han ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
생산성 향상과 생력화 작업이 가능하며 농가에 영농비용 절감을 위해 범용적으로 사용가능한 복합작업기의 국산화는 반드시 필요하다. 본 연구에서는 무동력 디스크해로우 방식으로 경운과 배토의 고효율 복합작업기를 구성하는 주요 부품 중에서 치즐과 디스크해로우를 대상으로 하여 작업 중 적용되는 하중에 대해 충분한 구조 안전성을 가지고 있는지 확인하고 이 과정을 통해 복합작업기의 국산화 원천기술을 확보하고자 한다. 복합작업기의 치즐 및 디스크해로우에 작용하는 하중은 시험을 통해 측정된 하중을 이용하여 각 구성품에 작용하는 하중 값을 도출하였다. 이 과정을 통해 각 치즐에는 9319N, 디스크해로우에는 1380N 임을 확인하였고 이를 이용하여 구조해석을 수행하였다. 먼저 하나의 디스크해로우에 작용하는 총 하중은 1380N이지만 각 성분별로 분력하게 되면 견인력 1380N, 횡력 676.2N, 수직력414N이 적용될 수 있다. 이 하중에 대해 디스크해로우는 고정된 프레임과 연결된 파트의 연결부에서 가장 취약한 것으로 나타났다. 치즐의 경우, 메인 프레임의 유압 실린더가 치즐과의 거리를 조절하여 고정되기 때문에 이와 연결된 핀 부분을 고정하였으며 작용 하중에 따른 치즐은 형상이 다소 급격히 변화되는 부분에서 큰 응력이 나타남을 확인 할 수 있었다.