쐐기형 레일클램프에서 초기압착력과 지지대의 적정위치사이의 관계

한동섭(Dong-Seop. Han),이성욱(Seong-Wook. Lee),한근조(Geun-Jo. Han),이권순(Kwon-Soon. Lee) 한국항해항만학회 2006 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.3 No.1

쐐기형 레일클램프는 초기에는 작은 압착력으로 레일을 압착하다가 바람이 불면 쐐기작용에 의해 큰 압착력으로 레일을 압착하는 구조를 가지고 있다. 이 때 쐐기작용올 위해 레일클램프는 레일을 따라 이동하게 되는데, 만약 지지대를 설치하지 않으면 밀림거리가 증가하여 구조물을 파괴에 이르게 하는 과부하가 발생하게 되므로 이를 방지하기 위한 지지대를 적절히 설치하여야 한다. 이러한 지지대의 적정위치는 초기압착력과 쐐기각에 따라서 결정되므로, 본 연구에서는 이러한 초기압착력과 지지대의 적정위치사이의 관계에 대하여 살펴보기 위하여 5가지 쐐기각을 설계변수로 하여 유한요소해석을 수행하였다. The wedge type rail clamp compresses with small clamping force at first, and with large clamping force when the wind speed increase because of the wedge working. At this time in order to display the wedge working, the rail clamp slíps along a rail. If the supporter is not installed in the rail clamp when the wind speed increases more and more, the structure will occur overload which leads the structure to fracture. So the supporter has to be installed in the rail clamp. The proper position of this supporter is determined by the intial clamping force and the wedge angle. Therefore in this study we adopted 5-kinds of wedge angle as the design parameters, and carried out the finite element analysis, in order to analyze the relationship between the intial clamping force and the proper position of supporter in the wedge type rail clamp.

쐐기프레임의 저항력이 레일클램프의 압착력에 미치는 영향

한동섭(Dong-Seop. Han),이성욱,이권희(Kwon-Hee. Lee),한근조(Geun-Jo. Han),Jae-Joon. Shim 한국항해항만학회 2006 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.1 No.-

컨테이너 크레인용 쐐기형 레일클램프에서 조 패드의 초기 압착력은 라커의 물림각 설정 후 라커를 체결 시 주요 부품의 변형량에 의해서 결정된다. 이때 여러 인자들로 인해 쐐기 프레임의 저항력이 발생하게 되면, 인장봉의 변형을 감소시켜 초기 압착력 설정을 위한 라커의 물림각이 변하게 된다. 이러한 쐐기 프레임의 저항력은 롤러와 쐐기사이의 편심거리와 쐐기 프레임과 외곽 프레임 사이의 틈새에 따라 결정된다. 본 연구에서는 초기압착단계에서 인장봉에 전달되는 인장력을 실험을 통하여 측정함으로써 쐐기 프레임의 저항력이 라커의 쐐기형 레일클램프의 압착력에 미치는 영향을 평가하고자 한다. The clamping force of a jaw pad is determined by the displacements of main part when two lockers are locked, after the clamping angle of a locker was set up in the wedge type rail clamp for a container crane. In this time, if the resistance of wedge frame generates due to serveral factors, the clamping angle of a locker to display the initial clamping force will be changed because of the reduction of displacement of extension bar. This resistance is determined by the eccentric distance between the roller and the wedge, and by the gap between the wedge frame and outer frame. In this study we measured the tensile force of both extension bar through the performance test of the prototype rail clamp in order to evaluate the effect of the resistance of wedge frame on the clamping force of the wedge type rail clamp.

쐐기형 레일 클램프에서 조(jaw)의 회전을 방지 하기 위한 적정 쐐기각에 대한 연구

이호(Ho Lee),한근조(Gun-Jo Han),안찬우(Chan-Woo Ahn),전영환(Young_Hwan Jeon),심재준(Jae-Jun Shim),한동섭(Dong-Seop Han) 한국항해항만학회 2003 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.3 No.-

본 연구는 항만에서 갑작스럽게 부는 돌풍 등에 의해 컨테이너 크레인이 밀리는 것에 의해 발생하기 쉬운 대형 사고를 막기 위한 안전장치인 쐐기형 레일클램프에 관해 이루 워 졌다. 쐐기형 레일클램프 설계시 조의 회전을 방지하고 적절한 클램핑력이 발휘되도록 쐐기각을 설정하는 것이 중요하다. 이에 따라 수치 해석적 방법뿐만 아니라 실험을 통하여 얻은 적절한 범위 내에서 쐐기 설정을 위한 프로세스를 본 연구에서 제안한다. 실험을 통한 레일클램프의 성능을 평가하기 위해서 실험장치들을 제작 하였고, 몇 가지 모델 중 이론적으로도 구해진 범위 안에 있는 6º 쐐기각 모델이 가장 적합함을 알 수 있었다. In this paper, we designed a wedge type rail-clamp which can protect container crane from sudden wind blast with constant clampingforce regardless of the operating period. When we design wedge type rail clamp, it is important to determine an angle of wedge which prevent rotating of jaw and for smooth operation when wind blows. Therefore, this paper suggest a process to decide an angle of wedge within proper range obtained by experimental analysis as well as FEA of the wedge type rail clamp. We designed a testing equipment to evaluate the rail clamp performance and implemented several tests to obtain results as follows. 1. We obtained proper wedge angle of rail clamp (4º~10º) based on theoretical study. 2. A model with 10º wedge angle is unsuitable to clamp container crane from sudden blast. 3. Rotating angle in jaw with 8º wedge angle is over design specification. A model with 6º wedge angle is the most proper model to use in rail clamp because it generated satisfactory clamping force and rotating angle below design specification.

쐐기형 레일 클램프에서 조(jaw)의 회전을 방지하기 위한 적정 쐐기각에 대한 연구

심재준(J. J. Shim),이성욱(S. W. Lee),한동섭(D. S. Han),박종서(J. s. Park),전영환(Y. H. Jeon),이호(H. Lee),한근조(G. J. Han),C. W. Ahn 한국항해항만학회 2005 한국항해항만학회지 Vol.29 No.8

항만에서 작동중인 컨테이너 크레인에 갑작스러운 돌풍에 의해 크레인이 밀리는 현상을 방지하기 위한 안전장치로 레일 클램프가 적용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 레일 클램프 중에서 특히 레일의 손상과 레일 클램프 수명을 향상시킬 수 있는 쐐기형 레일 클램프을 제작하기 위한 기초 설계에 관한 연구를 수행하였다. 특히, 조의 회전을 방지하고 적절한 가압력을 발휘할 수 있는 쐐기각을 설정하기 위해, 우선 조의 설계 치수와 회전력의 관계에 대한 하중분석을 수행하고, 여기에서 최대 쐐기각을 도출하고, 이후 수치 해석을 통한 강성도 분석을 통하여 최소 쐐기각 6°를 제안한다. 또한, 제작된 레일 클램프를 통한 실험으로 검증하였다. In this paper, we designed a wedge type rail-clamp which can protect container crane from sudden wind blast with constant clamping force regardless of the operating period. When we design wedge type rail clamp, it is important to determine an angle of wedge which prevent rotating of jaw and for smooth operation when wind blows. Therefore, this paper suggest a process to decide an angle of wedge within proper range obtained by experimental analysis as well as FEA of the wedge type rail clamp. A model with 6° wedge angle is the most proper model to use in rail clamp because it generated satisfactory clamping force and rotating angle underdesign specification.

Locker 의 물림각이 쐐기형 레일클램프의 압착력에 미치는 영향 평가

한동섭(D. S. Han),이성욱(S. W. Lee),한근조(G. J. Han),안찬우(C. W. Ahn) 한국정밀공학회 2005 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2005 No.10월

The wedge type rail clamp has the operating mechanism: First, the jaw pad clamps a rail with small clamping force. Next as the wind speed increases, the clamping force of the jaw pad is increased by the wedge. The initial clamping force of a jaw pad was determined by the clamping angle of a locker. In this study, we carried out the finite element analysis to evaluate the relationship between the clamping angle of a locker and the clamping force of a jaw pad with respect to the design wind speed, such as 2, 4, 6, 8, and 10㎧, we adopted the wedge type rail clamp for 50tons class container crane with the wedge angle of 10˚.

초기압착력 설정을 위한 쐐기형 레일클램프의 창의적 설계

한동섭(Dong-Seop Han),김용(Yong Kim),이성욱(Seong-Wook Lee),한근조(Geun-Jo Han) 한국기계가공학회 2007 한국기계가공학회지 Vol.6 No.3

The clamping force of a jaw pad is determined by the displacements of main part when two lockers are locked, after the clamping angle of a locker was set up in the wedge type rail clamp for a container crane. In this time, if the resistance of wedge frame generates due to several factors, the clamping angle of a locker to display the initial clamping force will be changed because of the reduction of displacement of extension bar. This resistance is determined by the eccentric distance between the roller and the wedge, and by the gap between the wedge frame and outer frame. In this study we measured the tensile force of both extension bar through the performance test of the prototype rail clamp in order to evaluate the effect of the resistance of wedge frame on the clamping force of the wedge type rail clamp.

쐐기형 레일클램프의 쐐기각과 지지대 위치 사이의 관계

한동섭(Dong-seop Han),한근조(Geun-jo Han),이성욱(Seong-wook Lee) 대한기계학회 2006 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2006 No.10

The rail clamp is the device to prevent the crane slips along a rail from the wind blast as well as to locate a container crane in the set position during an operating mode. In this study we conduct the research for determining the proper position of supporter to prevent the overload applied to the rail clamp with respect to the wedge angle in the wedge type rail clamp. The friction force between the jaw pad and the rail to prevent that the crane slips along a rail, when the wind blows, is generated by the rail-directional wind load. Accordingly the proper position of the supporter to prevent the overload is determined by analyzing the forces applied to the rail clamp in the wedge working stage. In order to analyze the effect of the wedge angle on the position of supporter, 5-kinds of wedge angles, such as 2, 4, 6, 8, 10°, were adopted as the design parameter, and the wind speed of 40m/s was adopted as the design wind speed criteria.

콘크리트 궤도용 탄성레일체결장치 손상취약부 분석

최정열,김상진,정지승 국제문화기술진흥원 2022 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.8 No.3

본 연구는 콘크리트 궤도용 탄성레일체결장치(System 300-1)의 손상취약부에 관한 실험 및 해석적 연구이다. 콘크리트 궤도에서 탄성레일체결장치는 열차주행 시 레일과 침목을 결속하는 핵심 궤도구성품이다. 레일체결장치 구 성품 중 방진패드와 텐션 클램프(Tension Clamp)는 압축력과 부상력에 대응하며 상시 변형이 발생되는 피로부재이 다. 본 연구에서는 동일구간의 운행선에서 6년, 11년, 16년 동안 사용된 탄성레일체결장치를 채취하여 사용년수에 따 른 텐션 클램프의 잔류변형 특성을 분석하였다. 또한 수치해석을 바탕으로 주요 구성품별 거동메커니즘을 분석하고 손상취약부를 도출하였다. 본 연구에서 수행한 수치해석을 통해 체결력 도입부터 외력 작용에 따른 텐션 클램프 각부 의 응력(변형율)을 분석하여 텐션 클램프의 손상취약부를 도출하였다. The purpose of this study is to derive the damage weak part of the elastic rail fastening system for concrete tracks (System 300-1). In the concrete tracks, the elastic rail fastening system sticks the rail and the sleeper and reacts all the time when the train is running. Among the components of the rail fastening system, the resilience pad and tension clamp were fatigue members and were constantly deformed in response to compressive and uplift forces. In this study, the residual deformation characteristics of the tension clamp according to the period of use were analyzed using by specimens taken on site in the same section for 6, 11, and 16 years on the serviced urban transit. In addition, the damage mechanisms for each component were derived based on finite element analysis. As a result of the numerical analysis, the stress (strain) of each part of the tension clamp according to the external force from the applied clamping force was analyzed to derive the damaged weak part of the tension clamp.

실험계획법을 이용한 조(Jaw)의 형상최적설계

이권희(Kwon-Hee Lee),방일권(Il-Kwon Bang),한동섭(Dong-Seop Han),한근조(Geun-Jo Han) 한국항해항만학회 2006 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.1 No.-

컨테이너 터미널에서 컨테이너의 양.하역 작업 시 컨테이너 크레인을 정위치에 고정시키고, 돌풍으로 인해 컨테이너 크레인이 레일방향으로 미끄러지는 것을 방지하는 장치가 레일클램프이다. 쐐기형 레일클램프는 초기에는 작은 압착력으로 레일을 압착하다가 풍속이 증가하면 쐐기작용에 의해 압착력이 증가하는 방식을 취함으로서 구조적으로 안정성과 내구성이 높은 장점을 가지고 있다. 본연구에서는 레일클램프의 주요부인 조에 대해 형상최적설계를 수행하였다. 본 논문에서는 솔리드 요소로 유한요소 모델링된 조(jaw)의 경량화 설계를 위하여 강도를 고려하였다. 설계변수로는 조의 측면부의 두께, 조의 중간부의 롤러지지부의 두께, 조의 하단부의 롤러지지부의 두께, 조의 곡면부의 위치로 설정하였다. 본 연구에서는 상용프래그램인 ANSYS Workbench의 최적화 기능을 이용하였다. The rail clamp is the device to prevent that a crane slips along rails due to the wind blast as well as to locate the crane in the set position for loading and unloading containers. The wedge type rail clamp should be designed to consider the structural instability and the durability because it compresses both rail side with large clamping force by the wedge working as the wind speed increases. In this research, there are two methods which are design of experiment and variation technology in used commercial software and shape optimization was performed. The optimum results obtained by the two methods are compared and examined

컨테이너 크레인용 쐐기형 레일 클램프의 쐐기각에 대한연구

한근조(Geun-jo Han),이호(Ho Lee),심재준(Jae-joon Shim),한동섭(Dong-seop Han),안찬우(Chan-woo Ahn),전영환(Young-whan Jeon) Korean Society for Precision Engineering 2004 한국정밀공학회지 Vol.21 No.9

In this paper, we design a wedge type rail clamp which can protect container crane from a sudden strong blast with constant clamping force regardless of the operating period. When we design wedge type rail clamp, it is important to determine the angle of wedge and analyze a contact condition of roller and wedge so that we might develop a wedge type rail clamp for parking devices of port cargo working system with variable capacity. Therefore, this paper suggests a process to decide wedge angles within feasible range which could be obtained using load analysis and FEA of wedge type rail clamp.