유압 주행시스템의 복합유성기어는 타 동력 전달 장치에 비해 크기가 작으며, 높은 토크, 낮은 베어링 하중 때문에 자동차, 헬리콥터, 항공기 엔진과 같은 산업기계에 널리 사용되고 있다. 일반적으로 유성기어 시스템은 중앙에 고정된 선기어와 링기어, 두 기어 사이에 다수의 유성기어로 구성되어 있다.
유성기어 시스템은 기존의 평행한 두 축을 가진 기어 시스템과 비교했을 때 여러 가지 장점을 가지고 있다. 그중 하나는 조밀함과 우수한 ...
유압 주행시스템의 복합유성기어는 타 동력 전달 장치에 비해 크기가 작으며, 높은 토크, 낮은 베어링 하중 때문에 자동차, 헬리콥터, 항공기 엔진과 같은 산업기계에 널리 사용되고 있다. 일반적으로 유성기어 시스템은 중앙에 고정된 선기어와 링기어, 두 기어 사이에 다수의 유성기어로 구성되어 있다.
유성기어 시스템은 기존의 평행한 두 축을 가진 기어 시스템과 비교했을 때 여러 가지 장점을 가지고 있다. 그중 하나는 조밀함과 우수한 동력전달 효율의 조합으로써 동력 전달이 이루어지는 각각의 단계에서 약 3% 정도의 적은 동력 손실이 발생한다. 이러한 유성기어 시스템의 적은 동력 손실에 대한 특징적 현상 때문에 전달 가능한 동력은 기어 시스템 보다 크다. 다른 장점은 유성기어 시스템의 하중 분배이다. 입력되는 하중이 여러 개의 유성기어로 분산되기 때문에 전달 가능한 토크 용량이 크게 증가되고 더 많은 유성기어를 사용함으로써 더 큰 부하에 견딜 수 있게 된다. 이러한 하중을 유지하는 동안 유성기어 시스템의 기어는 반복적인 하중을 받게 되고, 마모가 발생함으로써 수명이 짧아진다. 유압모터는 유압 유체의 동력을 받아 회전하는 유압 장치로써 공급된 유체의 압력과 유량을 제어함으로써 토출 압력과 회전수 조절이 가능하다. 유압모터는 전기 모터와 비교하여 큰 출력과 출력 밀도를 가지는 특징 때문에 굴삭기, 크레인 및 산업 기계 분야에 널리 사용되고 있으며 그 수요도 지속적으로 증가하고 있다.
본 연구에서는 유압주행 시스템의 주요 구성품인 복합유성기어 시스템과 유압모터에 대하여 경량화 및 고효율을 가질 수 있는 최적 설계를 하고자 한다.
특히 복합 유성기어의 경우는 기어 강도와 내구성 측면을 고려하였다. 그리고 유성기어 시스템의 내구성 해석은 소형 굴삭기용 주행구동 유니트(RS B 0095) 규격을 근거로 하였다.
또한 유압모터의 경우는 모터 내부 노치 형상에 따른 맥동압을 해석하고 모터의 효율을 감소하게 하는 주요 원인인 맥동압을 저감 시킬 수 있는 최적 형상의 노치 설계를 한다. 그리고 최적 설계된 유압모터에 대한 해석과 실험을 수행 하였다. 이론 해석과 실험에서는 유압모터의 1속에 해당하는 52.3 cc/rev을 입력조건으로 하여 350, 700, 1,050, 1,400 rpm에서의 토크, 체적 효율, 기계적 효율, 전효율을 계산하고 측정하였다.
유압 주행시스템의 복합유성기어는 타 동력 전달 장치에 비해 크기가 작으며, 높은 토크, 낮은 베어링 하중 때문에 자동차, 헬리콥터, 항공기 엔진과 같은 산업기계에 널리 사용되고 있다. 일반적으로 유성기어 시스템은 중앙에 고정된 선기어와 링기어, 두 기어 사이에 다수의 유성기어로 구성되어 있다.
유성기어 시스템은 기존의 평행한 두 축을 가진 기어 시스템과 비교했을 때 여러 가지 장점을 가지고 있다. 그중 하나는 조밀함과 우수한 동력전달 효율의 조합으로써 동력 전달이 이루어지는 각각의 단계에서 약 3% 정도의 적은 동력 손실이 발생한다. 이러한 유성기어 시스템의 적은 동력 손실에 대한 특징적 현상 때문에 전달 가능한 동력은 기어 시스템 보다 크다. 다른 장점은 유성기어 시스템의 하중 분배이다. 입력되는 하중이 여러 개의 유성기어로 분산되기 때문에 전달 가능한 토크 용량이 크게 증가되고 더 많은 유성기어를 사용함으로써 더 큰 부하에 견딜 수 있게 된다. 이러한 하중을 유지하는 동안 유성기어 시스템의 기어는 반복적인 하중을 받게 되고, 마모가 발생함으로써 수명이 짧아진다.
유압모터는 유압 유체의 동력을 받아 회전하는 유압 장치로써 공급된 유체의 압력과 유량을 제어함으로써 토출 압력과 회전수 조절이 가능하다. 유압모터는 전기 모터와 비교하여 큰 출력과 출력 밀도를 가지는 특징 때문에 굴삭기, 크레인 및 산업 기계 분야에 널리 사용되고 있으며 그 수요도 지속적으로 증가하고 있다.
본 연구에서는 유압주행 시스템의 주요 구성품인 복합유성기어 시스템과 유압모터에 대하여 경량화 및 고효율을 가질 수 있는 최적 설계를 하고자 한다.
특히 복합 유성기어의 경우는 기어 강도와 내구성 측면을 고려하였다. 그리고 유성기어 시스템의 내구성 해석은 소형 굴삭기용 주행구동 유니트(RS B 0095) 규격을 근거로 하였다.
또한 유압모터의 경우는 모터 내부 노치 형상에 따른 맥동압을 해석하고 모터의 효율을 감소하게 하는 주요 원인인 맥동압을 저감 시킬 수 있는 최적 형상의 노치 설계를 한다. 그리고 최적 설계된 유압모터에 대한 해석과 실험을 수행 하였다. 이론 해석과 실험에서는 유압모터의 1속에 해당하는 52.3 cc/rev을 입력조건으로 하여 350, 700, 1,050, 1,400 rpm에서의 토크, 체적 효율, 기계적 효율, 전효율을 계산하고 측정하였다.
The planetary gear system is widely used in machinery applications such as automobiles, helicopters, and aircraft engines due to compactness, high torque, and diminished bearing loads, consists of a sun gear pivoted in center, a ring. gear, and several planetary gear located between the sun gear and...
The planetary gear system is widely used in machinery applications such as automobiles, helicopters, and aircraft engines due to compactness, high torque, and diminished bearing loads, consists of a sun gear pivoted in center, a ring. gear, and several planetary gear located between the sun gear and the ring gear.
Comparing with traditional gearboxes with parallel axis gear shafts, the planetary gear systems have several advantages. One advantage is its unique combination of both compactness and outstanding efficiency in power transmission, which decreases the power less of 3% for each shift stage. Due to the less power less, we can figure out that the rate of transmissible power in the planetary gear system is higher than that of gear box. Based on the advantages mentioned above, the planetary gear system has been designed. The other advantage of the planetary gear system is load distribution. As distributed load to multiple planetary gears, torque capacitance is greatly increased. Greater load resistance is also obtained with more planetary gears in the system. The planetary gearbox arrangement also creates greater stability due to the even distribution of mass and increased rotational stiffness. However, gears in planetary gear systems sometimes get a short-life due to wear and breakage by repetitive load during operation time.
Optimum modeling is needed to carry out more precise analysis. Therefore, the modeling for strength and durability analysis is focused on gear train part. RSB 0095:track drive unit for a mini excavator is used for analysis of the durability of a planetary gear system in this research.
A hydraulic motor continuously rotates load axis by receiving fluid energy from hydraulic fluid. The pressure of supplied hydraulic fluid controls the output torque of load axis of the hydraulic motor. It also adjusts the rpm of motor by controlling flow rate. Since hydraulic motor has a large output/self-weight, i.e., output density(kW/kg) as compared with that of electric motor, it is widely applied for the construction machines such as excavators and crane transportation equipments and industrial machinery fields, the demand is continuously being increased.
In the present study, test for the swash-plate type hydraulic motor used in the driving system of medium-sized excavator was performed. The torque, volumetric efficiency, mechanical efficiency, and overall efficiency were measured after controlling speed of hydraulic motor to 350, 700, 1050, and 1400 rpm by adjusting input flow rate into hydraulic motor at displacement setting for 1-speed at 52.3 cc/rev. The reliability of test result was verified by comparing the measured values with theoretical values.
The planetary gear system is widely used in machinery applications such as automobiles, helicopters, and aircraft engines due to compactness, high torque, and diminished bearing loads, consists of a sun gear pivoted in center, a ring. gear, and several planetary gear located between the sun gear and the ring gear.
Comparing with traditional gearboxes with parallel axis gear shafts, the planetary gear systems have several advantages. One advantage is its unique combination of both compactness and outstanding efficiency in power transmission, which decreases the power less of 3% for each shift stage. Due to the less power less, we can figure out that the rate of transmissible power in the planetary gear system is higher than that of gear box. Based on the advantages mentioned above, the planetary gear system has been designed. The other advantage of the planetary gear system is load distribution. As distributed load to multiple planetary gears, torque capacitance is greatly increased. Greater load resistance is also obtained with more planetary gears in the system. The planetary gearbox arrangement also creates greater stability due to the even distribution of mass and increased rotational stiffness. However, gears in planetary gear systems sometimes get a short-life due to wear and breakage by repetitive load during operation time.
Optimum modeling is needed to carry out more precise analysis. Therefore, the modeling for strength and durability analysis is focused on gear train part. RSB 0095:track drive unit for a mini excavator is used for analysis of the durability of a planetary gear system in this research.
A hydraulic motor continuously rotates load axis by receiving fluid energy from hydraulic fluid. The pressure of supplied hydraulic fluid controls the output torque of load axis of the hydraulic motor. It also adjusts the rpm of motor by controlling flow rate. Since hydraulic motor has a large output/self-weight, i.e., output density(kW/kg) as compared with that of electric motor, it is widely applied for the construction machines such as excavators and crane transportation equipments and industrial machinery fields, the demand is continuously being increased.
In the present study, test for the swash-plate type hydraulic motor used in the driving system of medium-sized excavator was performed. The torque, volumetric efficiency, mechanical efficiency, and overall efficiency were measured after controlling speed of hydraulic motor to 350, 700, 1050, and 1400 rpm by adjusting input flow rate into hydraulic motor at displacement setting for 1-speed at 52.3 cc/rev. The reliability of test result was verified by comparing the measured values with theoretical values.
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