최근 몇 년 동안 국내의 건설기계 업체들은 최대 규모의 건설시장을 보유한 중국에 집중적인 투자를 하였다. 이러한 집중투자로 인해 중국이 대규모의 토목공사를 수행 할 때는 함께 호황기를 누렸으나, 중국 건설업이 침체하자 국내 건설경기 역시 동반 침체하는 운명공동체적인 구조를 갖게 되었다. 중국 건설경기의 지속적인 호황을 바라보며 감행하였던 중국 내에서의 무리한 사업 확장은 결국 대규모의 구조조정을 부르는 참담한 결과로 돌아오게 되었다. 현재 국내의 건설기계 업계는 경제적으로 어려운 상황에 직면해있다. 일반적으로 제조업 군에 속한 기업들은 호황기와 불황기에 다음과 같은 경영방침을 따른다. 호황기 때는 밀려드는 주문에 대한 물량확보를 위하여 생산기술 개선에 집중하고, 불황기에 접어들면 다음 호황기를 노리며 새롭게 시장에 선보일 제품을 개발한다. 본 연구에서 다루는 ...
최근 몇 년 동안 국내의 건설기계 업체들은 최대 규모의 건설시장을 보유한 중국에 집중적인 투자를 하였다. 이러한 집중투자로 인해 중국이 대규모의 토목공사를 수행 할 때는 함께 호황기를 누렸으나, 중국 건설업이 침체하자 국내 건설경기 역시 동반 침체하는 운명공동체적인 구조를 갖게 되었다. 중국 건설경기의 지속적인 호황을 바라보며 감행하였던 중국 내에서의 무리한 사업 확장은 결국 대규모의 구조조정을 부르는 참담한 결과로 돌아오게 되었다. 현재 국내의 건설기계 업계는 경제적으로 어려운 상황에 직면해있다. 일반적으로 제조업 군에 속한 기업들은 호황기와 불황기에 다음과 같은 경영방침을 따른다. 호황기 때는 밀려드는 주문에 대한 물량확보를 위하여 생산기술 개선에 집중하고, 불황기에 접어들면 다음 호황기를 노리며 새롭게 시장에 선보일 제품을 개발한다. 본 연구에서 다루는 유압드릴에 장착된 핵심부품 중 하나인 드리프터도 불황기에 접어든 건설장비중 하나이다. 드리프터는 반복타격으로 대상물을 파괴시키는 장비이며, 해외 선진사들과 성능격차가 매우 심한 부품으로 알려져 있다. 이러한 불황기에 선진사와의 기술격차를 줄이지 못한다면 다시 찾아오는 호황기에는 경쟁력을 상실 할 수 있다. 본 연구의 궁극적인 목적은 드리프터에 유압 해석기술과 최적화 기술을 융합·적용하여 한국형 유압드릴 파워팩의 대유량(130 lpm 이상)-저압(220 bar 미만) 특성에 적합한 고성능(21 kW 이상) 드리프터를 개발하는데 있다. 연구대상은 드리프터이며, 이를 구성하는 부품은 타격피스톤과 밸브, 어큐뮬레이터이다. 연구 방법은 다음과 같이 요약이 가능하다. 우선 벤치마킹의 대상이 되는 선진사의 드리프터에 대하여 수학적인 모델링을 수행하고, 이 수학적 모델링에 근거하여 전문화된 유압해석 소프트웨어로 해석모델을 개발한다. 그 다음 기 확보된 실험결과와의 비교를 통하여 개발된 해석모델의 신뢰성을 확보하고, 신뢰성이 확보된 해석모델로 타격성능을 분석한다. 타격성능 분석의 범위는 타격에너지와 타격주파수, 공급라인 형성압력의 수준, 어큐뮬레이터가 타격성능에 미치는 영향이다. 이러한 분석을 통해 선진사의 드리프터가 국내 유압드릴에 장착된 파워팩의 특성(펌프 송출유량, 작동 압력)에 적합하지 않음을 증명하고, 이를 극복하기 위하여 최적화 전문 소프트웨어를 활용하여 타격성능 최적화를 수행한다. 마지막으로 최적화 검증을 위해 시제품을 제작하여 타격실험을 수행하고, 이를 바탕으로 최적화된 드리프터의 한계성능을 최적화 전과 비교한다. 연구 결과, 최적화된 드리프터는 최적화 전 드리프터에 비하여 타격에너지는 19.2 % 증가, 타격주파수는 16.2 % 증가, 타격출력은 38.5 % 증가, 타격체적에서 발생하는 서지압력은 63.7 % 감소하는 결과를 보여주었다. 최적화를 마친 드리프터는 한계공급조건에서 132.6 lpm의 대유량을 소화하며, 이때 형성되는 공급라인의 압력은 217.6 bar이고, 21.2 kW의 타격출력을 가진다. 본 연구에서 제안하는 타격성능을 분석하는 방법과 최적화에 접근하는 방법으로 위와 같은 결과를 얻을 수 있었으므로 선진사와의 기술격차를 줄였다고 판단된다.
최근 몇 년 동안 국내의 건설기계 업체들은 최대 규모의 건설시장을 보유한 중국에 집중적인 투자를 하였다. 이러한 집중투자로 인해 중국이 대규모의 토목공사를 수행 할 때는 함께 호황기를 누렸으나, 중국 건설업이 침체하자 국내 건설경기 역시 동반 침체하는 운명공동체적인 구조를 갖게 되었다. 중국 건설경기의 지속적인 호황을 바라보며 감행하였던 중국 내에서의 무리한 사업 확장은 결국 대규모의 구조조정을 부르는 참담한 결과로 돌아오게 되었다. 현재 국내의 건설기계 업계는 경제적으로 어려운 상황에 직면해있다. 일반적으로 제조업 군에 속한 기업들은 호황기와 불황기에 다음과 같은 경영방침을 따른다. 호황기 때는 밀려드는 주문에 대한 물량확보를 위하여 생산기술 개선에 집중하고, 불황기에 접어들면 다음 호황기를 노리며 새롭게 시장에 선보일 제품을 개발한다. 본 연구에서 다루는 유압드릴에 장착된 핵심부품 중 하나인 드리프터도 불황기에 접어든 건설장비중 하나이다. 드리프터는 반복타격으로 대상물을 파괴시키는 장비이며, 해외 선진사들과 성능격차가 매우 심한 부품으로 알려져 있다. 이러한 불황기에 선진사와의 기술격차를 줄이지 못한다면 다시 찾아오는 호황기에는 경쟁력을 상실 할 수 있다. 본 연구의 궁극적인 목적은 드리프터에 유압 해석기술과 최적화 기술을 융합·적용하여 한국형 유압드릴 파워팩의 대유량(130 lpm 이상)-저압(220 bar 미만) 특성에 적합한 고성능(21 kW 이상) 드리프터를 개발하는데 있다. 연구대상은 드리프터이며, 이를 구성하는 부품은 타격피스톤과 밸브, 어큐뮬레이터이다. 연구 방법은 다음과 같이 요약이 가능하다. 우선 벤치마킹의 대상이 되는 선진사의 드리프터에 대하여 수학적인 모델링을 수행하고, 이 수학적 모델링에 근거하여 전문화된 유압해석 소프트웨어로 해석모델을 개발한다. 그 다음 기 확보된 실험결과와의 비교를 통하여 개발된 해석모델의 신뢰성을 확보하고, 신뢰성이 확보된 해석모델로 타격성능을 분석한다. 타격성능 분석의 범위는 타격에너지와 타격주파수, 공급라인 형성압력의 수준, 어큐뮬레이터가 타격성능에 미치는 영향이다. 이러한 분석을 통해 선진사의 드리프터가 국내 유압드릴에 장착된 파워팩의 특성(펌프 송출유량, 작동 압력)에 적합하지 않음을 증명하고, 이를 극복하기 위하여 최적화 전문 소프트웨어를 활용하여 타격성능 최적화를 수행한다. 마지막으로 최적화 검증을 위해 시제품을 제작하여 타격실험을 수행하고, 이를 바탕으로 최적화된 드리프터의 한계성능을 최적화 전과 비교한다. 연구 결과, 최적화된 드리프터는 최적화 전 드리프터에 비하여 타격에너지는 19.2 % 증가, 타격주파수는 16.2 % 증가, 타격출력은 38.5 % 증가, 타격체적에서 발생하는 서지압력은 63.7 % 감소하는 결과를 보여주었다. 최적화를 마친 드리프터는 한계공급조건에서 132.6 lpm의 대유량을 소화하며, 이때 형성되는 공급라인의 압력은 217.6 bar이고, 21.2 kW의 타격출력을 가진다. 본 연구에서 제안하는 타격성능을 분석하는 방법과 최적화에 접근하는 방법으로 위와 같은 결과를 얻을 수 있었으므로 선진사와의 기술격차를 줄였다고 판단된다.
Regarding drifter, which is equipment that destroys target with repeated impact, it is known that the performance gap between ‘Korean companies' products and ‘non-Korean leading companies' products is significantly wide. This study aims to narrow the technological gap by unifying hydraulic analysis ...
Regarding drifter, which is equipment that destroys target with repeated impact, it is known that the performance gap between ‘Korean companies' products and ‘non-Korean leading companies' products is significantly wide. This study aims to narrow the technological gap by unifying hydraulic analysis technology and optimization technology and using the result for drifter. There is a difference of specifications (discharge flow rate from pump and operating pressure) of power pack of hydraulic drill which is equipped with drifter between Korean companies and non-Korean leading companies. Accordingly, it is impossible to achieve the same impact performance as that seen in hydraulic drills that manufactured by non-Korean leading companies even though their drifter products are applied to Korean hydraulic drills. In other words, developing product that is appropriate to specification of power pack of Korean hydraulic drill is needed for high performance. To achieve this goal, high performance drifter which is suitable to power pack of Korean hydraulic drill was developed in this study by lowering development cost through the application of CAE convergence technology in early design stage. Compared to before when the drifter is optimized, the research showed that the optimized drifter's impact energy, impact frequency and impact power were increased by 19.2 %, 16.2 % and 38.5 %, respectively. In addition, the optimized drifter saw a 63.7 % downturn in the surge pressure from its impact volume. The optimized drifter is capable of dealing with the large flow rate of 132.6 lpm in the limited supply condition. Also, the pressure from supply line, which has impact power of 21.2 kW, reaches 217.6 bar. Results like above were obtained with the use methods for analyzing the impact performance and achieving the optimization in this study. Accordingly, it is considered that a technological cap between international leading companies and Korean companies have been narrowed.
Regarding drifter, which is equipment that destroys target with repeated impact, it is known that the performance gap between ‘Korean companies' products and ‘non-Korean leading companies' products is significantly wide. This study aims to narrow the technological gap by unifying hydraulic analysis technology and optimization technology and using the result for drifter. There is a difference of specifications (discharge flow rate from pump and operating pressure) of power pack of hydraulic drill which is equipped with drifter between Korean companies and non-Korean leading companies. Accordingly, it is impossible to achieve the same impact performance as that seen in hydraulic drills that manufactured by non-Korean leading companies even though their drifter products are applied to Korean hydraulic drills. In other words, developing product that is appropriate to specification of power pack of Korean hydraulic drill is needed for high performance. To achieve this goal, high performance drifter which is suitable to power pack of Korean hydraulic drill was developed in this study by lowering development cost through the application of CAE convergence technology in early design stage. Compared to before when the drifter is optimized, the research showed that the optimized drifter's impact energy, impact frequency and impact power were increased by 19.2 %, 16.2 % and 38.5 %, respectively. In addition, the optimized drifter saw a 63.7 % downturn in the surge pressure from its impact volume. The optimized drifter is capable of dealing with the large flow rate of 132.6 lpm in the limited supply condition. Also, the pressure from supply line, which has impact power of 21.2 kW, reaches 217.6 bar. Results like above were obtained with the use methods for analyzing the impact performance and achieving the optimization in this study. Accordingly, it is considered that a technological cap between international leading companies and Korean companies have been narrowed.
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