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다구찌 기법을 이용한 3 문형 냉장고 서랍용 롤러 레일의 설계
Design of a Roller Rail for the Drawer of Three-Door Refrigerators Using Taguchi Method 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.26 no.6 = no.219, 2009년, pp.97 - 105  

이부윤 (계명대학교 기계자동자공학부) ,  김제현 (계명대학교 대학원 기계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Optimal design of a roller rail which replaces the ball rail for three-door refrigerators is presented using the finite element analysis and the Taguchi method. Stress and deformation of the roller rail for an initial design are analyzed and evaluated. Optimal design parameters are determined using ...

주제어

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문제 정의

  • 10 에 나타낸 바와 같이 서랍을 개방할 때 서랍의 전면 방향뿐만 아니라 횡방향으로도 동시에 힘을 가하면 이 유격 때문에 서랍이 회전하게 되면서 서랍이 가이드브라켓으로부터 이탈할 가능성이 존재한다. 따라서 레일의 설계안에 대해서 횡 방향 성분을 갖는 개방력에 대한 서랍의 이탈 가능성을 평가할 필요가 있으므로, 이 장에서는 설계단계에서 이를 미리 평가하기 위한 체계적인 방법을 제시하고자 한다.
  • 비록 초기설계안에서의 최대응력이 항복강도보다 낮게 나타났지만, 시작품을 제작하기 이전의 설계단계에서 가능한 한 최대응력을 최소화하는 노력이 필요하다. 따라서 본 연구에서 가이드 레일의 치수 최적설계를 통하여 최적의 설계 인자를 결정하고자 하며, 초기설계안의 해석 결과로부터 판단하면 이는 곧 가이드롤러 위치 G 에서의 응력을 최소화하는 것이 된다. 가이드레일의 치수 최적 설계를 위하여 실험계획법의 일종인 다 구찌 기법 5을 사용하였다.
  • 이와 같이 구한 평가특성으로부터 각 설계 인자의 수준별 평균값을 계산할 수 있으며, 이를 통하여 각 설계인자에 대한 평가특성의 민감도와 영향도를 평가하여 최적의 설계인자를 결정할 수 있다. 본 연구에서 평가특성치는 가이드 롤러 G 위치에서 발생하는 최대응력 Omax 으로 정하였다. 설계인자는 Fig.
  • 본 연구에서는 3 문형 냉장고의 냉장실용 식료품실 서랍용 볼 레일을 대체하는 롤러 레일의 해석과 최적설계 문제를 제시하고 평가하였다.
  • 그러나 CAE(Computer Aided Engineering)와 실험계획법 등의 효율적이고 체계적인 방법을 이용함으로써 저비용으로 보다 경제적인 설계결과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 3 문형 냉장고의 식료품실 서랍용 볼 레일을 대체하는 롤러 레일의 개발 단계에서 대두된 롤러 레일의 응력과 변형량 평가를 다루고, 레일의 주요 치수를 다구찌 기법(Taguchi methode 을 이용하여 설계하고 평가하고자 한다.
  • 책상 등의 가구의 서랍에서 널리 사용되는 플라스틱 재질의 롤러를 사용하는 롤러 레일(roller rail)은 볼 레일에 비해서 구조가 간단하고 제조비도 저렴한 장점을 갖는다. 서랍에서 사용되는 이러한 롤러 레일을 식료품 실 서랍에 적용하여 레일을 설계하기 위하여 이 연구를 시작하게 되었다.
  • 유격에 영향을 미치는 요소로는 냉장고 가동시의 냉장실의 열변형 에 의한 가이 드브라켓 위 치변화로 인한 유격변화량, 서 랍이 완전히 열 려 있는 상태 에서 서 랍의 강체 회 전으로 인한 유격변화량과 횡 방향 하중으로 인한 가이드브라켓 변형이 유발하는 유격변화량이 큰 비중을 차지한다. 이러한 세 가지의 유격을 합산한 결과값을 사용하여 가이드 레일에서의 서랍롤러 이탈과 서랍레일에서의 가이드 롤러 이탈 가능성을 평가하고자 한다.
  • 추가적으로, 횡방향 힘을 가하여 서랍을 당길 때의 롤러의 레일 이탈 가능성 평가를 위한 체계적 방법을 제시하였다. 냉장실의 열변형에 의한 가이드 브라켓 위치변화로 인한 유격변화량, 서랍의 강체회전으로 인한 유격변화량과 횡방향 하중으로 인한 가이드브라켓 변형이 유발하는 유격변화량을 합산하여 레일에서의 롤러 가능성을 평가하였다.
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참고문헌 (7)

  1. Keum, D. H., "Optimal Design for Cushioning Package of a Heavy Electronic Product Using the Drop Impact Analysis," M.S. Thesis, Dept. of Automotive Engineering, Keimyung University, 2003 

  2. Shin, K. C. and Chae, S. W., "A Study on the DoorHeight Difference of the SBS Refrigerator," Proceedings of Autumn Conference of Korean Society of Mechanical Engineers, pp. 528-533, 2004 

  3. Lee, C. L., "A Study on the Evaluation and Decrease of Door Height Difference of the Side-by-SideRefrigerator," M.S. Thesis, Dept. of Refrigeration Air-Conditioning and Energy System, Busan University, 2007 

  4. Lee, M. S., "A Study of Optimization on the Load Supporting Structure in the Side-by-SideRefrigerator," M.S. Thesis, Dept. of Refrigeration Air-Conditioning and Energy System, Busan University, 2008 

  5. Taguchi, G., "Taguchi Methods," ASI press, 1992 

  6. ANSYS Inc., "ANSYS User's Manual, Revision 6.2," ANSYS Inc., 2002 

  7. Lee, B. Y. and Lee, H. W., "Shape Optimal Design of an Automotive Pedal Arm Using the Taguchi Method," Journal of Korean Society of Precision Engineering, Vol. 24, No. 3, pp. 76-83, 2007 

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