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하이브리드 랩 방식 유압 서보 밸브의 스풀 변위에 따른 유동 천이 영역에 대한 연구
Study on Flow-Shifted Region Depending on Spool Displacement in Hydraulic Servo Valve with Hybrid Lap 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.37 no.3 = no.330, 2013년, pp.213 - 219  

정황훈 (한국기계연구원 에너지플랜트본부) ,  윤소남 (한국기계연구원 에너지플랜트본부) ,  이성수 (한국기계연구원 에너지플랜트본부) ,  양주호 (부경대학교 기계시스템공학과)

초록
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본 논문의 목적은 스풀 랜드(spool land)와 슬리브(sleeve) 사이의 정특성 방정식으로부터 스풀 밸브의 압력 특성과 유동특성을 구하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 스풀 랜드와 슬리브 사이의 유동을 환상간극 유동과 오리피스 유동, 그 중간의 천이 영역으로 나누고, 천이 영역의 유량계수를 길이에 따른 두 영역으로 나눈 선형 일차방정식으로 가정하였다. 스풀 밸브의 압력특성방정식을 구하기 위해 스풀의 중립지점에서부터의 변위에 따른 유동을 $q_a=q_b=0$의 조건으로부터 구하였으며, 스풀 밸브의 유량특성방정식을 구하기 위하여 스풀의 중립지점에서부터의 변위에 따른 유동을 $q_a=q_b$, $p_a=p_b$의 조건으로부터 구하였다. 구해진 수식의 타당성은 수치해석을 통해 실험식 및 기존논문과의 비교를 통해 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study examined the static characteristics of a spool valve with a hybrid lap between the spool land and the sleeve. The static equation for the pressure characteristics was derived from flow equations that depend on the spool displacement, and the final model was derived from $q_a=q_b=0$

주제어

#서보밸브   #하이브리드 랩   #유동 천이 영역   #압력 정특성   #유량 정특성  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 천이 영역의 유량 계수를 거리에 비례하는 값으로 선정하되, 천이 영역을 2개의 구간으로 나눠 기울기가 다른 유량 계수식을 이용하는 방법을 통해 천이 영역의 구간을 좁히면서도 압력 특성이나 유량특성을 보다 정확하게 나타낼 수 있는 관계식을 구하고자 한다.
  • 본 연구에서는 서보 밸브의 압력 정특성과 유량정특성을 스풀과 슬리브 사이의 오버랩이나 언더랩의 영향과 스풀 랜드와 슬리브 모서리의 영향을 포함하여 해석하는 것을 목적으로 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
밸브란 무엇인가? 밸브는 유체기계시스템의 작동유체를 제어하는 가장 기본이 되는 액추에이터로서 유체기계시스템의 동특성을 결정하는 중요한 요소이다. 유압 서보 밸브는 유체의 흐름을 제어하는 여러 종류의 밸브 중에서 가장 빠른 응답 특성을 가지고 있으며, 이러한 특징 때문에 항공기와 같은 특별한 유압시스템에서 사용되어지고 있다.
유압 서보 밸브의 특징은 무엇인가? 밸브는 유체기계시스템의 작동유체를 제어하는 가장 기본이 되는 액추에이터로서 유체기계시스템의 동특성을 결정하는 중요한 요소이다. 유압 서보 밸브는 유체의 흐름을 제어하는 여러 종류의 밸브 중에서 가장 빠른 응답 특성을 가지고 있으며, 이러한 특징 때문에 항공기와 같은 특별한 유압시스템에서 사용되어지고 있다. 하지만, 기술 발전에 따라 유체기계시스템 수요자들은 보다 빠르고 정확한 시스템을 요구하게 되었으며, 이에 따라 서보 밸브의 수요가 증가하는 추세에 있다.
서보밸브에서 설계 이외의 요소에는 무엇이 있는가? 압력 특성과 유량 특성을 갖는 서보 밸브를 제작하기 위해서는 서보 밸브의 설계도 중요하지만, 스풀(Spool)과 슬리브(Sleeve)를 설계대로 제작 하는 것이 보다 중요하다. 하지만, 국내 밸브 생산업체의 가공 정도는 설계된 스풀과 슬리브를 완벽히 구현하기 힘든 실정이며, 이에 따라 스풀과 슬리브 사이의 오버랩(Over lap)이나 언더랩 (Under lap)이 발생하며, 서보 밸브의 반복적인 사용에 따라 스풀 랜드와 슬리브 모서리가 곡율 반경만큼 닳게 된다. 이러한 설계 이외의 요소는 서보밸브의 압력 특성과 유량 특성에 영향을 끼치게 된다.
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참고문헌 (4)

  1. Watanabe, K. and Tsushima, K., 1995, "Static Characterirstics Analysis of Hybrid-Type Servovalve," Journal of the Japan Fluid Power System Society, Vol. 26, No. 7, pp. 888-894. 

  2. Yun, S. N., Ham, Y. B., Park, J. H. and Jeong, H. H., 2011, "A Study on the Position Control Accuracy Improvement of Spool-Sleeve for Servo Valve," 2011's Spring Conference of the Korean Society for Precision Engineering, pp. 1211-1212. 

  3. Park, H. B. and Sung, H. J., 2008, "Flow Analysis of Servo valve," 2008 KSME Fall Annual Meeting, pp.1221-1225. 

  4. Seo, J. S., Shin, Y. S., Chun, Y. H. Jeong, H. M. and Chung H. S., 2004, "A Study on the Frequency Response Characteristics of High Response Flow Control Servo Valve," International Journal Of Air-Conditioning and Refrigeration, Vol. 12, No. 3, pp. 131-140. 

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