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선박 추진용 유압작동식 다판 마찰클러치 고착현상 고장탐구
Root cause analysis of sticking in hydraulically actuated multi-disc friction clutch for ship propulsion 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.41 no.4, 2017년, pp.330 - 336  

정상후 (Division of Land system Center, Defense Agency for Technology & Quality) ,  김정렬 (Department of Marine Systems Engineering, Korea Maritime and Ocean University) ,  신재원 (Department of Land system center, Defense Agency for Technology & Quality)

초록
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본 연구는 고무 탄성커플링을 적용한 특수선의 디젤엔진 추진체계에서 유압작동식 다판, 습식 마찰클러치의 고착에 대한 원인분석 내용이다. 클러치 고착원인 분석을 위해 피쉬본((fish bone) 방법으로 클러치 및 감속기어 분해조사, 선박 탑재상태에서의 체계 시험 및 부품 조사, 비파괴 시험 등을 통해 수행하였다. 마찰판 고착은 클러치 중공축의 크랙부를 통해 제어오일 누설로 인한 슬립, 마찰열 발생에 의해 발생되었다. 마찰판 냉각 오일 또한 크랙부를 통해 동시에 누설에 기인한 유량부족으로 클러치 마찰판은 국부적인 눌러붙임이 발생하는 핫스팟(hot spot)에 의해 고착되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study performs a root cause analysis of the sticking that occurs in the hydraulically actuated wet type multi-disc friction clutch in a ship's diesel engine propulsion system that uses rubber elastic coupling. The fishbone method was used to study the sticking through dismantling investigation ...

주제어

#마찰 클러치   #고착   #슬립   #제어 오일   #냉각 오일  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 클러치 고장연구와 관련하여 한국해양수산연구원에서 소형선박을 대상으로 선박용 유압클러치 사고사례, 사고유형과 사고원인 등을 연구하였으며, 차량용 클러치 시스템의 고장사례와 클러치디스크의 불규칙 진동에 의한 디스크 파손 등에 대힌 연구가 수행되어 왔다[1]-[3]. 본 연구는 고출력 전달 및 소형 경량화된 선박용 감속기어에 내장된 추진용 마찰 클러치가 선박 납품 후 운용 중 클러치 분리상태에서도 출력축의 워터젯추진기가 회전하는 현상이 발생된 고장에 대한 연구이다. 이에 감속기어 및 클러치를 분해하여 확인한 결과, 클러치 내,외부 마찰 판의 발열, 이상마모, 변형, 고착과 클러치 허브 보어와 조립축 표면의 프렛팅과 감속기어 클러치와 조립된 축을 지지하는 베어링의 편마모, 스크래치와 스플릿부의 프렛팅 현상이 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고속 선박용 추진클러치의 국내기술의 실정은 어떠한가? 추진기관의 동력을 추진기에 전달 및 차단하는 목적으로 설치되는 선박용 유압 작동식 다판 마찰클러치는 소형 경량화 및 동력전달 용량과 내구성 증가가 꾸준히 추구되면서 관련 기술이 발전되어 오고 있다. 고속 선박용 추진클러치는 국내기술 부족으로 국외품을 해외에서 구매하여 클러치, 피니언기어, 퀼사프트를 조립후 조립체를 해외원제작사의 기술도입생산으로 제작하는 감속기어에 조립, 생산되어 클러치 관련 고장탐구 및 국내기술축적이 미흡한 실정이다. 해상에서의 선박 추진용 클러치의 고착이나 고장발생시 선박의 조종성과 추진성을 상실하게 되어, 타 선박과 충돌하거나 암초와 좌초 및 황천시는 전복 등으로 연결되어 선박 및 운용자의 인명 안전사고와 직결될 수 있으므로, 선박 운용중 클러치 고착이나 소손현상 발생시 정확한 원인규명과 대책을 수립할 필요가 있다.
선박용 유압 작동식 다판 마찰클러치는 어떤 목적으로 설치되는가? 8%를 차지한다[1]. 추진기관의 동력을 추진기에 전달 및 차단하는 목적으로 설치되는 선박용 유압 작동식 다판 마찰클러치는 소형 경량화 및 동력전달 용량과 내구성 증가가 꾸준히 추구되면서 관련 기술이 발전되어 오고 있다. 고속 선박용 추진클러치는 국내기술 부족으로 국외품을 해외에서 구매하여 클러치, 피니언기어, 퀼사프트를 조립후 조립체를 해외원제작사의 기술도입생산으로 제작하는 감속기어에 조립, 생산되어 클러치 관련 고장탐구 및 국내기술축적이 미흡한 실정이다.
추진용 마찰 클러치 운용 중 클러치 분리상태에서도 출력축의 워터젯추진기가 회전하는 현상에 대한 연구는 어떤 결과를 보이는가? 본 연구는 고출력 전달 및 소형 경량화된 선박용 감속기어에 내장된 추진용 마찰 클러치가 선박 납품 후 운용 중 클러치 분리상태에서도 출력축의 워터젯추진기가 회전하는 현상이 발생된 고장에 대한 연구이다. 이에 감속기어 및 클러치를 분해하여 확인한 결과, 클러치 내,외부 마찰 판의 발열, 이상마모, 변형, 고착과 클러치 허브 보어와 조립축 표면의 프렛팅과 감속기어 클러치와 조립된 축을 지지하는 베어링의 편마모, 스크래치와 스플릿부의 프렛팅 현상이 있었다. 본 연구에서는 4행정 고속 디젤엔진과 고무 탄성커플링을 적용한 특수선의 감속기어 내장형 추진용 습식 마찰클러치 고착현상에 대한 고장탐구를 수행하였다.
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참고문헌 (6)

  1. Y. U. Kim, "Satisfaction survey of training to prevent marine accident on hydraulic clutch in small ships," Journal of the Fisheries and Marine Sciences Education, vol. 26, no. 5, pp. 966-978, 2014 (in Korean). 

    원문보기 상세보기 crossref

  2. C. K. Kim and I. K Lee "Failure study for tribological characteristic analysis of a clutch system in passenger cars," Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers, vol. 22, no. 4, pp. 196-206, 2006 (in Korean). 

  3. H. S. Lee and C. D Cho, "Study on the fracture of automotive clutch disk due to abnormal vibration," Proceedings of the Koean Soceity for Noise and Vibration Engineering Fall Conference, pp. 519-524, 2006 (in Korean). 

  4. S. H. Jeong, Research Report on the Root Cause Analysis of the Sticking for the Hydraulically Acutuated Type Multi-Disc Friction Clutch, Technical Report DTaQ-17-5111-R, Department of Land System Center the 4th Team, Defence Agency for Technology & Quality, Korea, pp. 18-69, 2017 (in Korean). [online]. Available: http://8.1.4.227/infoSearch/relationLib/BrowseSrcWebDetail.do 

  5. H. Y. Kim, S. Y Jang, and W. J. Kim, "Frictional heat generation in wet clutch engagement according to groove pattern on clutch pad," Journal of the Koean Soceity of Tribologists and Lubrication Engineers, vol. 30, no. 5, p. 265, 2014 (in Korean). 

    원문보기 상세보기 crossref

  6. H. Y. Kim, S. Y Jang, and W. J. Kim, S. H. Cho, and J. D. Jang, "Thermal analysis of friction plates of wet clutch by the patterned grooves," Proceedings of the Koean Soceity of tribologists and lubrication engineers fall conference, p. 110, 2013 (in Korean). 

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