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논문 상세정보

초록

굴삭기에 부착되는 유압 브레이커는 건물의 파괴 및 분해, 도로 포장재의 파손, 채석장에서의 암석 파단 등에 사용되고 있는 부착작업기의 일종의 건설 장비이다. 따라서 유압브레이커의 성능은 주로 충격량 및 충격 효율에 의해 평가되며, 이는 제조사 및 사용자 모두에게 중요한 요소이다. 본 논문에서는 건설 현장에서 주로 사용되는 20톤급 유압브레이커를 대상으로 상용 프로그램인 SimulationX를 사용하여 유압밸브 및 피스톤의 수압 면적 또는 작동 조건에 따라 유압 브레이커의 충격량 예측을 위한 모델링 및 해석을 진행하였다. 또한, 모델링 및 해석의 신뢰성을 확인하기 위하여 기존 실험 연구의 결과를 통하여 비교 및 검증하였다. 본 연구 결과는 제작 이전의 설계 단계에서 유압 브레이커의 충격량을 예측하고 충격량 향상을 위한 파라미터 연구에 도움이 될 것으로 본다. 또한 제조사 측에서는 본 논문의 결과를 통하여 유압 브레이커의 충격량을 미리 예측함으로서, 시행 착오 방지를 통하여 개발 시간 및 비용을 절감할 수 있을 것으로 예측한다.

Abstract

A hydraulic breaker attached to an excavator is a kind of constructuion equipment which is used for the disassembling of buildings, crashing road pavement, breaking rocks at quarry and etc. Therefore, the performance of the hydraulic breaker is mainly evaluated by the impact quantity and impact efficiency, which is an important factor for both the manufacturer and the user. In this paper, modeling and simulation for the prediction of the impact of the hydraulic breaker was conducted according to hydraulic pressure area and operating conditions of the hydraulic valve and piston using the commercial tools SimulationX for the 20ton hydraulic breaker which is mainly used in construction site. In order to verify the reliability of modeling and simulation, the results of previous experimental studies were compared and verified. The results of this study are expected to be useful for predicting the impact of the hydraulic breaker at the design stage before manufacturing and for studying parameters for improving the impact quantity. In addition, the manufacturer predicts that the development time and cost will be reduced through trial and error prevention by predicting the impact of the hydraulic breaker through the results of this paper.

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유압 브레이커
유압 브레이커의 충격량 측정이 어려운 이유는?
충격량은 큰 운동에너지에 의해 발생하게 됨

따라서 유압 브레이커의 충격량은 유압 브레이커의 성능을 평가하는 중요한 요소이다. 하지만, 유압 브레이커의 충격량은 큰 운동에너지에 의해 발생하게 됨으로 정확한 측정이 어려우며, 기존의 방법으로는 로드셀(Load cell), 스트레인 게이지(Strain gauge) 등을 사용하여 실험을 통하여 측정하거나 [5, 6], 실린더의 압력 및 체적 변화로부터 충격량을 환산하는 방법 [2]을 사용하였다. 이러한 기존의 방법들은 모두 실험을 통하여 측정을 해야 하는 이유로 상당한 시간과 비용이 필요했으며, 충격량의 정확도 역시 실험의 케이스에 따라 다르게 나타나는 특성을 보였다.

유압 브레이커의 충격량
기존의 유압 브레이커의 충격량 측정의 특징은 무엇인가?
모두 실험을 통하여 측정을 해야 하는 이유로 상당한 시간과 비용이 필요했으며, 충격량의 정확도 역시 실험의 케이스에 따라 다르게 나타나는 특성을 보였다.

하지만, 유압 브레이커의 충격량은 큰 운동에너지에 의해 발생하게 됨으로 정확한 측정이 어려우며, 기존의 방법으로는 로드셀(Load cell), 스트레인 게이지(Strain gauge) 등을 사용하여 실험을 통하여 측정하거나 [5, 6], 실린더의 압력 및 체적 변화로부터 충격량을 환산하는 방법 [2]을 사용하였다. 이러한 기존의 방법들은 모두 실험을 통하여 측정을 해야 하는 이유로 상당한 시간과 비용이 필요했으며, 충격량의 정확도 역시 실험의 케이스에 따라 다르게 나타나는 특성을 보였다. 또한 실험이 아닌 예측 방법을 통해 충격량을 예측하는 기존 방법으로는 전달 경로 분석 (Transfer path analysis)을 이용하는 방법 [7], 운동 방정식을 이용하는 방법 [8] 등이 있었으나, 많은 가정이 들어가며 복잡한 수식으로 인해 산업계에서 사용하기 힘든 단점이 있다.

유압 브레이커
유압 브레이커란 무엇인가?
건물의 파괴 및 분해, 도로 포장재의 파손, 채석장에서의 암석 파단 등에 사용되고 있는 부착작업기의 일종의 건설 장비

굴삭기에 부착되는 유압 브레이커는 건물의 파괴 및 분해, 도로 포장재의 파손, 채석장에서의 암석 파단 등에 사용되고 있는 부착작업기의 일종의 건설 장비이다. 따라서 유압브레이커의 성능은 주로 충격량 및 충격 효율에 의해 평가되며, 이는 제조사 및 사용자 모두에게 중요한 요소이다.

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