[논문]철도차량용 공기스프링 시험방법 규격안에 대한 연구

허현무; 권성태; 최경진; 김완두

철도차량용 공기스프링 시험방법 규격안에 대한 연구
A study on the testing methods of air spring for railway rolling stock 원문보기

허현무 (한국철도기술연구원) , 권성태 (한국철도기술연구원) , 최경진 (한국철도기술연구원) , 김완두 (한국기계연구원)

Air spring for railway rolling stock is a part of secondary suspension system, which is supporting load, damping vibration. Recently, air springs are actively applied to railway rolling stock to substitute the coil spring by upgrading the manufacturing skill. This study is started to develop draft for the testing methods of air spring for railway rolling stock. We have tested several items on testing methods to guarantee the performance of air spring. Thus, we have developed the test draft for air spring.

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문제 정의

따라서, 국내에서도 기 적용되고 있는 철도차량용 공기스프링에 대한 유지보수와 신차 개발 시제작 비용 절감을 위한 철도부품 국산화 개발 노력이 활발한 즈음, 국내 공기스프링관련 기술의 향상을 도모할 목적으로 본 연구를 시작하였다. 본 연구는 철도차량용 공기스프링 시험방법에 대한 규격안을 개발하기 위한 연구로서 철도차량용 공기스프링의 제 성능 및 시험방법에 대한 연구를 수행하였다.
국제수준에 부합, 국내 기술수준 제고 측면에서 고려되었다. 또한 본 규격관련 최종안 도출과 관련하여 철도차량용 공기 스프링 관련 기관인 철도운영 처, 차량제작사, 부품제작사등의 자문을 구하여 규격의 완성도를 제고하고자 노력하였다. 표5는 규격안 주요 시험항목에 대하여 비교한 표이다.
도모할 목적으로 본 연구를 시작하였다. 본 연구는 철도차량용 공기스프링 시험방법에 대한 규격안을 개발하기 위한 연구로서 철도차량용 공기스프링의 제 성능 및 시험방법에 대한 연구를 수행하였다. 철도차량용 공기스프링의 정상적 품질확보를 위한 규격안 도출을 위하여 실차시험 및 해석, 시험안 도출 및 적합성 분석시험, 규격 최종안 도출의 연구가 수행되었다.
시험안에 의거하여, 외산 공기스프링 시료을 대상으로 외산 시료에 대한 성능데이터를 확보하고 시험안에 대한 적합성을 분석하고자 시험을 실시하였다. 시험품은 국내 철도차량에 적용 중인 일본 Bridgestone사의 고무벨로즈형 공기스프링을 대상으로 하였다.
철도차량용 공기스프링의 정상적 품질확보를 위한 시험규격을 개발하기 위하여 공기스프링 의제 성능 및 시험방법에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 관련된 자료 조사 및 분석, 실차시험 및 해석, 시험안 도출 및 적합성 분석시험, 규격 최종안 도출의 일련의 연구가 수행되었다.

제안 방법

분석하였다. 각 각의 항목에 대하여 분석한 결과를 토대로 시험데이터 취득과 적합성 분석을 위하여 활용될 시험안을 작성하였다.
국내외에서 철도차량용 공기 스프링 제작 사양 및 시험방법으로 적용 중인 대차 부품규격서 , 제작시방서 , 품질인증기준, 규격등을 조사하여 각 규격의 구성, 적용범위, 시험항목, 시험 방법 등을 분석하였다.(표2)
규격의 각 시험항목은 본 규격과 관련된 한국산업규격과 부합하게 작성하였으며, 시험 방법에 따른 성능기준은 균일한 동적성능 확보와 내구성 향상을 목적으로 국내 철도기술 수준을 고려하여 국제수준에 부합, 국내 기술수준 제고 측면에서 고려되었다. 또한 본 규격관련 최종안 도출과 관련하여 철도차량용 공기 스프링 관련 기관인 철도운영 처, 차량제작사, 부품제작사등의 자문을 구하여 규격의 완성도를 제고하고자 노력하였다.
도출하였다. 규격의 구성은 적용범위, 인용규격, 정의, 종류, 성능, 검사 및 시험, 검사방식으로 하였다.
시험품은 국내 철도차량에 적용 중인 일본 Bridgestone사의 고무벨로즈형 공기스프링을 대상으로 하였다. 또한, 현 국산화 개발 중인 국산 공기스프링 시료의 성능수준 분석, 시험안과의 부합 여부를 분석하기 위하여 국산 공기스프링 시료를 대상으로 시험을 실시하였다.
철도차량용 공기스프링에 대한 균일한 동적성능 및 주행 안전성 확보를 위하여, 국제규격 수준과 부합하고 국내 철도현실에 적합한 철도차량용 공기스프링 시험방법에 대한 한국산업규격(안)을 개발하였다. 향후 본 규격안은 한국산업규격으로 제정되어 철도관련 수요자에게 철도부품에 대한 시험규격으로 적극 활용될 것으로 기대된다.
철도차량용 공기스프링에 대한 특성 분석, 실차시험 데이터 분석, 시험안 작성, 외산 및 국산 시료에 대한 시험데이터 취득 및 시험안 적합성 분석등 연구내용에 의거하여 규격안을 도출하였다. 규격의 구성은 적용범위, 인용규격, 정의, 종류, 성능, 검사 및 시험, 검사방식으로 하였다.
철도차량용 공기스프링의 시험규격개발 측면에서 적용범위, 종류, 필요조건, 시험일반조건, 검사, 시험항목, 합격 수준 등의 항목에 대하여 분석하였다. 각 각의 항목에 대하여 분석한 결과를 토대로 시험데이터 취득과 적합성 분석을 위하여 활용될 시험안을 작성하였다.

대상 데이터

규격 시험항목 및 기준치 도출을 위하여 공기스프링 적용 철도차량을 대상으로 해석 및 실험을 수행하여 주행특성을 분석하였으며 표1과 같다.
시험안에 대한 적합성을 분석하고자 시험을 실시하였다. 시험품은 국내 철도차량에 적용 중인 일본 Bridgestone사의 고무벨로즈형 공기스프링을 대상으로 하였다. 또한, 현 국산화 개발 중인 국산 공기스프링 시료의 성능수준 분석, 시험안과의 부합 여부를 분석하기 위하여 국산 공기스프링 시료를 대상으로 시험을 실시하였다.

후속연구

향후 본 규격안은 한국산업규격으로 제정되어 철도관련 수요자에게 철도부품에 대한 시험규격으로 적극 활용될 것으로 기대된다.

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