초록 ▼

본 과제는 기존의 이동장비, 전원공급장치, 유압공급장치, 케이싱 오실레이터 등은 기존의 방식을 그대로 이용하고, 굴착지반의 상황에 관계없이 연속 굴착이 가능한 새로운 기능을 갖는 굴착기의 개발에 있다. 본 과제를 수행하기 위한 주요 연구개발 내용은 다음과 같다.
첫째, 지지부인 유압 자주식 홀더(holder)의 구조설계와 제작 및 시험을 하기위해 케이싱 내지지용 유압 자주식 잭 설계 및 제작과 지지 프레임 구조설계 및 제작, 그리고 피스톤 직경${\phi}$63㎜, 로드직경 ${\phi}$

본 과제는 기존의 이동장비, 전원공급장치, 유압공급장치, 케이싱 오실레이터 등은 기존의 방식을 그대로 이용하고, 굴착지반의 상황에 관계없이 연속 굴착이 가능한 새로운 기능을 갖는 굴착기의 개발에 있다. 본 과제를 수행하기 위한 주요 연구개발 내용은 다음과 같다.
첫째, 지지부인 유압 자주식 홀더(holder)의 구조설계와 제작 및 시험을 하기위해 케이싱 내지지용 유압 자주식 잭 설계 및 제작과 지지 프레임 구조설계 및 제작, 그리고 피스톤 직경${\phi}$63㎜, 로드직경 ${\phi}$35㎜, 사용압력 210㎏f/$cm^2$, 이송거리 100㎜인지지 실린더(holding cylinder) 취부 설계 및 조립된 지지부 제작을 수행하였고,
둘째, 회전부인 오거 드라이버(auger driver)의 구조설계와 제작 및 시험을 하기위해 선회륜 베어링(turn table bearing)의 외경 부분 기어와 유압모터에 장착된 피니언의 감속비가 8:1인 감속기 적용, 배제용적 36 cc/rev, 정격압력 210 kgf/$cm^2$, 속도 2500 rpm인 유압모터를 장착한 오거 드라이브 제작을 수행하였고,
셋째, 파쇄부인 유압식 고속 해머유닛(hammer unit)의 상세 설계 및 제작과 시험을 위해 서보제어 시스템과 결합된 유압 실린더의 내경이 ${\phi}$160㎜, 외경이 ${\phi}$190㎜, 로드직경 ${\phi}$110㎜, 이송거리가 400 ㎜인 스러스트(thrust) 실린더 역할을 겸하는 고속 유압 해머 취부 설계 및 조립을 수행하였고, 유압 해머 실험 장치를 제작하여 성능실험을 실시하였다.
마지막으로, 완제품을 조립하여 300시간 이상의 현장적용 실험을 통한 내구성의 검사를 수행하여야 하며, 그림 1은 본 연구에서 개발된 유압 자주식 대구경 지반 굴착기의 구성도를 나타낸 것이다.

Abstract ▼

In the civil engineering and construction works such as building road bridges, railroads and skyscrapers and so on, it is a basic and foundational work that drilling the ground layer, above all, in several tens meters depth.
Though the existing drilling work for the ground layer is applied by va

In the civil engineering and construction works such as building road bridges, railroads and skyscrapers and so on, it is a basic and foundational work that drilling the ground layer, above all, in several tens meters depth.
Though the existing drilling work for the ground layer is applied by various construction equipment with an oscillator and a crane as well as machine tools such like a hammer grab and drill bits, the workers often need to change the drilling tools based upon the geological states as a soil or rock throughout the ground layer. It leads to time delay as well as the loss of financial affairs and man power in total construction progress.
In this study, we have developed a new hydraulic self-supported earth drilling machine to operate on the reverse circulation drilling method and not to break the work regardless of ground condition, using the existing equipment such as drilling equipment, transfer equipment, electronic and hydraulic power supply, casing oscillator and etc..
The main goal and specification of the developed drilling machine are as follow;
${\cdot}$ Min. depth : 30 m
${\cdot}$ Max. dia. of drilling : 0.9 m
${\cdot}$ Max. trust force of drilling : 18 ton
${\cdot}$ Max. torque of drilling : 87 kgfㆍm
First of all. we have designed the basic structure of new drilling machine and then manufactured a trial product made up with a hydraulic self-supported holder, an auger driver, a hydraulic single hammer or thrust cylinder and etc..
As this new self supported hydraulic ground drilling machine of large diameter hole can be applied on any severe circumstance for various foundation works, it would be increased the demand of market for advanced countries.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• SUMMARY...6
• 목차...7
• CONTENTS...8
• 제1장 서론...9
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성...9
• 제2절 당해연도 연구개발 범위...10
• 제2장 국내·외 기술개발 현황...12
• 제1절 국내 및 국외의 관련기술 동향...12
• 2.1.1 국내기술동향...12
• 2.1.2 국외기술동향...13
• 2.1.3. 기술동향 분석 결론...13
• 제2절 특허조사 및 분석...14
• 2.2.1 특허조사...14
• 2.2.2 특허분석...23
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과...24
• 제1절 기초 지반 조사...24
• 3.1.1 지츨별 지반의 강도 분석...24
• 제2절 지반 구조에 따른 굴착속도 영향 분석...34
• 3.2.1 굴착속도 산정 방법...34
• 3.2.2 굴진속도 산정...35
• 3.2.3 굴착기의 종류 및 특징...37
• 제3절 유압식 해머 설계를 위한 기초 실험...40
• 3.3.1 업체별 유악 해머 사양분석...40
• 3.3.2 해머 견품 분석...42
• 3.3.3. 해머 견품의 특성 분석실험...44
• 제4절 유압 자주식 대구경 굴착기 설계 및 제작...45
• 3.4.1 오거 드라이버(auger driver)...46
• 3.4.2 해머(hammer)...51
• 3.4.3 유압 자주식 홀더부(Hydraulic supported holder part)...54
• 제5절 성능평가 및 결과...58
• 3.5.1 해머 실험...58
• 3.5.2 굴착기 실험...60
• 제4장 연구개발 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...62
• 제1절 연구개발 목표 달성도...62
• 4.1.1. 최종목표...62
• 제2절 관련분야에의 기여도...66
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획...67
• 제1절 추가연구의 필요성...67
• 제2절 타연구에의 응용 및 기업화 추진방안...67
• 5.2.1 타연구에의 응용...67
• 5.2.2 기업화 방안...68
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...69
• 제1절 해외장비 현황...69
• 제2절 해외 굴착공법 현황...72
• 제7장 참고문헌...74
• 부록...75
• 자체평가의견서...77
• 대구경 지반굴착기 설계도...81
• 국내 특허출원 명세서...92
• 시작품 및 실헐관련 사진...121
• 시작품 조립 공정도...124