초록 ▼

1. 최종목표
① 스트로크센싱이 가능한 양방향 편로드 실린더 형식의 수문용 세라믹 코팅 실린더의 개발
② 배제용적 13cc/rev, 용적효율이 최대부하에서 70% 이상인 양방향형 유압펌프의 개발
③ 정유압 구동 방식의 특성을 고려하여, 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터 시스템의 유압회로 구성 및 성능 검증
④ 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터 시스템의 배치설계 및 최적 인테그레이션 기술 확립
⑤ 외부의 지령 값에 따라 전기모터만을 제어해주는 전기모터 구동용 제어기 이외에 수문용 전동기 일체형 유압

1. 최종목표
① 스트로크센싱이 가능한 양방향 편로드 실린더 형식의 수문용 세라믹 코팅 실린더의 개발
② 배제용적 13cc/rev, 용적효율이 최대부하에서 70% 이상인 양방향형 유압펌프의 개발
③ 정유압 구동 방식의 특성을 고려하여, 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터 시스템의 유압회로 구성 및 성능 검증
④ 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터 시스템의 배치설계 및 최적 인테그레이션 기술 확립
⑤ 외부의 지령 값에 따라 전기모터만을 제어해주는 전기모터 구동용 제어기 이외에 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터의 작동을 고려한 시스템 전체의 제어를 총괄하는 강인한상위 제어기의 개발
⑥ 에너지 효율이 20% 이상 개선된 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터의 개발을 위한 전체 시스템 사양 최종 결정 및 양방향형 외접형 기어펌프 및 유압실린더의 기초 설계
⑦ 개발된 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터의 성능시험
⑧ 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터의 실용화를 위한 상품화 설계 검토
2. 개발내용 및 결과
- 스트로크 센싱 실린더용 스트로크 센서의 개발을 완료
- 스트로크 센싱 실린더용 세라믹 코팅 실린더 로드의 개발을 완료
- 개발된 스트로크 센서 및 실린더 로드를 적용한 세라믹 코팅 스트로크 센싱 실린더 시제품 제작 완료
- 현재 7cc/rev 및 대형 수문용의 23cc/rev의 양방향형 기어펌프 시제품의 개발을 완료하였으며 목표성능을 만족함을 확인
- 제작된 스트로크 센싱 실린더와 양방향형 기어펌프, AC서보모터를 매니폴드로 일체화하여 기술개발 목표사양을 만족시킬 수 있는 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터 시스템 시제품의 제작 완료 및 목표성능을 만족함을 확인
- 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터 - 시스템에 대한 상위제어 알고리즘 개발 및 제어기 개발을 완료
- 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터의 각 컴포넌트의 최적 인테그레이션을 위한 최적의 매니폴드 설계 및 개발을 완료.
- 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터 시스템의 유압회로 구성을 완료하였으며 AMESim과 같은 유압 전문 해석 소프트웨어를 이용하여 성능 검증을 수행.
- 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터 시제품에 대한 부하 성능 시험용 장비 제작을 완료하였으며 기본적인 성능시험을 완료
3. 사업성과
? 기술적 성과
① 수문용 유압액츄에이터에 부식방지용 세라믹 실린더를 적용함으로써 수문용 액츄에이터 시스템을 반영구적으로 사용.
② 세라믹 실린더는 해수, 고열, 분진 등에 강하기 때문에 제련환경 및 선박용 유압 액츄에이터 등 산업전반에 적용이 가능
③ 스트로크센싱이 가능한 수문용 액츄에이터 시스템을 개발하면 위치측정 및 제어시스템의 구성이 간단하게 구성되기 때문에 원격 제어가 용이
④ 일체화된 수문용 액츄에이터를 개발을 통해 소형 수문에서 펌프실을 따로두는 공간문제 해소와 유지보수 및 관리의 편의성을 확보
⑤ 밸브리스 시스템의 실현으로 기존 유압 액츄에이터 시스템과 비교하여 에너지 효율의 극대화를 실현할 수 있는 수문용 액츄에이터 시스템의 실현이 가능
경제적 성과 ?
본 기술개발과제를 성공적으로 수행함으로써 세라믹 코팅 실린더의 국산 상용화 기술을 확보하였으므로 국내에서 100% 수입에 의존하고 있는 세라믹 실린더에 대한 수입 대체 실현을 위한 기술적 독자성을 확보하였으며 향후 수출시장 개척도 기대할 수 있다.
? 사회적 성과(일자리 창출 등)
본 기술개발과제를 통해 개발을 진행한 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터는 전기/전자/기계 시스템을 결합한 융합기술을 기반으로 고부가가치를 실현할 수 있는 제품이다. 또한, 전동기 일체형 유압 액츄에이터는 기존 유압 시스템 대비 에너지가 획기적으로 절감되는 시스템이다. 따라서 향후 전동기 일체형 유압 액츄에이터의 산업전반으로의 보급 및 실용화가 확대되면 고부가가치 융합기술 산업의 성장과 더불어 융합기술인력의 수요 증대로 일자리 창출효과를 기대할 수 있다. 특히, 전동기 일체형 유압 액츄에이터는 세계적/정부적 차원에서 중요성이 강조되고 있는 대표적인 녹색기술에 부합하는 산업용 액츄에이터로 탄소배출 저감 등 환경 개선에 기여할 수 있는 친환경 액츄에이터이다.
4. 기술개발결과 활용계획
① 활용분야
ㆍ선박 조타기용 유압시스템
ㆍ윙바디 등의 특장차 시장
ㆍ수문 호이스트
ㆍ제철설비
ㆍ건설기계 및 농기구
② 사업화 내용 및 방안
ㆍ한국농어촌공사에서 발주하는 수문 권양기 입찰하여 수문용 전동기 일체형 유압 액츄에이터의 납품 MOU체결
ㆍ4대강 정비 및 개발사업에 최대 1,800개 이상의 수문 건설이 필요하므로 수자원공사에 국산화 성능 발표회 개최 및 입찰
ㆍ수자원 공사에서 발주하는 경인운하의 관문 제어시스템 입찰
ㆍ제품의 신기술 등록을 통하여 수의계약으로 납품이 가능한 유리한 사업화 방안의 확보를 위하여 성능 및 에너지 절감효과에 대한 지속적 실험 진행 예정
ㆍ관련 전시회 출품 및 성능 보고회 개최
ㆍ한국 유공압시스템학회지 등에 전동기 일체형 유압 액츄에이터 관련 해설기사 투고(기투고, 유공압시스템학호지 Vol.6, No.1, pp. 11-13, 2009)
ㆍ한국 유공압시스템학회 춘계 및 추계 학술대회 발표 및 광고게재
ㆍ특장차업체(수산중공업, 화인특장, 미래특장차, 한국특장차)와의 협력방안 모색
ㆍ건설기계(현대중공업, 두산인프라코어) 및 농기구(대동공업)에의 적용 방안 검토
ㆍ선박용 스티어링 기어의 개발 및 실용화 추진
ㆍ해외 농기구 업체로의 수출방안 모색(일본 쿠보타, 얀마 등)

목차 Contents

• 목차...1
• 제 1 장 서론...2
• 제 1 절 기술개발 내용 및 목표...2
• 제 2 절 개발 추진 내용...3
• 제 3 절 사업추진현황...4
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...5
• 제 1 절 세부 개발내용 및 방법...5
• 제 2 절 정량적 목표 달성여부...5
• 제 3 장 사업성과...13
• 제 1 절 기술적 성과...13
• 제 2 절 경제적 성과...13
• 제 3 절 기타 성과...13
• 제 4 장 결론...14
• 제 1 절 기술개발결과 활용계획...14
• 최종보고 요약서...15
• 개발결과 의견서...18
• 사업비사용실적보고서...19
• I. 총괄현황...19
• II. 과제개발비 세부집행내역...19
• 부록[시제품 제작 사진]...35
• 부록[사업화 관련 MOU체결내역]...40
• 부록[최종보고회 수상실적]...42