• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제29권1호
• /
• pp.37-44
• /
• 2016

본 연구는 2.5MW급 풍력발전기용 기어박스의 동특성 분석에 관한 것으로서, 유연핀(flexible pin) 채용에 따른 유성기어축의 미스얼라인먼트(misalignment) 개선여부와 충격하중에 따른 기어박스의 동응답 특성을 유한요소해석을 통해 고찰하였다. 내부의 복잡한 기어시스템의 하중전달을 정확하게 그리고 효과적으로 반영하기 위해 치접촉을 등가 치강성계수를 갖는 스프링요소와 물림률을 이용하여 모델링하였다. 기어의 등가 치강성계수는 기어치에 대한 변형해석을 통해 계산하였으며, 동특성 분석을 위해 기어박스 입력단에 충격 토오크를 부과하였다. 수치실험을 통해 등가 치강성모델의 타당성을 검증하였으며, 양단 그리고 일단 고정축과의 상대 비교를 통해 유연핀 적용에 따른 유성기어축의 미스얼라인먼트 개선여부를 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제18권9호
• /
• pp.140-146
• /
• 2001

Seals in a universal joint bearing are important components reinforcing lubrication performance by holding lubricant and preventing infiltration of dust, moisture, etc.. There is a great difference in seal performance according to seal shape and bonding position. Therefore, in this study, as for both the lip type seal and the O-ring type seal, FE analysis is conducted using Mooned-Rivlin Model. The results show that O-ring type seal does not have any effect of misalignment angle compared with lib type seal, which is more profitable.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 1992년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.91-95
• /
• 1992

현재 대부분의 공작기계에서는 모터의 동력을 주축으로 전달하기 위해서 커플링, 밸트,기어 등을 사용하고 있지 만 주축이 고속회전할 수록 커플링 구동방법에서는 주축과 모터의 미스얼라인먼트에 의한 진동과 소음이 커지고 벨트 구동방법에서는 원심력에 의한 벨트 장력의 증가 및 벨트의 파손현상, 벨트와 풀리간의 미끄럼현상 등이 발생하며, 기거 구동방법에서는 기어간의 금속접촉에 의한 진동과 소음이 증대하게 된다. 본 연구에서는 모터내장형 주축의 동특성을 체계적으로 해석하기 위해서 유한요소모델을 도입하였다. 특히 공작기계 주축은 세장비가 비교적 작기 때문에 Timoshenko보 이론으로 모델화하였고, 여러장의 얇은 철심용 강판들도 적층된 내장형 모터의 회전부(rotor)는 굽힘변형 및 전단변형에 대해서 상당 수준의 강성효과를 나타내기 때문에 질량효과 외에도 그 강성효과를 수학적 모델에서 고려하였다, 또한 진동실험 결과로 부터 모터회전부의 강성특성을 규명하는 방법을 제시하였으며, 제안된 규명방법의 유용성은 모터내장형 주축에 대한 모드매개변수의 이론값과 실험값을 비교함으로써 입증하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.386-394
• /
• 1995

시편의 미소 변형을 측정하는 Moire법의 한 응용 방법인 미스얼라이먼트법을 이용하여 발생된 화상을 푸리에 변환에 의하여, 주파수 함수로 전환시킨 후 표준화 이론을 적용하여 시편의 변형을 Moire 무늬로 설명하고, 이를 뒷받침하는 식들을 유도하였다. 특히, 미스얼라인먼트법에서 발생되는 무늬의 회전 현상이나 무의 개수의 증가를 설명하고 이에 관련된 식들을 얻었다. 또한 무의 차수와 변형율과의 상관 관계를 보여주는 식을 주파수 벡터법과 기하하적인 방법으로 각각 유도하여, 이들 두식이 통상의 Moire법에서도 적용가능한 보다 유용한 식임을 확인하였다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.8-14
• /
• 2014

A slewing reducer consists of two planetary gearsets which require a good load distribution over the gear tooth flank for enhanced durability. This work investigates how the bearing characteristics influence the load distribution over the gear tooth flank. A complete system model is developed to analyze a slewing reducer, including the non-linear mesh stiffness of the gears and the non-linear stiffness of bearings. The results indicate that the type, arrangement and preload of the output shaft bearings greatly influence the gear mesh misalignment, contact pattern, face load factor, gear safety factor and lifetimes of the parts.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.29-35
• /
• 2013

The pitch reducer consists of several planetary gearsets, and they should have good load distribution over gear tooth flank and load sharing among the planets to improve the durability. This work investigates how bearing internal clearances influence both the load distribution over the gear tooth flank and the planet load sharing. A whole system model is developed to analyze a pitch reducer. The model includes non-linear mesh stiffness of gears, non-linear stiffness of bearings. The results indicate that the face load factor and mesh load factor decrease, and the fatigue life of output shaft bearings increase as bearing internal clearances of output shaft decrease. Therefore, the internal clearance of output shaft bearing must be considered when designing the pitch reducer for wind turbines.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.830-836
• /
• 2011

Most of pitch/yaw reducers consist of several planetary geartrains. Planetary geartrains make gearboxes to be small and light, low noise and good efficiency. Most important thing in the planetary geartrain is load distribution on the gear tooth flank. In this study, the effect of output shaft bearings on the load distribution of gear tooth flank has been investigated. The commercial software was employed to compare the load distribution of two models depending on the bearing type. The spherical roller bearing(SRB) and the cylindrical roller bearing(CRB) were used as output shaft bearings in the $1^{st}$ model, and two taper roller bearings(TRB) were used in the $2^{nd}$ model. As a result, it was found that the $2^{nd}$ model. showed better performances on the load distribution of gear tooth flank, this results stated that the output shaft bearing system could be important consideration when designing reducers for wind turbine systems.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권9호
• /
• pp.953-960
• /
• 2012

풍력발전기용 증속기의 유성기어열에서 한단 지지 캐리어에 유연 핀을 적용하여 유성 축과 유연 핀의 변형에 의한 자기 정렬 효과가 증속기 유성기어열의 수명에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 유성기어열의 하중 분배 효과를 분석하기 위하여 오일러 이론과 상용 프로그램을 이용하였다. 풍력발전기용 증속기에 한단 지지 캐리어와 유연 핀이 사용됨에 따라 유성기어의 미스얼라인먼트, 치면 하중분포 계수 및 요구수명이 만족할 만한 성능 향상을 가져왔으며, 특히 요구수명에 있어서 증속기가 요구하는 20년 보증 수명을 만족하는 것으로 확인되었다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.44-53
• /
• 2021

As environmental issues have emerged worldwide, emission gas regulations have been strengthened. In the construction machinery sector, studies have been actively conducted to utilize the power source of electric motors owing to the increasing demand for zero emissions. In this study, the gear specifications of an electric axle for construction machinery were selected by considering the specifications of the motor, gear tooth contact pattern, and face load factor. The gear strength evaluation was performed at the system level using the simulation model. The bending and contact strength of the spiral bevel gears and the bending strength of the planetary gear set showed a safety factor of 1 or more. However, the contact strength of the planetary gear set showed a safety factor of 0.92. Conservative results were derived by performing the analysis under the rated load condition of the motor. However, the ratio of the equivalent torque to the rated torque of the motor was 45% or less, hence, it was determined that no difficulties should arise regarding the durability of the axle.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권2호
• /
• pp.267-275
• /
• 2012

본 논문은 정상풍속과 돌발풍속을 수학적으로 모델링하고 풍향에 따라 전달되는 메인축에서의 전달모멘트를 조사하여 기어박스에 전달되는 풍하중의 특성을 파악하였다. 정상풍속은 지상에서 고도가 높아짐에 따라 속도가 증가하게 설정을 하였다. 풍하중에 의해서 메인축으로 전달되는 모멘트의 평균값과 하모닉값을 풍향 입사각을 $-45^{\circ}{\sim}45^{\circ}$로 변화를 주며 특성을 파악하였다. 또한 기어 트레인의 미스 얼라인먼트를 유발시키는 굽힘 모멘트의 특성을 파악하였다. 정상풍속모델에서는 블레이드의 3배수 주파수(3X)로 하는 토크의 가진이 생기며, 바람의 방향이 $+22.5^{\circ}$일 때 수평방향의 굽힘 모멘트가 주축으로 들어가는 토크의 50%수준으로 발생하는데 이는 수평방향으로의 탄성 축 휘임을 유발하여 치가 모서리에서 물림이 발생하게 하는 원인을 제공함을 알 수 있었다. 돌발풍속의 경우, 3X, 6X, 9X를 가진 주파수로 하는 토크의 가진이 바람의 방향이 +방향으로 커질수록 하모닉항의 상대 비율이 증가하였다.