• 기계저널
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• 제54권7호
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• pp.51-55
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• 2014

이 글에서는 풍력발전기 핵심부품인 유성기어박스의 구조 및 특징에 대해 알아본 후 고장 진단을 위해 어떤 기술들이 개발되었는지를 알아본다. 그리고 유성기어박스 고장 진단에 있어 예상되는 어려움과 그것을 해결하기 위한 고장 진단 기술 및 향후 연구 방향을 제시하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권7호
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• pp.665-671
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• 2015

유성 기어박스의 진동기반 고장진단 기법은 조립 및 제작공차와 하중조건에 의해 결정되는 진동 변조특성에 따라 성능을 달리하는 특성을 갖는다. 이 논문에서는 풍력발전기에 장착되어 있는 유성 기어박스의 고장을 효과적으로 진단하기 위해 진동 변조특성을 고려한 고장진단기법을 제안하고자 한다. 리샘플링된 진동신호에 대한 대역 필터링을 사용함으로써 유성기어박스의 진동 변조특성을 규명하고자 하였으며, 진동추출 윈도우함수의 최적위치를 선정하여 활용함으로써 가변적 진동 변조현상에서도 강건한 고장진단을 수행할 수 있도록 하였다. 제안된 고장진단기법의 검증을 위해 2kW 급 풍력발전기 테스트베드가 설계되었으며 기어 치 부분파손이 모사 제작되어 기어박스에 장착되었다.

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

• 한국생산제조학회지
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• 제21권2호
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• pp.316-323
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• 2012

In order to meet the service life of planetary gearbox, a planet bearing, well known as the component with the highest failure rate, is designed. To predict the bearing fatigue life, ISO standard(ISO/TS 16281) is used, and the design parameters of the bearing are optimized using a parametric method. The whole planetary gearbox model is developed using a commercial software to calculate loads acting on planet bearings accurately. The results state that the designed bearings are satisfied with the life of 15,000hours, and the bearings that consist of 22rollers of 58mm have 1.6times longer life and better load sharing relatively than 22rollers of 28.5mm. Also, the increase in preload of taper roller bearings on the output pinion shaft prolongs the life of planet bearings regardless of roller's length.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.237-243
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• 2012

5MW급 풍력발전용 기어박스의 효율적인 구조해석과 근사모델을 생성하여 경량화를 위한 형상 최적설계를 수행하였다. 풍력발전용 기어박스의 구조는 기어 트레인, 축, 베어링, 하우징과 같이 복잡한 구성요소로 이루어져 있어 구조해석에 많은 요소 수를 요구하고 있다. 본 연구에서는 헬리컬 기어의 치강성 계수를 고려한 효과적인 기어박스의 구조해석 모델을 생성하였다. 치강성 계수를 사용한 유성 기어열은 상대적으로 적은 요소 수와 해석시간으로도 전체 기어박스 시스템의 구조해석과 형상 최적화를 가능케 한다. 치강성을 이용한 단순화된 해석모델과 근사모델을 적용하여 하우징 무게에 영향이 큰 부위의 두께를 설계변수로 설정하여 케이스 최적설계안을 도출하였으며, 최적설계를 위해 사용된 근사모델의 신뢰성과 최적 기어박스 하우징 형상의 수치해석을 통해 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권10호
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• pp.2619-2627
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• 2000

In this paper, the vibrational characteristics of a foot mount type gearbox for epicyclic gear train have been studied. The modal parameters and mode shapes of a gearbox have been computed using AN SYS code. Modal testing was carried out to verify the FEM analysis model. It has been shown that the analysis results are in good agreements with the experimental results. Harmonic analysis has been executed to verify the effect of thickness variance of gearbox housing on the modal response. Analyzing the calculated results, some guides for optimal vibration response has been deduced.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.837-842
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• 2000

In this Paper, the vibrational characteristics of a gearbox for epicyclic Rear train have been studied The modal parameters and mode shapes of a gearbox have been computed using ANSYS code. Modal testing was carried out to verity the FEM analysis model. It has been shown that the analysis results are m good agreements with the experimental results. Harmonic analysis has been executed to verify the effect of thickness variance of gearbox housing on the modal response. Analyzing the calculated results, some guides fer optimal vibration response has been deduced.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.503-504
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• 2014

• 한국생산제조학회지
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• 제21권2호
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• pp.305-310
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• 2012

Planetary gear box is a power transmitter having very high gear ratio in compact volume. The planetary step-down gear box converts high speed and low torque into low speed and high torque, which is widely used in constructional and industrial machinery field. And, the planetary step-up gear box does vice versa working, which is used as main gear box of large sized wind mill system. The large sized planetary gear box must be performed the normal-opposite rotation test as a its durability test for achieving the reliability. The large sized planetary gear box is composed by triple gear trains of sun gear, carrier, and ring gear. If input power is supplied into one of them and the other is fixed, and then another becomes the output part. In this paper, we designed a new test equipment which can do rapid normal and opposite rotational change with only small displacement by supplying test power using the above rotation (driving) characteristics and hydraulic cylinder and link, and also compared and analyzed with existing method through various experiments.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.253-261
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• 2014

본 연구에서는 스퍼 유성기어시스템 2단, 헬리컬기어 시스템 1단으로 구성되어 있고, 메인 축과 증속기가 플랜지 결합되어 있는 동력분기식 2.5MW 풍력발전기에 대해 진동해석을 수행하였다. 유성기어시스템, 헬리컬기어시스템, 메인 축 등은 MASTA 상용프로그램으로 모델링하고, 기어박스 케이스, 토크암, 유성캐리어, 플랜지 등은 유한요소법으로 모델링하였으며, 부분구조합성법으로 조합하여 진동해석을 수행하였다. 2.5MW 동력분기식 풍력발전기 기어트레인의 고유진동 특성 해석을 수행하였고, 블레이드 풍하중에 의한 가진, 질량불평형, 축 어긋남 등에 발생하는 가진원에 대해 위험속도 분석을 하였다.