• 제목/요약/키워드: 유압 시스템

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유압밸브 구동용 서보 액추에이터의 신뢰성 향상을 위한 설계 파라미터 도출 (Inducement of Design Parameters for Reliability Improvement of Servo Actuator for Hydraulic Valve Operation)

  • 성백주;김도식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권5호
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    • pp.475-482
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    • 2014
  • 유압밸브 구동용 서보 액추에이터는 항공기, 자동차의 유압시스템 그리고 산업용 유압시스템의 정밀한 작동에 중요한 장치이다. 서보 액추에이터의 신뢰성 있는 동작은 전체 유압시스템의 정밀한 제어에 큰 영향을 미친다. 서보 액추에이터의 주파수 응답특성, 스텝 응답특성과 같은 응답특성은 액추에이터의 성능을 판단하는 중요한 기준이 된다. 본 논문에서는 신뢰성해석을 통해 신뢰성 있는 동작과 응답특성을 만족시키기 위한 구성 부품에 대한 분석을 실시하였다. 또한 신뢰성 있는 동작과 빠른 응답성을 구현하기 위해 현장의 경험적 지식과 문헌 및 전문가의 전자기 이론을 통해 유압밸브 구동용 서보 액추에이터의 설계 파라미터를 도출하였다. 보빈, 요크, 플런저의 설계값, 그리고 코일의 감긴 수와 같은 서보 액추에이터의 설계값들을 결정하는 설계 파라미터를 제안하고, 설계방정식을 통해 산출한 설계값을 유한요소해석을 통해 타당성을 검증하였다. 또한 서보 액추에이터가 장착된 유압밸브의 성능시험을 통해 제안한 설계 방안의 타당성을 검증하였다.

유압 충격압력 발생기의 시스템 설계와 성능평가 (System Design and Performance Test of Hydraulic Intensifier)

  • 김형의;이기천;김재훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권7호
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    • pp.947-952
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    • 2010
  • 압력용기, 유압호스 조립체, 어큐뮤레이터, 유압실린더, 유압밸브, 파이프 등의 제품들의 시험은 일반적으로 ISO와 SAE에서 정의되는 충격압력 조건들로 작동되고 있다. 충격압력 시험 장비는 높은 압력, 정확한 제어 시스템, 장기간 사용할 수 있는 수명을 가지는 것이 요구되며, 언급된 사항들은 유압 시스템에서 보다 높은 압력이 발생되어지는 충격압력 발생기를 제작하는데 필요하다. 충격압력 시험기는 제어는 편리하지만 높은 가격인 서보밸브 제어 시스템이 적용되었다. 제어 시스템의 적용은 시험하는 제품들에 영향을 주는 압력의 파형을 생성한다. 본 연구는 유량과 압력, 압력의 상승속도를 고려한 충격압력 발생시스템 설계 및 제작 과정을 연구하는 것을 목적으로 한다. 이것은 또한 결과로써 시스템에서 초고압의 압력을 발생시키는 압력 파형을 얻을 수 있었다.

전기 유압식 동력 조향시스템의 모델링 및 시뮬레이션에 관한 연구 (A Study on the Modeling and Simulation of an Electro-Hydraulic Power Steering system)

  • 김지혜;김성관
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.1008-1013
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    • 2012
  • EHPS는 탈엔진형 조향기술로 BLDC 모터를 통해 유압펌프를 작동시켜 조향력을 보조하는 동력 조향장치이다. EHPS는 BLDC 모터, 기어펌프 및 유압회로, 파워 스티어링 등으로 이루어진 전기전자, 유압 및 기계시스템의 복합적 시스템으로 모델링이 어렵다. 본 논문에서는 EHPS 시스템의 구성 부품을 수학적 모델링 하였고, AMESim을 이용하여 multi-domain 시스템의 시뮬레이션 모델을 구축하였다. 이를 활용한 다양한 시뮬레이션을 통해 개발 초기단계에서의 시행착오를 줄이고 완성도 높은 EHPS 개발 업무를 수행하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

유압 시뮬레이션을 이용한 트랙터 전방차축 현가장치 유압회로 설계 (Design of a Hydraulic Circuit for a Front Axle Suspension of an Agricultural Tractor via Hydraulic Simulation)

  • 조봉진;김학진;이정환;최진하;김영주
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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    • pp.6-6
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    • 2017
  • 농용트랙터의 전방차축 현가장치는 노면으로부터 발생하는 진동의 영향을 줄일 수 있기 때문에 트랙터의 대형화, 고속화의 추세에 맞춰서 승차감과 조향감을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 전방차축의 현가장치는 트랙터의 차체 무게에 의한 부하가 크고, 또한 유압 펌프를 비롯한 유압시스템이 존재하기 때문에 유압식 회로로 구성하는 것이 바람직하다. 하지만, 현가장치의 유압회로를 개발하는데 있어서 실제 시스템을 구성하여 실제 실험을 통한 개발에는 비용과 시간이 많이 필요하다. 본 연구에서는 유압식 전방차축 현가장치에 필요한 유압회로부 개발을 위하여 시뮬레이션 기법과 요인시험 장치를 이용 적정 유압회로를 설계하고자 하였다. 이를 위하여 어큐뮬레이터, 가변 오리피스, 릴리프밸브, 체크밸브 등으로 구성된 유압 현가요인 시험 장치를 설계 제작하였으며, 현가 부품인 실린더 행정, 속도, 전달되는 힘을 측정하고, 유압 해석 프로그램인 SimulationX를 이용 구성된 유압회로 부품에 측정값을 입력하여 실제 조건과 유사한 동특성을 나타내는 전방차축 현가요인 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 모델을 이용하여 실제 시험조건과 같은 가진 조건을 부여하여 개발 현가장치의 특성 값 변동에 따른 현가 성능을 구명하였다. 이를 위해 시뮬레이션 상에서 120 마력 트랙터 무게의 50% 수준에 해당하는 2,000 kg의 부하가 존재하는 상태에서 현가장치의 유/무에 따른, 감쇠 계수의 변화에 따른 스프링상 질량의 RMS 가속도를 비교하였다. 입력 가진으로는 1 Hz, 4 Hz, 8 Hz의 진동수에 각각 10 mm, 6.4 mm, 3.2 mm의 진폭을 인가하였다. 시뮬레이션 결과, 1 Hz에서는 현가장치가 있는 경우 최대 55.9% 개선되었고, 4 Hz에서는 최대 3.9 % 개선되었고, 8 Hz에서는 최대 61.4%까지 개선되었다. 이는 4 Hz의 경우에는 2,000 kg의 부하에 해당하는 고유 진동수 대역에 해당하기 때문에 그 감쇠 효과가 없는 것으로 나타났다. 하지만, 다른 주파수 대역에서는 현가장치가 효과적으로 작동하는 것을 나타내었다. 설계한 전방차축 현가 유압회로부를 시뮬레이션을 통하여 분석한 결과, RMS 가속도의 개선이 명확하게 이루어지는 것을 확인하였으며 입력 주파수 변화에 따라 감쇠특성도 나타나는 것을 확인하였다. 추후 연구에는 설계한 유압회로부와 관련 부품을 설계 제작하여 실제 트랙터에 장착 그 성능을 검증할 예정이며, 노면조건에 따라 감쇠성능을 유지하기 위한 반능동형 또는 적응형 현가장치 제어 기술을 적용하여 개선된 현가성능을 확보하기 위한 연구를 수행할 예정이다.

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고유 진동수 및 댐핑이 작은 유압 서보 제어 시스템에서의 강인 제어기 응용 (Robust Controller of Hydraulic Servo System with Large Inertia Load)

  • 진성무;임상묵;이정오
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.289-292
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    • 1995
  • 근래에 서보 제어용 엑투에에터의 사용 경향은, 전기 서보 모터 및 그 제어 기술의 발전으로, 중간 용량이내의 제어 시스템 분야에서 전기 서보 모터를 사용한 시스템의 채용이 급증하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 고유 진동수 밍 댐핑이 적은 유압 서보 시스템에 소프트웨어적인 방법으로 부하 압력 또는 가속도를 궤환시키는 방법을 적용하여 시 스템의 bandwidth를 유압 시스템의 고유 진동수 영역까지 확대 시키고, 응답 특성의 신뢰성을 증가시키기 위해 직렬 제어기가 없을 경우에는 적용이 어려운 강인 제어기 (robust controller)를 압력 또는 가속도 궤환제어기의 앞 부 분에 직렬로 배치하여 실험을 통하여 그 성능을 관찰한다.

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전기모터에 의한 직접유량 제어방식 유압펌프의 신뢰성 연구 (A Reliability Study of Direct Flow Control Type Hydraulic Pump by the Electric Motor)

  • 성백주;김도식
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1033-1034
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    • 2011
  • 공작기계에 유압동력을 공급하는 유압동력발생장치의 신뢰성은 공작기계 전체의 신뢰성과 밀접한 관계를 가진다. 전기모터에 의해 유량을 직접제어하는 유압펌프의 시제품에 대한 신뢰성을 평가하기 위해서 성능시험, 내환경시험, 그리고 수명내구시험을 실시할 필요가 있다. 본 연구에서는 2단계 품질기능 전개를 통해 전기모터에 의한 직접유량 제어방식 유압펌프의 신뢰성평가 시험항목을 결정하였다. 시험항목에는 전기모터에 대한 항목, 유압펌프에 대한 항목, 하우징 및 냉각시스템에 대한 항목이 포함되어 있다. 신뢰성평가 시험 항목 중, 가장 큰 비중을 차지하는 수명내구시험에 대해 무고장수명시험을 산출하고, 시험소요시간 단축을 위한 가속모델을 제안하고, 실제 구동 조건을 적용하여 가속수명시험시간을 산출하였다.

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농업용 트랙터의 파워시프트 변속시 유압 특성 해석 (Analysis of Hydraulic Control Characteristics of Powershift Transmission for Agricultural Tractors)

  • 정병학;이호상;김경욱
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2002년도 하계 학술대회 논문집
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    • pp.66-71
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    • 2002
  • 파워시프트는 동력전달의 단속 없이 변속할 수 있는 변속 방식이다. 기어는 동기 물림식으로 되어 있으며, 유압 클러치를 통하여 주행 중에도 동력의 흐름을 제어할 수 있다. 주요 구성 요소는 동력 흐름을 제어할 수 있는 유압 클러치와 동력을 전달하는 기어 조합이며, 유압 클러치는 피스톤, 리턴 스프링, 디스크, 플레이트 등으로 구성되어 있다. 접속 시에는 유압 피스톤이 리턴 스프링을 압축하며 전진하여 플레이트와 디스크에 수직력을 가하고 이를 결합시켜 동력을 전달한다. 해제 시에는 리턴 스프링에 의하여 피스톤이 후퇴하고 동력이 차단된다. 이때 유압 제어 시스템은 최대 견인 부하에서도 변속을 원활하게 하기 위하여, 클러치 압력을 이용해 변속 중 작동 클러치의 토크를 정교하게 제어한다. (중략)

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우주발사체 지상고정장치 유압시스템 설계 및 해석 (Design and simulation of hydraulic system for launch vehicle holding device)

  • 김대래;양성필;이재준;김범석;이영신
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권12호
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    • pp.1087-1094
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    • 2016
  • 발사체 지상고정장치는 지상운용시 발사패드에 기립된 발사체를 견고하게 지지하다가 발사시점에서 고정장치를 해제하여 발사체를 이륙하도록 하는 장치이다. 엔진점화이후 발사체 최대추력에서 발사체 고정의 급격한 해제는 Ka Doing a Doing a Doing 현상을 발생시켜 발사체 구조에 심각한 손상을 초래한다. 따라서, 발사체 지상고정장치는 고정력을 점진적으로 해제하기위한 기능이 요구된다. 또한 총 4개 고정장치의 해제 동작은 대단히 정밀하게 동시에 작동 하여야 한다. 본 연구에서는 복잡한 유압기기 없이 축압기 및 파이로 밸브에 의해 유압구동기의 속도를 발생시키고 오리피스로 속도를 제어함으로써 요구조건들을 충족하는 유압시스템을 제안하였다. 다물체 동역학 해석 및 Amesim을 이용한 유압시스템 해석을 통하여 유압구동기 목표속도를 도출하고 목표 속도를 만족하기 위한 오리피스의 단면적을 산출하였다. 이와 같은 연구를 통하여 복잡한 유압기기 없이 동작하는 신뢰도 높은 유압시스템을 설계하였다.

전기.유압 서보 밸브를 이용한 유압모터계의 회전수 제어 (Speed Control of Oil Hydaulic Motor Systems Using an Electrohydraulic Servo Valve)

  • 김도태
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 1999년도 추계학술대회 논문집 - 한국공작기계학회
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    • pp.405-410
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    • 1999
  • Hydraulic pipeline between servo valve and actuator affect the dynamic characteristics of electrohydraulic servo systems in serveral ways. This paper deal with the speed control of oil hydraulic gear motor using electrohydraulic servo valve. The frequency and transient response of electrohydraulic servo valve coupled to a gear motor is anlayzed. In particular, the effect of short and long hydraulic pipelines between servo valve and gear motor is investigated. The dynamic characteristics of the speed control systems of gear motor with short pipeline is first described via frequency response experiments with small signal linearized analysis. Loner pipeline is applied distributed parameter pipeline model with consideration of frequency dependent viscous friction.

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