• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.28-31
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• 2015

전기기기나 엔진의 축은 여러 가지 원인으로 축기전력이 발생한다. 이런 축과 베어링이 윤활유로 절연되어 있어 콘덴서를 이루고 있고, 콘덴서와 같은 역할로 기전력을 축적하고 있다. 이 축 기전력은 선체에 비해 극히 일부를 제외하고 +전압을 갖고 있다. 이 +전압이 축의 전기 스파크를 일으켜 부식을 야기 시킬 수 있다. 이 부식을 막기 위해 선박에서는 샤프트 그라운드 시스템을 설치하여 운용하고 있다. 이 축기전력을 측정은 프로펠러 축의 전압과 메인엔진의 회전수를 동시에 측정하였다. 측정장치는 내셔널인스트루먼트사의 24비트 A/D컨버터를 사용하여 측정하였고, 프로그램은 Lab View를 사용하였다. 본 논문은 축에 발생되는 기전력을 분석하였고, 분석결과를 이용하여 모델링을 하였다. 결과로 축기전력은 메인엔진의 회전수에 따라 비례하다가 일정회전수를 넘어가면 감소하는 경향을 보였다. 후진보다는 전진이 축기전력이 높은 결과를 얻었다. 전체기전력에 비하면 지구자기의 기전력은 미미하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.632-638
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• 2014

선박용 저속 2행정 디젤엔진의 선체 탑재 후 본체 진동제어를 위한 방법 중 하나로 마찰식 톱브레이싱과 유압식 톱브레이싱의 사용이 널리 이용되고 있으며 이들의 선택은 선주에게 일임되어져 왔다. 특히, 최근에 이르러 톱브레이싱 설치목적에 반하여 선체강성의 상대적 저하는 주 공진회전수를 상용회전수내에 존재하게 만들었고 마찰식 톱브레이싱이 장착된 선박에서 이와 관련된 사고 사례가 보고되었다. 이에 따른 효율적 해결방안으로 다양한 형태의 선박에 대하여 광범위한 진동측정이 제시되었다. 본 논문에서는 이를 바탕으로 톱브레이싱 형식에 따른 엔진 본체 진동의 특성을 확인하였고 엔진 본체 진동을 제어하기 위하여 보다 효율적인 방법에 대하여 고찰하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.301-306
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• 2016

추진축계 횡진동은 축계배치계산과 함께 설계단계에서 충분한 검토가 이루어져야 한다. 축계 강제 횡진동 문제는 아직 명쾌한 해석방법이 제시되지 못하고 있으며 선급, 국제규격 등에서 대략적으로 프로펠러 날개차수 고유 진동수가 엔진정격회전수의 ${\pm}20%$이내에 들지 못하게 하고 있다. 축계배치관점에서는 축계 지지베어링 중심간 사이의 거리가 멀수록 좋으나 횡진동관점에서는 파장이 길어지고 고유진동수는 낮아져 공진이 발생할 수 있는 요인이 되어 검토시 주의가 요구되므로 계산결과를 실측으로 검증하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 최근 친환경 고효율 선박으로 등장한 5만 DWT급 석유화학제품운반선을 대상으로 횡진동 이론적 분석 및 스트레인 게이지 계측자료 분석을 수행하고 이를 통해 횡진동이 추진축계에 미치는 영향을 검토하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.259-267
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• 2005

The effects of hull flexibility on shaft alignment are growing as ship sizes are increased mainly for container carrier and LNG carrier. In order to consider hull flexibility on a propulsion shafting system, standardization of ship service conditions is necessary because hull deformation is continuously variable according to ship service conditions. How to summarize ship service conditions is suggested based on practically applicable four viewpoints : hull, engine, loading and sea status. Effects of the external forces acting on a ship propulsion shafting system are generally commented. Several design criteria regulated by classification societies are pointed at issue which seems to have Insufficient technical background. A qualitative verification is carried out to point out the invalidity of the assumption of effective supporting position. In this work, an elastic nonlinear multi-supporting bearing system is introduced as a key concept of the elastic shaft alignment. Hertz contact theory is proved to be more proper one than projected area method in calculation of the nonlinear elastic stiffness of the bearing, The squeezing and oil film pressure calculations in the long journal bearing like an after stern tube bearing are recognized as a necessary process for elastic shaft alignment design.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제6권2호
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• pp.69-91
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• 1982

The major factors which affect the crankshaft axial vibration are such items as the axial stiffness and mass of crankshaft, the thrust block stiffness, the propeller's entrained water and the exciting and damping forces of engine, propeller and shafting. Among above mentioned items, the axial stiffness and mass of crankshaft, thrust block stiffness and propeller's entrained water were treated in detail in part I, and so in this paper, the rest of above items will be studied. The exciting forces of crankshaft axial vibration are generated mainly from the gas explosion pressure of cylinder, the thrust fluctuation of propeller, and sometimes the torsional vibration of crankshaft induces the crankshaft axial vibration. As for the propeller thrust fluctuation, its harmonic components can be fairly exactly calculated from the experimental results of propeller in the towing tank, but as the calculation process is rather tedious and laborious, the empirical values are ordinarily used. On the other hand, the table of harmonic components of gas pressure has been already published by major slow speed diesel engine makers, but the axial thrust conversion factor of radial force is not unknown yet, and as its estimated value is unreliable, the axial vibration force of gas pressure is uncertain. As the calculation of damping force is very complicated and it includes some uncertain factors, the thoretically estimated amplitudes of axial vibration are much more incorrect in comparison with those of torsional vibrations. Authors have paid special attentions to deriving the theoretical calculation formula of axial conversion factor of radial force and damping force of crankshaft axial vibration and developed a computer program to calculate resonance amplitudes and additional stresses of crankshaft axial vibrations. Also, to check the reliability of the developed computer program, the axial vibrations of three ships' propulsion shaftings were analyzed and their results were compared with those of measured values and makers' results.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권7호
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• pp.580-586
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• 2016

추진효율 향상을 위해 개발된 초장행정 엔진은 저속에서도 큰 출력을 낼 수 있는 장점이 있는 반면에 이전에 비해 비틀림진동의 기진력은 상당히 증가하였다. 따라서 이전에는 튜닝 휠 또는 플라이휠만으로도 제어가 가능하였던 선박들도 연료절약형 초장행정 엔진이 탑재되는 경우에는 비틀림진동 댐퍼를 적용해야만 제어가 가능하다. 본 논문에서는 비틀림진동 제어를 위해 적용된 점성-스프링 댐퍼의 동특성을 확인하고 해당 축계에 최적 동특성을 갖는 점성-스프링 댐퍼를 설계하여 비틀림진동 특성을 검토하였다. 또한, 일부 엔진증속 지연현상을 지닐 우려가 있는 선박의 경우에는 대상축계의 진동 특성을 고려하여 최적댐퍼 설계이론에 따라 선정된 파라미터를 적절히 조정함으로써 과도한 피로누적에 따른 축 절손현상을 방지할 수 있는 축계 비틀림진동 제어 방안을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.74-79
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• 2019

군용차량은 별도의 발전기 장착공간을 마련하지 않고 엔진과 연결되어 발전하는 엔진일체형 직렬 하이브리드 발전기를 통해 전력을 생산한다. 그러나 발전기와 엔진 간 연결 방식이 가지는 기계적 특성에 따라 내부 방청 및 윤활용 그리스가 비산하여 산화철이 발생했다. 산화철이 시동기에 고착되어 시동성능이 저하되고 기어마모에 따른 레틀 소음이 증대되는 문제가 발생하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 엔진의 연결 스플라인 재질 및 표면처리를 개선하고 형상을 그리스 밀봉형으로 변경하여 내부의 산화철 발생을 방지하였다. 축계를 구성하는 발전기 연결기의 형상이 변경됨에 따라 비틀림 내구 시험을 통해 구조의 건전성을 확인하였다. 또한 실차 부하시험을 통하여 내부 부식 없이 목표한 내구수명 동안 부식이 발생하지 않음을 검증하였다. 그리스 비산 방지구조가 실제로 산화철의 발생을 억제함으로써 발전기에서 발생하는 소음을 감소시키는지 확인할 수 있었다. 본 논문은 엔진과 변속기 사이에 장착하는 직렬 하이브리드 발전기에서 발생하는 배부 부식을 방지하여 시동기의 성능저하 현상과 소음 발생 현상에 대한 근본적인 해결방안을 제시하였다고 할 수 있다.

• 수산해양교육연구
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• 제28권3호
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• pp.645-652
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• 2016

At the initial stage of propulsion shaft design, in line with shaft alignment, an intensified consideration of lateral vibration is needed to verify its operational safety. Recently the alignment problem affecting the lateral vibration has been becoming issues. However, the theoretical method of forced lateral vibration analysis is not cleary established so far and it is about to simply limited among the classification societies and international standards to avoid the blade natural frequency resonance cpm outside of ${\pm}20%$ of engine rpm at MCR. On the other hand, longer center distance between each support bearing shows an affirmative result normally in shaft alignment analysis whereas the blade order resonance speed may cause lowering near the limitation in the aspect of lateral vibration. Therefore, it is required careful attention to engineers as described above. As a method to solve the problem, it is mainly considered that remove forward stern tube bearing. In this paper, based on a medium size container ship case, theoretical study was carried out in the context of the forward stern tube bearing. The various effects and functions of forward stern tube bearing are reviewed and evaluated. Then an guidance note to lead the conclusion is proposed.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.103-107
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• 1995

선체거더의 종진동 현상은 60년대에 이미 조사된 바 있으나 기존 선박들에서는 종방향 기진력이 작았기 때문에 선체 종진동 현상이 거의 나타나지 않았다. 그러나 80년대 중반이후의 대형 저속디젤엔진 추진선에서는 추진축계 비틂 공진점에서 연성되어 작용하는 축계 종방향 기진력에 의하여 선체전체의 종진동이 유발될 수도 있다. 본 연구에서는 73,000톤 산적화물선에서 감지된 선체거더의 종진동 현상을 실선계측 및 해상기진기 실험 그리고 유한요소 해석방법으로 분석하였다. 분석결과 이러한 선체 종진동 현상은 Over-critical 축계 시스템을 갖춘 선박에서만 축계 종방향 기진력에 의해 나타날 수가 있으며 그 중에서도 주기관의 연속 사용금지구역(barred range)이 설정되지 않은 선박의 경우엔 하중조건에 따라 저속 입출항 운항시 선루를 포함한 선체에 심한 중진동이 발생될 수 있슴이 판명되었다.

• 동력기계공학회지
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• 제11권1호
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• pp.98-106
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• 2007

This paper presents a statistical prediction procedure for the propeller racing of ships with twin screw propellers sailing in ocean waves. The propeller racing is one of the most important factors of seakeeping qualities in relation to the safety of main engine and shafting system. It is especially significant key word for designing the twin-screw-propeller-type ship in view of allowable maximum propeller diameter etc.. In former studies, the propeller racing generally means the situation (propeller exposed) in which the relative motion amplitude between ship hull and wave surface would exceed a depth of point in rotary disk propeller. Therefore, it seems that the magnitude of the amplitude and its exceeding frequency have been examined as a principal subject of study as usual. However, the time during which the amplitude exceeds a depth of point must be also one of most important factor affecting the trend of propeller racing. This paper proposes a simply practical method for estimating the time lasting of exposed propeller related to twin screw propeller racing in rough confused seas on the basis of the statistics. Then, it is confirmed that the practical method is useful and convenience for considering the propeller racing in the stage of the basic design.