SimulationX를 이용한 유압모터의 미속기동시험기 시뮬레이션 모델 구축에 관한 연구

Abstract

유압모터의 기계 효율에 영향을 주는 Drain은 유압 밸런스, 형상 공차, 틈새 공차에 의해서 결정된다. 미속기동시험은 정지 상태에서 기동을 시작할 때의 기계 효율을 확인하기 위한 시험이다. 현재의 시험에서는 준비 시간이 오래 걸리며, 총 Drain과 기계 효율의 기준을 맞추기 위해 Valve Plate, Piston, Cylinder Block, Shoe를 변경하며 맞춰가고 있다. 미속기동시험기 Modeling을 하게 되면 시험에 필요한 시간을 줄일 수 있으며, 치수를 측정하여 대입하는 것으로 미속기동시험 전에 미리 결과를 예측할 수 있게 되어, 부적합한 Rotary Group을 제외할 수 있다. 또한, Modeling에서는 총 Drain 뿐만이 아니라 각각의 Drain에 유량계를 부착하여 확인할 수 있게 되므로, 시행착오를 통해 기준에 맞추던 것에 비해 각각의 Drain에 영향을 주는 인자를 정확하게 파악할 수 있게 되어, 총 Drain에 대한 기준을 정할 수 있다. 본 논문에서는 피스톤 가공을 한 후 미속기동시험을 하여 Shoe와 사판, Piston과 Cylinder Block, Valve Plate와 Cylinder Block 간의 Drain을 확인하였고, 각각의 Drain 비율을 확인해본 결과 Shoe와 사판간의 Drain이 83.97%로 가장 큰 비율을 나타내었다. Torque를 확인하기 위하여 유압모터 내의 피스톤 변위와 유량 관계식, 작용력과 토크 방정식 등을 확인하였고, Drain 구현을 위해 Shoe와 사판간의 유량 관계식을 확인하였다. 확인한 계산식을 토대로 Shoe와 사판간의 Drain을 먼저 확인하였으며, 추후 나머지 Drain도 확인할 예정이다. 시뮬레이션에서 확인한 결과와 미속기동시험을 통해 확인한 결과를 비교해본 결과 사용압력에서의 기계효율과 Drain 모두 8% 오차를 나타내며 신뢰할 수 있는 결과가 나왔다. 주행모터 납품 시에 유압모터의 Shoe, Piston, Cylinder Block, Valve Plate의 Parameter를 측정하여 시뮬레이션 모델에 적용하게 되면 미속기동시험기를 준비하는 시간을 줄일 수 있다. 현재 모델링에 사용한 6,8톤 주행모터뿐만 아니라 타종모터 개발 시에도 활용할 수 있다