윤장원 안녕하십니까?
저의 업무는 트랜스미션의 내구시험이 주업무입니다.
제 전공이랑(기계공학, 제어)은 좀 다른 분야이지만 주어진 일이니 열심히
할려고 노력하고 있습니다.
하지만 생소한 분야라 많은 시간을 필요할 것 같습니다.
도움을 주신다면 시간을 줄이는데 많은 도움이 될수 있을겁니다.
제가 알고 싶은 것은 기어의 피로현상에 관한 내용입니다.
드라이브 라인을 해석하고, 드라이브 라인의 내구성을 추정하는 것이
궁극적인 목적인데 이와 관련된 자료를 어디서 구할 수 있을지요?
부탁드립니다.
저의 업무는 트랜스미션의 내구시험이 주업무입니다.
제 전공이랑(기계공학, 제어)은 좀 다른 분야이지만 주어진 일이니 열심히
할려고 노력하고 있습니다.
하지만 생소한 분야라 많은 시간을 필요할 것 같습니다.
도움을 주신다면 시간을 줄이는데 많은 도움이 될수 있을겁니다.
제가 알고 싶은 것은 기어의 피로현상에 관한 내용입니다.
드라이브 라인을 해석하고, 드라이브 라인의 내구성을 추정하는 것이
궁극적인 목적인데 이와 관련된 자료를 어디서 구할 수 있을지요?
부탁드립니다.
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> 윤장원 님의 글 "부탁드립니다."
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> 안녕하십니까?
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> 저의 업무는 트랜스미션의 내구시험이 주업무입니다.
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> 제 전공이랑(기계공학, 제어)은 좀 다른 분야이지만 주어진 일이니 열심히
> 할려고 노력하고 있습니다.
> 하지만 생소한 분야라 많은 시간을 필요할 것 같습니다.
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> 제가 알고 싶은 것은 기어의 피로현상에 관한 내용입니다.
> 드라이브 라인을 해석하고, 드라이브 라인의 내구성을 추정하는 것이
> 궁극적인 목적인데 이와 관련된 자료를 어디서 구할 수 있을지요?
>
> 부탁드립니다.
-------------- 답 변 --------------
안녕하세요 윤장원님.
TM 내구시험이 업무시라면 제어를 전공한 기계쟁이(^.^ 죄송)가 하기에 아주
적합한 업무인것 같습니다. 테스트를 담당하면 기계장치에 대한 근본적인
이해와 데스트 계획, 장비선정 및 설치, 시험장치 control, Data acquistion,
결과 분석 등등의 능력을 얻게 됩니다. 테스트는 3D 직종의 하나라고 하는
사람들이 있지만 사실 이런면에서 아주 중요한 능력을 필요한 분야입니다.
원하시는 내용은, 분야를 좁게 보느냐 아니면 넓게 보느냐에 따라서 대답이
크게 달라질 것 같습니다.
기어 자체에 한정되어 본다면 기어의 강도평가에 대한 것이 됩니다.
기어의 강도는 대개 굽힘강도, 면압강도, 스코링 강도를 평가합니다.
그중 일반적인 적용 범위에서는 굽힘강도와 면압강도만을 고려해도 충분합니다.
이 두가지 강도는 정적이 하중이 작용했을 때의 강도를 평가하는 것보다는
반복적인 하중이 작용했을 때의 피로강도에 해당합니다. 작용하중이
주어졌을 때의 작용 응력 값을 계산을 하여 구하거나, 시험을 통해 구하여
재질의 허용응력 값과의 비에 해당하는 수명계수를 이용, 주어진 S-N 커브에서
수명 Cycle를 구할 수 있습니다.
이론상으로는 간단하지만 장치에 작용하는 하중은 계속해서 변화함으로
실제장비에서의 하중이력을 조사하여 각각의 하중-작용시간비율을 통계내어
Miners rule을 적용, 실제 수명을 예측합니다. 물론 계산 결과와 실제수명
사이에는 분명이 gap이 존재함으로 이 gap을 보정하는 factor를 적용합니다.
하중이력과 보정 factor는 대개 메이커의 know how로 여겨 공개를 하지 않습니다.
기어 강도평가는 대개 AGMA (www.agma.org) 기준을 따르며, 관련규격은 직접
구입을 하거나 한한국공업표준협회(KSA)에서 복사할 수 있습니다.
TM 전체를 본다면 부품은 기어외에도 베어링, 축, 씰 등등이 관련되어 있습니다.
그러므로 드라이브 라인을 해석해서 내구성을 사전에 추정하는 작업은 거의
불가능에 가깝습니다. 가장확실한 것은 시험해서 몇번을 깨먹어(?) 봐야 합니다.
그래서 내구 시험이 필요한 것이지요.
다만 베어링 수명 예측은 어느정도 신뢰성 있게 할 수 있으므로 가장약한 베어링
수명을 기준으로 장비의 수명으로 보는 Rule of Thumb 이 전통적으로 사용되고 있습니다.
정확하지는 않지만 "이렇게 평가한 수명 몇시간이 실제장비의 수명 몇년에 해당한다"는
식으로 업체마다 내부 기준을 만들어 두고 있습니다. 이것은 수십년간의 경험에서
체득한 경험인 셈입니다. 좀더 연륜이 오래된 업체는 기어수명도 평가하고
있습니다.
내구시험을 실시한다면 대개 실제 조건을 실험장치에서 걸어 준다기 보다 각단에서의
최대 토크를 실험장치에서 주어 테스트합니다. 이렇게 되면 실제 장비에서는
출발시에만 잠깐 걸리는 최대토크가 시험장치에서는 연속으로 작용합니다.
이것은 실제조건을 적용한 것이라기 보다 가속수명시험에 해당되는데, 이 때
파손까지 걸리는 시간은 실장비에서 몇년에 해당되는 조건이라는 것은 미리
산정을 해야합니다.
TM 시험에 대한 것은 SAE (www.sae.org)에서 검색하실 수 있습니다.
궁금한점이 있으면 다시 글을 올료 주시길 바랍니다.
제가 못하더라도 다른 시험 전문가들이 충분한 답을 해주실거라 믿습니다.
> 윤장원 님의 글 "부탁드립니다."
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> 안녕하십니까?
>
> 저의 업무는 트랜스미션의 내구시험이 주업무입니다.
>
> 제 전공이랑(기계공학, 제어)은 좀 다른 분야이지만 주어진 일이니 열심히
> 할려고 노력하고 있습니다.
> 하지만 생소한 분야라 많은 시간을 필요할 것 같습니다.
>
> 도움을 주신다면 시간을 줄이는데 많은 도움이 될수 있을겁니다.
>
> 제가 알고 싶은 것은 기어의 피로현상에 관한 내용입니다.
> 드라이브 라인을 해석하고, 드라이브 라인의 내구성을 추정하는 것이
> 궁극적인 목적인데 이와 관련된 자료를 어디서 구할 수 있을지요?
>
> 부탁드립니다.
-------------- 답 변 --------------
안녕하세요 윤장원님.
TM 내구시험이 업무시라면 제어를 전공한 기계쟁이(^.^ 죄송)가 하기에 아주
적합한 업무인것 같습니다. 테스트를 담당하면 기계장치에 대한 근본적인
이해와 데스트 계획, 장비선정 및 설치, 시험장치 control, Data acquistion,
결과 분석 등등의 능력을 얻게 됩니다. 테스트는 3D 직종의 하나라고 하는
사람들이 있지만 사실 이런면에서 아주 중요한 능력을 필요한 분야입니다.
원하시는 내용은, 분야를 좁게 보느냐 아니면 넓게 보느냐에 따라서 대답이
크게 달라질 것 같습니다.
기어 자체에 한정되어 본다면 기어의 강도평가에 대한 것이 됩니다.
기어의 강도는 대개 굽힘강도, 면압강도, 스코링 강도를 평가합니다.
그중 일반적인 적용 범위에서는 굽힘강도와 면압강도만을 고려해도 충분합니다.
이 두가지 강도는 정적이 하중이 작용했을 때의 강도를 평가하는 것보다는
반복적인 하중이 작용했을 때의 피로강도에 해당합니다. 작용하중이
주어졌을 때의 작용 응력 값을 계산을 하여 구하거나, 시험을 통해 구하여
재질의 허용응력 값과의 비에 해당하는 수명계수를 이용, 주어진 S-N 커브에서
수명 Cycle를 구할 수 있습니다.
이론상으로는 간단하지만 장치에 작용하는 하중은 계속해서 변화함으로
실제장비에서의 하중이력을 조사하여 각각의 하중-작용시간비율을 통계내어
Miners rule을 적용, 실제 수명을 예측합니다. 물론 계산 결과와 실제수명
사이에는 분명이 gap이 존재함으로 이 gap을 보정하는 factor를 적용합니다.
하중이력과 보정 factor는 대개 메이커의 know how로 여겨 공개를 하지 않습니다.
기어 강도평가는 대개 AGMA (www.agma.org) 기준을 따르며, 관련규격은 직접
구입을 하거나 한한국공업표준협회(KSA)에서 복사할 수 있습니다.
TM 전체를 본다면 부품은 기어외에도 베어링, 축, 씰 등등이 관련되어 있습니다.
그러므로 드라이브 라인을 해석해서 내구성을 사전에 추정하는 작업은 거의
불가능에 가깝습니다. 가장확실한 것은 시험해서 몇번을 깨먹어(?) 봐야 합니다.
그래서 내구 시험이 필요한 것이지요.
다만 베어링 수명 예측은 어느정도 신뢰성 있게 할 수 있으므로 가장약한 베어링
수명을 기준으로 장비의 수명으로 보는 Rule of Thumb 이 전통적으로 사용되고 있습니다.
정확하지는 않지만 "이렇게 평가한 수명 몇시간이 실제장비의 수명 몇년에 해당한다"는
식으로 업체마다 내부 기준을 만들어 두고 있습니다. 이것은 수십년간의 경험에서
체득한 경험인 셈입니다. 좀더 연륜이 오래된 업체는 기어수명도 평가하고
있습니다.
내구시험을 실시한다면 대개 실제 조건을 실험장치에서 걸어 준다기 보다 각단에서의
최대 토크를 실험장치에서 주어 테스트합니다. 이렇게 되면 실제 장비에서는
출발시에만 잠깐 걸리는 최대토크가 시험장치에서는 연속으로 작용합니다.
이것은 실제조건을 적용한 것이라기 보다 가속수명시험에 해당되는데, 이 때
파손까지 걸리는 시간은 실장비에서 몇년에 해당되는 조건이라는 것은 미리
산정을 해야합니다.
TM 시험에 대한 것은 SAE (www.sae.org)에서 검색하실 수 있습니다.
궁금한점이 있으면 다시 글을 올료 주시길 바랍니다.
제가 못하더라도 다른 시험 전문가들이 충분한 답을 해주실거라 믿습니다.
공지사항
> 윤장원 님의 글 "부탁드립니다."
> ----------------------------------------------------------
> 안녕하십니까?
>
> 저의 업무는 트랜스미션의 내구시험이 주업무입니다.
>
> 제 전공이랑(기계공학, 제어)은 좀 다른 분야이지만 주어진 일이니 열심히
> 할려고 노력하고 있습니다.
> 하지만 생소한 분야라 많은 시간을 필요할 것 같습니다.
>
> 도움을 주신다면 시간을 줄이는데 많은 도움이 될수 있을겁니다.
>
> 제가 알고 싶은 것은 기어의 피로현상에 관한 내용입니다.
> 드라이브 라인을 해석하고, 드라이브 라인의 내구성을 추정하는 것이
> 궁극적인 목적인데 이와 관련된 자료를 어디서 구할 수 있을지요?
>
> 부탁드립니다.
-------------- 답 변 --------------
자동차용 트랜스미션의 내구성능을 정확히 예측한다는 것은 현재로선 거의 불가능하다고 볼 수 있겠습니다. 일단 엔진으로부터 입력되는 Torque와 차량의 관성으로 인한 역Torque의 산만한 분포, 다양한 주행속도 및 감속비,
피로수명 및 신뢰도 성향이 서로 다른 부품들의 결합 등등 고려해야할 Factor가 너무 많기 때문이죠, 하지만 일부 Factor들의 영향을 배제하는 방법을 통해 Geartrain + bearing 만에 대한 수명 예측은 일부 진행되고 있습니다. 예를들면,
1.Gear굽힘강도는 충분한 것으로 가정하고 기어 치면의 피로수명만을 고려.
2.백래쉬와 치형불량에 이한 이상마모 가능성 배제
3.실차에서 측정한 기어단별/차속/주행Torque-주로 Driveshaft에서 측정/주
생시간들로 Matrix를 작성하여 대표값만으로 Miners rule을 적용.
4.각 기어들에 대한 신뢰도를 분석한 후, 연속확률법칙을 적용하여 전체
Assembly에 대한 수명을 예측.
단 이것은 이상적인 상태의 기어에 관한것이며, 기타 불확실성에 의한 인자와,seal,synchro system등의 수명까지 고려한다면~~ 어마어마한 일이 되겠지요.
Geartrain Assembly의 신뢰도 및 수명에 대한 자료로는 몇몇 SAE paper가 있습니다만, 제 개인사정으로 인해 지금 바로 알려드릴 수는 없고, 차후에 올려드리도록 하겠습니다.