Diesel engine is used many industrial fields such as ship, power plant and big-sized vehicles and so on. Roto cap is one of the parts of system of intake and exhaust valve. Roto cap consists of body, disc spring, spring & steel ball, retainer and stop ring. Disc spring is known as taking cyclic load and cyclic load leads to fatigue damage. This study aims to investigate the stability of disc spring due to fatigue damage. As the results, the fatigue life of disc spring according to cylic load could be predicted using fatigue analysis. Consequently, disc spring showed the stability of about 1.7~2 times for criterion load of 1370N.

Rotor disc (로터 디스크)는 중대형 유조선에서 유류를 하역하는 장치인 COPT (Cargo Oil Pump Turbine)의 터빈을 고속으로 회전시키는 핵심 부품이다. 이 rotor disc는 중심 shaft에 여러 개의 turbine을 원주상으로 배열하고 체결하여 제작한다. 현재의 제작 방법으로는 turbine blade를 배열하고 shroud 덮개로 연결하여 riveting 방식으로 체결한다. 이런 고전적인 방법은 blade pitch의 불균일은 물론 작업 시 오류로 인해 blade에 손상이 가는 경우가 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해서는 조립식의 rotor disc를 설계하여 제작방식을 변경해야 한다. 설계뿐만 아니라 조립식의 disc가 구조적으로 안정한지를 평가해야 한다. 본 논문은 blade의 설계와 이를 조립하였을 때에 구조안전성을 평가하기 위해 구조 해석하여 그 안전성을 검증 한다.

대형 선박의 Cargo Oil Pump Driving Steam Turbine 내에 설치되는 COPT (Cargo Oil Pump Turbine)는 유조선에 탑재되어 탱크에 저장되어 있는 유류를 다른 저장소로 하역하는데 사용되는 필수 장치이다. 펌프 터빈의 로터를 고속으로 회전시켜 유류를 고속으로 이송하는 역할을 하는데, COPT의 Rotor Disc는 터빈의 로터를 고속으로 회전 시키는 주요 핵심부품이다. 로터 디스크는 inner ring에 터빈 블레이드를 조립하고 원주방향의 끝 부분에 shroud 커버를 조립하여 블레이드의 테논을 리벳팅으로 마무리하고 체결하여 고속회전 시 안전성을 담보한다. 리벳팅은 오랜 수작업의 전통 체결방식으로서, 가해지는 힘의 정도에 따라 리벳 헤드부분이 깨지거나 변형되어 크랙이 발생할 수 있으며 또한 블레이드의 중량이 불균형되어 Balancing에 문제가 생길 수도 있다. 또한 오랜 수작업으로 인해 작업자의 근골격계 질환이나 직업병 유발 및 산재사고의 위험에 처할 수 도 있다. 본 연구에서는 shroud 커버가 없는 블레이드 형상을 설계하여 리벳팅 작업을 제거한 로터 디스크를 개발한다. 블레이드의 설계 시 구조안전성을 평가하고 설계 안전율을 점검한다. 설계형상을 대상으로 피로수명을 분석하고 수명을 예측하여 새로운 로터 디스크가 장착되어도 사용상의 안전성이나 내구성을 보장할 수 있도록 한다.