본 연구에서는 국내 밭작물 재배농가에서 주로 사용되는 캠방식 채소 정식기를 대상으로 작동특성 및 식부장치 작동 메커니즘 분석을 수행하였다. 정식기의 주요 구성요소 및 동력전달경로를 파악하였으며, 주행속도 및 주간거리 단수 변화에 따른 최대 및 최소 작동주기를 도출하였다. 이를 바탕으로 3D모델링 및 시뮬레이션을 수행하여 식부호퍼 극하단점의 궤적 및 조건별 주간거리를 도출하였으며 필드시험을 통해 실제 주간거리와 비교 검증하였다. 주요 결과로써, 식부장치는 13개의 링크와 17개의 회전 조인트 및 1개의 하프 조인트로 구성된 1 자유도의 기구이며, 각 부분들은 캠과 링크장치들의 복합구조를 갖는다. 식부장치 요소들의 연속적이고 반복적인 운동에 의해 식부호퍼는 지면과 연직인 자세를 유지하며 묘를 안정적으로 정식한다. 동력은 엔진과 변속기를 통해 주행부 및 식부장치로 전달되었으며 식부 장치의 최대 및 최소 주간거리는 각각 약 900 mm 및 350 mm이다.

There are many studies to extend the distance traveled by electric vehicles. However, much research has been done to increase the capacity of the battery. In this study, some engines for power generation, in which a battery is charged with energy by mounting a small internal combustion engine in which an engine is mounted in an electric vehicle and the battery is charged with energy, are being studied. Therefore, since such an engine is operated at a high load, the camshaft and the camshaft are emphasized to have high load strength and durability to withstand fatigue.

본 연구에서는 양파정식기의 정식시 개공기와 토양 간 상대속도를 최대한 0으로 근접시키기 위해 4절 링크-캠 기구를 갖는 정식시험장치를 제작하여 정식시험을 실시하고 최적 작업조건 및 형상을 구명하였 다. 시험조건은 모종나이 50일, 주간거리 130, 140, 150mm, 정식속도 45, 50, 55, 60No/min, 토양수 분함유량 10, 20, 30%, 토양 관수 후 경과 일 수 1, 2, 3, 4일로 하였다. 시험결과 정식률은 주간거리 140mm와 정식속도 50∼55No/min에서 100%로 가장 높게 나타났다. 식부자세는 사질양토에서 주간거리 140mm, 정식속도 50No/min일때 평균 11.2±13.9°로 가장 안정적인 자세로 정식하였고 개공폭은 38.2±1.9mm로 가장 작게 나타나 식부개공기 직경 34mm보다 4.2mm밀림이 나타났다. 최대하중평균은 정식속도 60No/min, 주간거리 150mm일때 45.1±5.1N로 나타났고, 최대정식동력은 124.2±11.8W로 나 타났다. 토양수분함유량은 30%일때 가장 낮았고, 관수 후 1일차가 가장 낮았다. 개선된 4절링크-캠 방 식 식부장치는 주간거리 140mm에 맞는 캠 형상을 갖게 함으로서 개공기-토양 상대속도가 0이 될 수 있었다. 따라서 본 양파정식기 식부장치는 필요 주간거리에 맞추어 상대속도 0의 캠 형상을 갖게 함으 로서 식부성능을 최대화할 수 있는 것으로 판단된다.

선박엔진에서 회전을 하면서 연료 압축 흡기 배기 밸브를 일정 간격으로 여 닫는 축을 캠샤프트라 한다. 엔진 선행 조립 작업시간을 조사해 보니 켐 샤프트 조립 공정 이 공정별 표준시간 대비 소요시간이 353.4 분 으로 표준시간 156.2 분 보다 높아 시급히 개선이 요구되어 캠 샤프트 조립 시간 항목별 파레토도 분석을 통해 샤프트 조립 시간을 중점항목으로 선정하여 개선하여 개선 후 31.1 분으로 감소하였으며 연간 4800만원 원가절감을 하였다.

This study is on the structural analysis and fatigue evaluation of Re-EV engine cam shaft used to drving range extended electric vehicle. Recently, Electric vehicle is very important for driving extended. Specially this study is upgrade of cam shaft to improve durability and fatigue life.

노지 포도재배는 강우에 직접 노출되어 열과와 병 발생이 많아진다. 그래서 도입된 것이 간이 비가림 재배이지만, 이것 역시 열과와 병 발생을 예방하는데는 한계가 있다. 따라서 간이비가림 시설의 문제점을 보완하기 위해서 완전하게 강우를 차단하면서 자연적인 환기가 가능한 비가림 시설을 개발하여 적설하중과 풍하중을 내재해 규격에 맞추었다. 개선된 비가림 시설의 특성을 검증 하기 위해서 100m2 규모의 시설을 설치한 다음 관행 비 가림 시설과 시설 내외부 온도 분포와 그에 따른 포도 캠벨얼리의 품질, 갈반병 발생 및 열과율 등을 조사하여 비교하였다. 관행 비가림 시설과 개선된 비가림 시설의 온도 조사 결과 외기온이 34oC 이상일 경우 시설 내부온도가 관행 최대 40.7oC, 개선 시설은 37.4oC로 측정되어 개선 시설이 3정도 낮았고, 32oC 이하에서는 관행과 개선 시설 간에 온도 차이가 없었다. 과실 품질은 개선된 비가림 시설이 관행 비가림 시설보다 당도와 상품과율이 높았다. 개선된 비가림 시설이 관행에 비해 열과율과 갈반병 발병율이 현저히 낮았다.

최근에 상용차용 디젤 엔진의 성능 향상을 목적으로 엔진 설계가 급격히 변화되면서 캠 팔로우어(cam follower)와 캠(cam) 사이에 작용하는 접동면 하중의 증가로 접동면에서의 마모가 중요한 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 기존의 주절체 및 소결합금 캠 팔로우어에 비해 내마모성이 우수한 세라믹 캠 팔로우어를 개발하였다. 잔류 응력을 완화시켜주는 중간층을 사용하지 않고 질화규소(Si3N4) 팁과 중탄소강을 활성납재를 사용하여 직접 접합후 냉각시키는 과정에서 두 모재의 열팽창계수차에 의한 크라우닝(crowning, R) 이 형성되도록 하였다. 접합에 사용한 중탄소강은 열팽창시 이력(hysteresis) 거동을 나타내었으며, Ac1 변태점인 723˚C 이하에서 접합할 경우 원하는 크라우닝이 형성되었다. 접합온도가 723˚C 이상이 되면 크라우닝 (R) 값이 온도에 따라 지수함수적으로 증가하였으며 이는 중탄소강의 상변태에 의한 열팽창.수축의 이력 특성으로 설명되어질 수 있었다. 규격에 맞는 크라우닝이 형성되는 최적 접합 온도는 700~720˚C의 범위였다. 질화규소와 중탄소강의 직접 접합방법으로 접합과 동시에 크라우닝을 형성시키고 제어함으로써 난가공재인 세라믹을 곡면 가공하지 않고도 적당한 곡률을 갖는 저가의 세라믹 캠 팔로우어를 제조할 수 있었다.

자동차용 캠 샤프트의 표면경화를 위해 TiG 용접공정에 의한 재용융처리가 실시되었다. 재용융처리는 캠축에 평행한 방향으로 행하여졌다. 캠 샤프트 소재의 조직은 편상의 흑연과 퍼얼라이트의 회주철 조직으로 구성되어 있으나 재용융 처리후 미세한 퍼얼라이트 및 세멘타이트와 구상 오스테나이트의 레데브라이트 조직으로 변화하였다. 캠 샤프트 모재의경도는 HRc 25~28에서 재용융 처리후에는 HRg 53~55정도로 증가하였다. 다층 용융 처리시 비드가 겹치는 경계에서 검은띠가 관찰되었는데 이 검은띠는 흑연으로 판명되었다. 이 검은띠는 전층의 레데브라이트 조직이 변태된 것으로 주로 세멘타이트와 기지조직의 경계에서 생성되었다. 고밀도 에너지인 레이저 용융처리시에도 재흑연화 현상은 TIG의 경우처럼 관찰되었다. 재흑연화 현상의 확인을 위해서 Gleeble 1500을 이용하여 1100˚C와 1000˚C에서 0.5, 1, 3, 5 및 10초동안 유지한 모의실험을 하였다. 1000˚C에서 0.5초 유지했을 때도 흑연이 발견된 것으로 보아 재흑연화 현상은 어떠한 재용융 처리 공정을 사용하더라도 피할 수 없는 현상임을 확인할 수 있다.