자유단조공법을 통한 중공형 메인샤프트 제조공정에 관한 연구

권용철; 강종훈; 김상식

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자료유형: 학술저널

저자정보: 권용철 (경남테크노파크) 강종훈 (중원대학교) 김상식 (경상대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제40권 제2호

발행연도: 2016.2

수록면: 221 - 227 (7page)

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풍력발전기에서 메인 샤프트는 로터허브와 증속기를 연결하는 중요 부품 중 하나이며 주로 자유단조공법을 통하여 제조된다. 하지만 고 MW급 이상의 메인샤프트는 중량을 감소시키기 위하여 중공형 설계가 이루어지며 주조공법을 이용하여 제조되고 있다. 본 연구의 목적은 중공형 메인샤프트를 단조공법을 이용하여 생산할 수 있는 제조공정을 개발하는 것이다. 자유단조 공법의 공정설계 방법에 따라 중실형과 중공형 메인샤프트를 제조하기 위한 단조공정을 각각 설계하였다. 설계된 공정의 성형가능성을 확인하기 위하여 온도, 변형률 속도에 따른 유동응력을 열간압축실험을 통하여 구한 후 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통하여 단조업계에서 통상 행해지는 중실형 단조공법의 온도 및 변형률 등의 관리인자와 제안된 중공형단조공법의 인자를 비교하여 성형가능성을 예측하였다. 시제품 제작을 통하여 중공형 형상을 원소재회수율, 내부품질, 형상 및 치수 등에서 높은 생산성으로 제조가 가능함을 확인하였다.

#Hollow Main Shaft(중공형 메인샤프트) #Open Die Forging(자유단조) #Flow Stress(유동응력) #Wind Power Generator(풍력발전기) #Finite Element Analysis(유한요소해석)

참고문헌 (17)

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Manwell, J.F. and Rogers, A.L., 2002, Wind Energy Explained : Theory, Design and Application, John Wiley & Sons LTD, 308~313.

Dudra, S.P. and Im, Y.T., 1990, “Investigation of Metal Flow in Open-Die Forging with Different Die and Billet Geometries,” J. Mater. Process. Technol., Vol. 21,No. 2, pp. 143~154.

Choi, S.K., Chun, M.S. and Van Tyne, C.J., 2006, “Optimization of Open Die Forging of Round Shapes Using FEM Analysis,” J. Mater. Process. Technol., Vol. 172, No. 1, pp. 88~95.

Kim, D.Y., Kim, Y.D., Kim, D.K. and Kim, J.D., 2003, “A Study on the Open Die Forging Preform Shape of Crank Throw for Large Ship Engines,” Proc. Kor. Soc. Tech. Plast. Conf., pp. 191~194.

Choi, S.K., Kim, W.T., Chun, M.S. and Moon, Y.H., 2003, “Effect of Process Parameters on Cylindrical Open Die Forging,” Proc. Kor. Soc. Tech. Plast. Conf., pp. 221~224.

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