[제품설계분석] Submersible lifting eye

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소개글
[제품설계분석] Submersible lifting eye에 대한 자료입니다.
목차
1.● ABSTRACT

2.● INTRODUCTION
- Problem Statement
- Objectives
- Background

3.● METHODS & THEORIES

4.● WORKING PROCESS

5.● RESULTS

6.● DISCUSSION AND CONCLUSIONS

7.● HISTORY LOGS

8.● INDIVIDUAL RESPONSIBILITIES

9.● REFERENCES
본문내용
● ABSTRACT

플랫폼을 하강, 승강시키기 위해 사용되는 도르래 장치에서 기중기 옆의 파워인치에 연결된 금속로프가 플랫폼을 상승시키고 하강시킨다. 기중기 팔의 당김은 리프팅 아이를 통해 블록의 헤드로 전달이 된다. 상승 작동 중인 리프팅아이는 수직 방향의 힘만 받아 볼트가 견딜 수 있지만, 상승 작동이 끝난 후의 리프팅아이 볼트는 지속적인 bending moment를 받게 되는데 이를 견뎌내지 못하고 볼트가 파단에 이르게 된다. bending moment로 인해 발생하는 응력의 분포는 균일하지 않고 집중된 형태로 나타날 것이다. 하지만 그 위치가 명확하지 않기 때문에 이를 알아보기 위하여 ANSYS를 통해 분석을 하였다. 문제점 분석을 위해 재료의 종류를 변화시켜 가며 가장 적합한 재료를 선별하였다. 이 때의 응력 분포를 ANSYS를 통해 확인하였다. 다음으로 체결력에 따른 최대 응력을 ANSYS의 Parameter study를 통하여 가장 작은 응력을 발생시키는 체결력을 알아낼 수 있다. 그 때의 강도 수준과 마찰계수를 통해 최적의 볼트를 선별할 수 있다.


● INTRODUCTION

최근 토목 및 건설 분야의 활황으로 현장에서 크레인 사용은 지속적으로 증가하고 있다. 초고층 빌딩 및 공기를 단축시키는 점에 있어서 크레인의 사용은 필수적 이다. 크레인은 받침대(Pedestal)위에 설치된 몸통(Body)에서 팔의 역할을 하는 Jib로 구성되어 있다. Jib는 크레인의 회전운동을 제공하며 Jib에는 전후 운동을 하며 Hook을 들어 올리는 역할을 하는 Trolley로 이루어져있다. Hook을 들어 올리는 것을 권상(hoisting), 내리는 것을 권하(Lowering)이라 한다. 리프팅 아이는 주로 기계 설비 등 중량물을 크레인으로 들어 올리거나 이동할 때 사용되는 걸기용 도구 이다. 주로 와이어로프 등을 연결시키는데 이용되며, 전동기 등에 부착하는 일이 많지만, 여기서는 호이스팅 용구로서 리프팅 아이 볼트에 관한 것을 말한다. 볼트를 사용하는데 요점 사항은, 그 목 부분에 호칭 지름이 타각되어 있기 때문에 그 직경에 의해 매다는 하중이 허용 하중을 초과하지 않도록 하여야 한다. 볼트를 사용하는데 있어 수직으로 매다는 것을 원칙으로 하지만, 부득이할 때는 볼트의 중심선에서 45도 이내에서 사용할 수 있다. 또한 이 경우 볼트의 목 부분에 전단력이 발생하여 수직으로 매다는 경우보다 파괴에 약하다.

- Problem Statement

Fig.1은 수면 밑 플랫폼(잠수정을 전개하는데 사용되는)을 하강, 승강시키기 위해 사용 되었던 도르래 장치를 보여준다. 플랫폼의 질량은 약 1800kg이며, 수압 기중기의 팔이 블록을 지탱하고 있다. 기중기 옆에 고정된 파워인치(power winch)에 연결된 금속 로프가 플랫폼을 올리고 내린다. 기중기 팔의 당김은 리프팅 아이(lifting eye)를 통해 블록의 헤드로 전달된다. 오름 동작중 기중기는 아이(eye)의 축을 따라 2760kgf의 인장력을 받고 있다. 그러나 Fig.2의 그림에서 볼 수 있듯이 갑판 위 윈치로 감아올려졌을 때 플랫폼은 블록 쪽으로 고정되어 있다. 윈치는 느슨해지고, 기중기는 수직방향으로 작용하여, 플랫폼은 갑판위로 하강한다. 이 작동중 기중기 팔은 아이(eye)에 1800kgf의 인장력을 가하고 있다. Fig.3는 리프팅 아이의 구체적인 구조를 보여준 것이다. 아이(eye) 그 차체는 규격항목에서 제시되는 보완된 강철 단조이다. 아이(eye)는 사용목적에 따라 특별히 제작된 강철볼트에 의해서 도르래 장치에 고정되어 있다. 볼트가 감겨지는 끝부분은 볼트의 shoulder가 아이(eye)밑에 있는 평단면에 닿을 때까지 탭홀에 고정되어 있다. 어떠한 설명서에도 조립토크를 정확하게 설명하지 않았지만, 핀이 볼트의 풀림 방지 역할을 하고 있다. 볼트의 몸통부위는 블록에 헐겁게 끼워 맞춰져 있다.

참고문헌
[1] Michael F Ashby, Engineering Materials 1, third edition, BH, 2005
[2] Nikolaidis, E and Lee, K, J., “A-3D joint model for automotive structures,”SAE transactions, Vol. 101, No. 6, PP 1220-1232, 1992.
[3]