배추수확기용 이송장치 거동 해석 = Behavior Analysis of Conveying System of Cabbage Harvesters
저자
김명신 ( Myeong-sin Kim ) ; 박우준 ( Woo-jun Park ) ; 박성진 ( Seong-jin Park ) ; 양규원 ( Kyu-won Yang ) ; 김혁주 ( Hyuck-joo Kim )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
208-208(1쪽)
제공처
배추는 한국에서 대표적인 김치의 주재료로 이용되고 있으며 1인당 연간 소비량은 37kg 수준으로 전체 채소 소비 비중 중 유일하게 30%를 넘는 것으로 나타난다. 하지만 배추는 높은 소비량을 가짐에도 불구하고 재배 과정은 대부분 인력에 의존하고 있어 많은 노동량이 요구되는 수확과정에서 기계화 시스템이 절실하다. 따라서 본 연구에서는 동역학 해석 프로그램을 이용하여 설계한 배추수확기용 예취·이송 장치부의 거동을 해석하였다. 해석을 위하여 실제 장치를 3D로 설계한 이송부 롤러, 스프링, Flexible Shell Belt, Dummy Frame 등으로 모델링하였고 추가적으로 배추 모델과 Ground 등으로 구성하였다. 동역학 해석 프로그램인 RecurDyn을 활용하여 설계한 배추수확기 이송장치부의 원활한 배추 이송에 필요한 벨트의 이송속도와 벨트-배추 접촉 부분의 응력을 예측하였다. 또한 계산 결과 예측된 응력값, 이송벨트와 배추 간의 접촉 면적 및 마찰계수를 설정하여 이송 중인 배추의 벨트 이탈 여부를 확인하였다. 배추 수확작업시의 기체의 주행속도는 0.2m/s와 0.15m/s, 지면과 이송부 각도는 25°, 30°, 35°로 설정하여 총 6가지 경우를 설정하였고, 배추 무게는 2.6kg로 설정하여 벨트의 각 텐셔너와 롤러 사이 7부분에서의 응력을 계산하였다. 해석결과, 벨트의 이송 속도는 기체의 이송속도 0.15m/s, 각도 25°일 때 최소값 0.166m/s로 계산되었으며 기체의 이송속도 0.2m/s, 각도 35°일 때 최대값 0.244m/s로 계산되었다. 이에 따른 벨트 구동풀리의 회전속도는 4.6 rad/sec 이상으로 유지되어야 한다. 벨트에 걸리는 응력은 기체의 이송속도 0.2m/s, 각도 30°를 유지하는 경우 투입구에서 최대 값 1.5N/mm2, 배출구 직전에서 최소값은 0.25N/mm2로 계산되었다. 계산된 응력값과 접촉면적 및 배추-벨트간 마찰계수를 이용하여 계산된 배추에 작용하는 벨트의 수직 마찰력은 110 N 이상으로 나타나, 수확후 이송시 벨트의 배추 파지력은 충분하다고 판단되었다.
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