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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 金才文
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
이 논문의 연구 히스토리 (7)
2023
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제 목 : 선로보수 장비 차축 기어박스 정비주기 최적화에 관한 연구 본 硏究는 線路補修 裝備 車軸 기어박스 整備週期 最適化에 關한 硏究이다. 선로보수 장비는 철도 시스템의 유지보수를 지원하는 특수 철도차량으 로 여객과 화물을 안전하게 수송할 수 있도록 선로 및 구조물의 유지보 수와 개량업무를 수행한다. 이러한 선로보수 장비의 고장은 철도운송에 있어 직접적인 피해를 유발할 수 있으므로 선로보수 장비가 고장 없이 주어진 임무를 수행하기 위해서는 지속적인 유지보수에 의한 신뢰성의 확보가 요구된다. 선로보수 장비 중 밸러스트 레귤레이터는 도상자갈을 정리하고, 좌우측 어깨의 단면을 형성해 주는 장비로 자갈을 밀고 나가는 추진력이 요구됨 에 따라 짧은 주행거리에 비해 주행장치에 부하가 많이 작용하게 된다. 주행장치의 고장은 열차운행에 직접적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 철 저한 정비가 요구되나, 현재의 정비기준은 분해점검 또는 필요시 교환 정도로 제시되고 있는 실정으로 신뢰성 기반의 유지보수 적용이 우선시 되는 장치이다. 본 논문은 주행장치 중 차축 기어박스의 유지보수 데이 터 분석을 통한 TBO 적용으로 장비의 신뢰성 향상을 목적으로 하였다. 밸러스트 레귤레이터 장비별 사용개시일부터 2022년까지의 유지보수 데이터를 분석한 결과 차축 기어박스 주요 부품 중 주행 선택 샤프트 등 4종의 부품에서 고장이 확인되었으며, 고장 발생 비율은 주행 선택 샤프 트가 52%로 가장 높았으며, 기어 쉬프트 포크 22%, 기어 휠 19%, 드라 이브 샤프트 7% 순으로 나타났다. 수집된 유지보수 데이터는 통계분석이 가능한 형태로 정리한 후 통계 소프트웨어인 Minitab을 활용하여 신뢰성 분석을 하였다. 고장이력이 있 는 주행 선택 샤프트 등 4종의 부품에 대해 적합한 분포를 확인하였으 며, 이에 따른 모수를 추정한 결과 주행 선택 샤프트, 기어 쉬프트 포크, 기어 휠은 고장률이 증가하는 추세로 TBO 분석 대상 부품으로 확인되 었으며, 드라이브 샤프트는 우발적 고장이 발생됨을 확인하였다. TBO 분석은 경제성을 고려한 유지보수 비용이 최소로 되는 수명주기 와 안전도를 고려한 백분위 수 수명을 추정하여 최적의 주기를 산정하였 다. 현재 백분위 수 적용 기준이 없는 선로보수 장비에 대해 치명도 평 가 항목으로 심각도, 고장빈도, MTTF를 통한 기준을 정립하여 평가하 였다. 주행 선택 샤프트의 유지보수 비용과 안전도를 고려한 TBO 주기는 1,095일(3년)으로 확인되었으며, 기어 쉬프트 포크와 기어 휠의 경우 정 비내용이 유사하므로 유지보수 비용을 함께 적용한 결과 유지보수 비용 과 안전도를 고려한 TBO 주기는 2,190일(6년)로 확인되었다. 차축 기어박스 주요부품 3종에 대해 TBO 적용시 주행 선택 샤프트는 37.6%, 기어 쉬프트 포크는 38.1%, 기어 휠은 43%의 신뢰도가 향상되 며, 기대수명 동안의 유지보수 총 비용은 주행 선택 샤프트와 기어 쉬프 트 포크는 감소되나, 기어 휠은 신뢰도 확보를 위한 정비주기 단축으로 다소 증가됨이 확인되었다. 또한, 본 연구에 의해 산출된 TBO는 최초로 설정된 잠재수명으로 향 후 운용 중 지속적인 TBO 검사를 통해 조정 및 확정의 절차가 요구됨 에 따라 선로보수 장비에 적합한 TBO 검사의 절차 및 운용방안을 제시 하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 동향 51.3 논문의 구성 8Ⅱ. 선로보수 장비 102.1 선로보수 장비 102.2 밸러스트 레귤레이터 152.3 차축 기어박스 23Ⅲ. 신뢰성 이론 263.1 고장률과 신뢰도 함수 263.2 수명분포 30Ⅳ. 신뢰성 분석 324.1 신뢰성 분석 절차 354.2 차축 기어박스 구성품의 수명자료 374.3 적합 분포 및 모수 추정 42Ⅴ. 차축 기어박스 구성품의 TBO 505.1 구성품별 교환주기 산정 505.2 분해정비 주기 관리 90Ⅵ. 결론 95참고문헌 98Abstract 102
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