소형 레일표면 연마장치의 제어 변수에 따른 연마 영향 분석

초록

철도의 궤도 레일은 지속적 운행으로 인한 피로와 통과 톤(ton)수의 누적으로 인하여 여러 가지 변형과 손상이 발생한다. 레일의 변형과 손상은 레일의 수명을 단축시키고 탈선과 같은 안전사고를 유발할 수 있다. 이러한 레일 손상에 대한 대표적인 유지보수 작업으로 레일연마가 수행되고 있다. 상대적으로 긴 거리의 연마에는 연마차를 사용하지만, 국부적인 손상의 복구나 유지보수는 수동의 소형 연마장치에 의해 이루어지고 있다. 따라서 소형 연마장치에 의한 연마는 작업자의 숙련도에 따라 연마 후 레일의 품질이 달라질 수 있다. 본 논문에서는 최근 개발된 소형 자동화 연마 장치를 이용하여 연마작업을 수행할 때, 연마 후의 품질에 영향을 줄 수 있는 제어 변수를 분석하였다. 특히 연마 깊이를 결정하는 수직축의 강성에 대한 제어 게인, 연마석의 회전속도, 토크의 변화가 연마 후의 품질에 미치는 영향을 분석하여 최적 연마를 위한 제어 변수의 값을 도출하였다. 분석결과 일정값 이상의 연마석 회전속도는 연마장치의 위치 에러 감소에 중요한 역할을 하였다. 또한, 반복 연마 시 연마축의 토크값을 점차적으로 증대해 나갈 필요가 있음을 확인하였다. 본 연구에서 도출한 제어 변수의 최적 운영조건을 이용하면 현장 연마작업 시에 사용될 자동화 연마장치의 운영성능을 향상시킬 수 있다고 판단된다.

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