고속철도차량 감속기 설계수명 평가 연구

초록

본 연구에서는 KTX 차량용 감속기를 국산화하여 국내 고속차량인 KTX-1 및 KTX-산천에 적용하기 위해 감속기 설계 수명을 결정하는 주요인자에 대한 설계 수명 평가 단계를 도출하였다. KTX 차량 감속기 설계 수명 평가는 크게 3단계로 나누어 실시 된다. 1차 설계수명 평가는 감속기 주요 부품에 대한 부품 단위 성능시험을 실시하여 주요 부품에서 요구되고 있는 시험 및 검사항목에서 평가 기준에 적합해야 한다. 2차 설계수명 평가는 감속기 조립품을 조립 하여 검사 및 평가를 실시하는 것이다. 조립품의 주요 검사는 다이나모 시험대에 조립품을 설치 한 후 백래쉬 검사, 베어링 유격 및 누유을 우선 검사해야 한다. 조립 검사 결과 평가 기준치에 모두 적합한 경우에 조립체에 대한 무부하 성능 시험을 실시해야 한다. 무부하 시험 평가 항목으로는 온도, 진동, 소음, 누유 등이 있다. 온도의 경우 1차/2차 감속 구동장치의 온도가 120℃ 이하이면 적합한 것으로 평가한다. 또한 진동을 측정하여 각 시험조건 별 측정된 진동 값을 주파수 분석을 실시하여 해당 주파수에 따른 진동 레벨을 표시하고, 진동평가 기준은 1차/2차 감속기 동일하게 VR8 이하가 되어야 한다. 마지막으로 소음은 측정 대상물에서 1m 떨어진 곳의 상부, 좌우 위치에서 설계속도 기준인 330km/h에서 115 dB이하 이어야 한다. 마지막으로 누유는 무부하/부하 시험 완료 시 누유가 발생하여서는 안 된다. 3차 설계 수명 검증 평가는 현차에 조립된 감속장치를 부착하여 운행 노선에서 검증하는 것이다. 이 경우 일반검수 및 주행장치검수 및 전반검수에 해당하는 기준 검수에 따라 감속기 각 구성품의 성능과 조립체의 성능이 유지되고 있는지를 지속적으로 모니터링 함으로써 설계 수명 검증을 해야 함을 제시하였다.