잭업 리그용 잭킹 피니언의 접촉 피로수명 (Contact Fatigue Life of a Jacking Pinion for Jack-up Rig)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 41권 / 12호 / 1187 ~ 1193페이지
· 저자명 : 권순만

초록

해양 플랜트 산업에 있어 잭킹 시스템은 잭업 드릴링 플랫폼의 핵심 장비이며, 대부분 랙-피니언 기어를 사용한다. 본 논문에서는 잭업용 랙-피니언의 내마멸 설계를 위해 랙 치형이 직선 치형이 아닌 원형 치형인 RRP(roller rack pinion) 시스템을 새로운 대안으로 고려하였다. 이때 보다 높은 내피로 저항성을 얻기 위해 치형수정계수를 고려한 인벌류트-오프셋 곡선을 RRP 시스템 피니언의 치형으로 채택하였다. 이를 기반으로 접촉력 및 Hertz 접촉응력을 결정한 후 형상 설계제원 변화에 따른 브리넬링 표면피로수명을 비교 평가하였다. 그 결과 치형수정계수를 증가시킴으로써 잭킹 피니언의 피로수명이 상당히 연장될 수 있음을 알 수 있었고, 소정 값 이상의 치형수정계수로 설계되었을 때만이 목표수명 값을 얻을 수 있었다.

영어초록

Gear jacking systems are used in the offshore industry as key equipment for jack-up drilling platforms and make use of a rack and pinion gear in the modern day. As a new alternative to this jacking system, the roller rack pinion (RRP) system is introduced in this paper. The rack-bar of an RRP system has a series of roller trains that mesh with the pinion. To obtain a higher contact fatigue resistance in the jacking pinion based on the RRP system, this paper adopted an involute-offset tooth profile. The contact forces were then determined and the Hertz contact stresses were investigated to estimate the surface fatigue life based on Brinell damage by varying the shape design parameters. The results demonstrate that the fatigue design life of a jacking pinion can be extended significantly by increasing the profile modification coefficient, and an appropriate lifespan can be obtained only when this coefficient reaches or exceeds a certain level.

참고자료

· 없음