토양조건에 따른 농업용 트랙터 베어링 수명 분석

롤러 베어링은 마찰 저항이 적고 유지가 비교적 편리하기 때문에 공작기계, 자동차, 농업기계 등 많은 분야에 걸쳐 사용된다. 트랙터 변속기에 사용되는 테이퍼 롤러 베어링은 상시 구동되면서 축방향으로 하중을 지속적으로 받기 때문에 파손이 많이 발생한다. 트랙터 작업은 토양조건에 따라 부하가 다르게 발생하며 일반 토양에 비해 간척지 토양의 작업 환경이 더 열약하다고 알려져 있다. 따라서 본 연구는 토양조건에 따라 발생한 트랙터 부하를 입력 조건으로 하여 테이퍼 롤러 베어링의 수명 분석을 목적으로 한다. 트랙터 작업부하를 계측하기 위해 계측시스템을 구성하였으며, 이랑 쟁기 작업을 기준으로 일반 토양과 간척지 토양에서 각각 부하를 계측하였다. 기계 요소 설계 프로그램인 KISSsoft를 이용하여 테이퍼 롤러 베어링을 포함한 변속기 부변속부 모델링을 수행하였다. 일반 토양 및 간척지 토양에서 발생한 부하 분석 결과 간척지 토양에서 작업했을 때 부하가 더 많이 발생했다. 이는 간척지 토양이 일반 토양보다 수분함량이 높아 작업 중에 슬립이 더 많이 발생했기 때문으로 판단된다. 토양조건별 발생한 부하를 압력조건으로 베어링 수명을 분석한 결과 일반 토양 대비 간척지 토양에서 발생한 부하 조건에서 베어링 수명이 더 짧게 나타났다. 따라서 토양조건별 부하 데이터를 분석 및 적용함으로써 실제 작업 시 테이퍼 롤러 베어링의 수명 평가가 가능하며, 이를 통해 일반 토양 대비 간척지와 같이 필드사용조건이 열악한 환경에서 사용되는 트랙터의 최적 설계 시 활용 가능할 것으로 판단된다.