RS B 0261 드럼세탁기 샤프트 신뢰성전문위원회심의 2009 년 1 월 22 일제정지식경제부기술표준원발행
신뢰성전문위원회명단 성명 소 속 직위 ( 위원장 ) 장중순 아주대학교 교수 ( 위원 ) 지식경제부부품소재총괄과장 당연직 기술표준원표준기술기반과장 당연직 고을석 현대자동차 이사 권동일 서울대학교 교수 김경욱 서울대학교 교수 김재곤 한양대학교학연산클러스터사업단 교수 김태룡 한국전력연구원 그룹장 서문호 건국대학교 교수 오창수 한국전력공사 팀장 우경일 대우일렉트로닉스 연구소장 유동수 한국부품소재산업진흥원 전문위원 윤문섭 한국부품소재산업진흥원 본부장 이순복 KAIST 교수 이종희 한국항공우주연구원 센터장 정재천 한국전력기술 차장 최희천 EPRI 소장 ( 간사 ) 기술표준원표준기술기반과 당연직 기계류부품기술위원회명단 성명 소 속 직위 ( 위원장 ) 김경욱 서울대학교 교수 ( 위원 ) 지식경제부기계항공시스템과 당연직 지식경제부부품소재총괄과 당연직 기술표준원표준기술기반과 당연직 강영선 동양물산 연구소장 구자진 현대중공업 상무 권영돈 선진정공 부사장 권영일 청주대학교 교수 김규로 경기공업대학 교수 김대은 연세대학교 교수 김상택 두산인프라코어 상무 서순근 동아대학교 교수 우성우 삼성전자 박사 이성래 건양대학교 교수 임중호 국제종합기계 연구소장 장달식 두산인프라코어 상무 정인승 만도 상무 정태형 한양대학교 교수 조덕영 솔지 박사 한철호 금오공과대학교 교수 허병윤 볼보건설기계코리아 상무 ( 간사 ) 김형의 한국기계연구원신뢰성평가센터 센터장 제정자 : 지식경제부기술표준원장제정 : 2009년 1월 22일원안작성협력자 : 한국기계연구원심의위원회 : 신뢰성전문위원회 지식경제부공고제 2009-021 호
신뢰성평가기준 RS 드럼세탁기샤프트 B 0261 Shaft for drum type washing machine 서문규격을적용하는데있어서는그규격안에인용하고있는규격도동시에참조하여야하며, 같은종류의규격이라면규격사이에비교검토가필요한경우도많다. 이러한기준들의시험특성을이해함으로써드럼세탁기샤프트의신뢰성을높이기위해 RS B 0261이제정되었다. 1. 적용범위이기준은수평드럼식세탁기에장착되어구동모터의동력을세탁조에전달하는목적으로사용되는드럼세탁기샤프트 ( 이하샤프트라한다.) 에대한성능및신뢰성인증시험방법에대하여규정하며본기준에서적용될수있는시험대상품의범위는표 1에따른다. 표 1 적용범위 항목범위 운용환경 구동방식 정격회전속도 실내특수환경 [(-5~95) C] 직접구동 1 200 r/min 이하 2. 인용규격다음에나타내는규격은이기준에인용됨으로써이기준의규정일부를구성한다. 이러한인용규격은그최신판을적용한다. KS A 5606 기계부품의내구시험설계 KS B 0704 기계적진동-기계의불평형변화감도및기계진동의불평형민감도 KS B 0714 기계의진동및충격-가속도계의기계적인설치 KS B 2051 구름베어링의부착관계치수및끼워맞춤 KS B ISO 19 40-1 기계적진동-강성회전체의평형특성요구조건-제1부 : 허용잔류불평형량의결정 KS B ISO 10816-1 기계적진동-비회전부의측정에의한기계진동의평가-제1부 : 일반지침 KS C 9 608 전기세탁기 KS C IEC 60335-2-7 가정용및이와유사한전기기기의안전성-제2-7부 : 전기세탁기의개별요구사항 KS D ISO 9 502 염수분무시험 ( 중성, 아세탄산및캐스분무시험 ) KS K ISO 6330 섬유시험에대한가정세탁과건조과정 JIS B 09 05 Rotating machines-balance quality requirements of rigid rotors 3. 정의이기준에서사용되는주된용어의정의는다음에따른다. a) 마모마찰에기인하는물리적, 화학적작용에의해, 고체표면물질을차차잃어가는현상 b) 피팅재료표면에반복하여하중이걸리어재료의피로한도보다큰경우손상을갖는것
c) 대표성능시험 종합성능시험항목중에서시험대상품의성능변화를확인할수있는대 표적인시험항목을선정하여수명시험, 내환경성시험, 안전성시험등의수행과정에서실시 하는시험 d) 사전 시험 내환경성시험으로인한시험대상품의성능변화를확인하기위하여시험시작 전에실시하는대표성능시험 e) 중간시험 내환경성시험으로인한시험대상품의성능변화를확인하기위하여시험중간에 실시하는대표성능시험 f) 사후시험 내환경성시험으로인한시험대상품의성능변화를확인하기위하여시험완료후 에실시하는대표성능시험 g) 안정화시간 고온시험, 저온시험에서시험대상품이시험온도에도달하여안정화되는시간 h) 촉진 시간 고온시험, 저온시험에서시험대상품이시험온도에도달하는시간을단축시키 기위하여, 항온조온도를시험온도보다높거나또는낮은온도로설정하여일정기간동안유 지하는시간 i) 숙성 시간 고온시험, 저온시험에서시험대상품의표면온도가시험온도에도달하는시간 부터시험대상품의내부온도가시험온도에도달할때까지의시간 j) 스플라인 (spline) 보스와축의둘레에많은키를깎아붙인것과같은것. 특징으로일반적인 키보다훨씬큰동력을전달할수있고내구력이큼 k) 저널 방사상으로지지되거나로터가회전할때베어링에의해받쳐지는부분 l) 사이클 주기적현상또는주기함수가어떤상태와똑같은상태를또다시취하게도는동안에 거쳐가는모든상태, 또는값의온범위 m) 드럼식세탁기 세탁물이수평드럼통안에위치하여세탁하고있는물속에부분적으로잠겨 있으며, 수평드럼통의회전운동에의하여세탁물을회전낙하시켜서세탁을하는방식, 즉 기계적작동은수평축을따라드럼통이정회전또는역회전을주기적이거나비주기적으로반 복하는것 4. 샤프트의구조 4.1 샤프트의구조샤프트의외형및구조를그림 1에나타내었다. 1 : 스플라인 ( 모터측 ) 2 : 샤프트 3 : 부싱 4 : 스플라인 ( 부하측 ) 그림 1 샤프트 구조 4.2 시험전조사항목우선샤프트의기초자료로서다음항목을조사한다. a) 샤프트형식 ( 제조자명, 제품번호, 용도등 ) b) 샤프트도면 ( 치수및구조 ) c) 정격사양 ( 정격속도등 ) d) 윤활조건 ( 윤활류종류, 점도, 윤활방식등 ) e) 재질및열처리상태, 재료화학조성및기계적성질 f) 이론적설계수명 2
5. 샘플링방법가장최근에동일한조건으로생산된양품중 4개를랜덤샘플링하여 2개는내환경성시험에활용하고 2개는수명시험에활용한다. 6. 신뢰성평가기준 6.1 종합성능평가기준모든시료는 7.2의시험방법에따라종합성능평가시험을실시하여표 2의평가기준을만족하여야한다. 종합성능시험중대표성능시험은진동측정시험및언밸런스시험으로한다. 표 2 종합성능시험의시험항목별평가기준 시험항목시험방법시험조건평가기준 외관검사 7.2.1 진동측정시험 7.2.2 언밸런스시험 7.2.3 샤프트의저널부를검교정된조도측정기로측정한다. 샤프트의저널부를검교정된마이크로미터로측정한다. 정격회전속도로회전시킨다. KS B ISO 10816-1 에따라각운전모드및측정위치에서진동을측정한다. 정격회전속도로회전시킨다. KS B ISO 19 40-1에따라언밸런스량을측정한다. 표면조도, 공차등이도면에규정된값을만족해야한다. 진동크기에대한기준은 KS B ISO 10816-1의부속서표 1을만족해야한다. (1종적용 ) 최대허용언밸런스기준은 G6.3 을만족하여야한다. 6.2 내환경성평가기준내환경성시험에서앞선시험종료후 72시간이내에다음시험이실시되는경우는앞선시험항목의사후시험을다음시험의사전시험으로대체하며, 내환경성시험의항목별평가기준은표 3을따른다. 비고앞선시험이고온시험이고다음시험이저온시험일경우, 고온시험을종료한후 72 시간이내에저온시험이실시되면고온시험의사후시험이저온시험의사전시험을대체한다. 표 3 내환경성시험의시험항목별평가기준 시험항목시험방법시험조건평가기준 고온시험 7.3.1 상온에서사전시험으로서육안검사및 대표성능시험을실시한다. (105±2) 온도에서표 5의촉진시간 외관손상 ( 파손, 균열, 변형 동안유지한다. 등 ) 이없어야한다. (95±2) 온도에서표 5의숙성시간동 대표성능시험 (7.2.2, 7.2.3) 안유지한후, 중간시험으로서육안검사및대표성능시험실시한다. 의평가기준을만족하여야한다. 상온에서사후시험으로서육안검사및 대표성능시험을실시한다. 3
표 3 내환경성시험의시험항목별평가기준 ( 계속 ) 시험항목시험방법시험조건평가기준 저온시험 7.3.2 상온에서사전시험으로서육안검사및 대표성능시험을실시한다. (-10±2) 온도에서표 6의촉진시간동 외관손상 ( 파손, 균열, 변형 안유지한다. 등 ) 이없어야한다. (-5±2) 온도에서표 6의숙성시간동 대표성능시험 (7.2.2, 7.2.3) 안유지한후, 중간시험으로서육안검사및대표성능시험실시한다. 의평가기준을만족하여야한다. 상온에서사후시험으로서육안검사및 대표성능시험을실시한다. 습도시험 7.3.3 사전시험으로서육안검사및대표성능시험을실시한다. 온도 (45±2), 상대습도 (95±5) % 조건 외관손상 ( 파손, 균열, 변형에서 6시간, 온도 (30±2), 상대습도등 ) 이없어야한다. (85±5) % 조건에서 16시간을 1주기로, 10 대표성능시험 (7.2.2, 7.2.3) 주기수행한다. 의평가기준을만족하여야 표준대기조건에서시험대상품을충분한다. 히건조시킨후, 사후시험으로서육안검사및대표성능시험을실시한다. 염수분무시험 7.3.4 소금농도 (50±5) g/l의소금용액을온도 (35±2) 로유지하며 24시간동안분무한다. 강하율은수평채취면적각 80 cm 2 당 레이팅넘버 9 이상이어야한 (1~3) ml/h, ph는 (6.5~7.2) 로유지한다. 다. 소금용액의분무를중단하고시험대상 외관손상 ( 파손, 균열, 변형품을시험조내에서표준온도및습도등 ) 이없어야한다. 조건으로 24시간동안건조시킨다. 대표성능시험 (7.2.2, 7.2.3) 24시간분무 24시간건조를 1주기로하의평가기준을만족하여야여 2주기동안반복한후, 사후시험으로한다. 서 KS D 9 502에서규정한레이팅넘버법에의한판정및대표성능시험을실시한다. 4
6.3 수명평가기준시료 2개를 1.4 10 8 사이클까지수명시험하여표 4의평가기준을만족하면, 신뢰수준 90 % 에서 B 1 수명 2.7 10 7 사이클을보장한다. 표 4 수명시험의평가기준 시험항목시험방법시험조건평가기준 수명시험 7.4 세탁기정격부하를구현하는회전 종합성능시험및대표성능시험판을장착하여정격속도로 1회전 (7.2.2, 7.2.3) 의평가기준을모두시키는것을 1사이클로하여수행만족하여야한다. 한다. 시료 2개를 1.4 10 8 사이클까지수명 수명시험전과완료후에종합성시험한후, 2개모두고장없고능시험을실시한다. 종합성능시험의평가기준을만 총수명시험사이클의 50 % 구간족하여야한다. 에서대표성능시험을실시한다. 7. 신뢰성평가방법 7.1 시험장치및시험조건 7.1.1 시험용제품시험용샤프트는원칙적으로신품으로한다. 7.1.2 윤활유윤활유는도면지시의신품윤활유및정규유량으로한다. 7.1.3 시험장치샤프트의시험에사용되는시험장치에대하여다음사항을점검하여야하며그림 2와같다. a) 시험하고자하는샤프트의배치 b) 베어링하우징품질및장착상태 c) 진동측정장치의위치 d) 기타특별히기술되어야할사항 1. 모터 2. 타코메터 3. 샤프트 ( 시험대상품 ) 4. 부하 ( 편하중 ) 그림 2 샤프트수명시험장비 5
7.1.4 시험방법및검사 a) 정격부하를가한후정격회전속도로운전 b) 온도측정 c) 속도측정 d) 기타특이사항측정 7.2 종합성능시험방법 7.2.1 외관검사샤프트의제작상태에대한기본적인검사이다. a) 샤프트의저널부를검교정된조도측정기로측정한다. b) 샤프트의저널부를검교정된마이크로미터로측정한다. c) 제공된도면상에규정된값을만족하는지확인하고기록한다. 7.2.2 진동측정시험 a) 측정장비의영향에의한오차가발생하지않도록점검후실시한다. b) 정격회전속도로회전시킨다. c) 측정은대상기계의주요가진방향의가속도를측정하도록한다. 마운트의종류에관계없이모든마운트의지지부상단에서가속도를측정한다. 기어의상부 ( 또는하부 ) 및측면에서가속도를측정한다. 측정위치는하우징의베어링이설치된지점을중심으로설치한다. d) 가속도계는가능한한부가적인마운팅블럭을사용하지않고측정위치에단단히고정한다. e) 외관손상 ( 파손, 균열, 변형등 ) 이없어야하고대표성능시험 (7.2.2, 7.2.3) 의평가기준을만족하여야한다. f) 측정값은진동가속도를 m/s 2 단위로계측한후필요시속도값으로변환한다. 7.2.3 언밸런스시험샤프트의고속회전시의언밸런스량을평가하기위한시험이다. a) 측정장비의영항에의한오차가발생하지않도록점검후실시한다. b) 정격회전속도로회전시킨다. c) 최대허용언밸런스기준은 G6.3 기준을만족하여야한다. 7.3 내환경성시험방법 7.3.1 고온시험 a) 상온에서사전시험으로서육안검사및대표성능시험을실시한다. b) 시험대상품을항온조에장착한후항온조온도를분당 3 이내의속도로 (105±2) 까지올린다. c) (105±2) 온도에서표 5의촉진시간동안유지한후, 분당 3 이내의속도로 (95±2) 까지내린다. 촉진시간은시험대상품의적용중량과외부표면적의비율에의하여산출된다. d) (95±2) 온도에서표 5의숙성시간동안유지한후, 중간시험으로서육안검사및대표성능시험 (7.2.2, 7.2.3) 을실시하여표 3의평가기준을만족하여야한다. e) 온도를분당 3 이내의속도로상온까지내려서안정화시킨후, 사후시험으로서육안검사및대표성능시험 (7.2.2, 7.2.3) 을실시하여표 3의평가기준을만족하여야한다. f) 항온조온도제어를위하여설치된센서의온도와시험대상품주변 ( 시험대상품과동일한높이에서수평방향으로 10 cm 떨어진위치 ) 의온도를측정하여차이가발생할경우, 시험대상품주변온도가그림 3의선도를따를수있도록항온조의온도제어에대하여보상하는조치를취하여야한다. 6
그림 3 고온시험방법및시험절차 표 5 고온시험촉진시간및숙성시간 적용중량 / 표면적 kg/m 2 촉진시간 min 숙성시간 min 16~46 10 20 47~78 20 79~109 30 110~140 40 40 141~171 50 7.3.2 저온시험 a) 상온에서사전시험으로서육안검사및대표성능시험을실시한다. b) 시험대상품을항온조에장착한후항온조온도를분당 3 이내의속도로 (-10±2) 까지내린다. c) (-10±2) 온도에서표 6의촉진시간동안유지한후, 분당 3 이내의속도로 (-5±2) 까지올린다. 촉진시간은시험대상품의적용중량과외부표면적의비율에의하여산출된다. d) (-5±2) 온도에서표 6의숙성시간동안유지한후, 중간시험으로서육안검사및대표성능시험 (7.2.2, 7.2.3) 을실시하여표 3의평가기준을만족하여야한다. e) 온도를분당 3 이내의속도로상온까지올려서안정화시킨후, 사후시험으로서육안검사및대표성능시험 (7.2.2, 7.2.3) 을실시하여표 3의평가기준을만족하여야한다. f) 항온조온도제어를위하여설치된센서의온도와시험대상품주변 ( 시험대상품과동일한높이에서수평방향으로 10 cm 떨어진위치 ) 의온도를측정하여차이가발생할경우, 시험대상품주변온도가그림 4의선도를따를수있도록항온조의온도제어에대하여보상하는조치를취하여야한다. 7
대표성능시험 대표성능시험 시험 온도 ( ) 상온 -5-10 안정화시간 촉진시간 숙성시간 대표성능시험 a) b) c) d) e) 그림 4 저온시험주기및절차 시간 (h) 표 6 저온시험촉진시간및숙성시간 적용중량 / 표면적 kg/m 2 촉진시간 min 숙성시간 min 10~28 10 20 29~47 20 48~66 30 67~84 40 30 85~103 50 7.3.3 습도시험샤프트를 MIL-STD-810F 방법 507.4에따라그림 5의절차로시험한다. a) 사전시험으로서육안검사및대표성능시험을실시한다. b) 시험대상품을시험조에설치하고온도 (25±2), 상대습도 (50±5) % 로 24시간동안유지한다. c) 온도 (30±2), 상대습도 (85±5) % 로환경조건을조정하고 4시간유지한다. d) 온도 (45±2), 상대습도 (95±5) % 환경에 6시간유지하고, 환경조건을온도 (30±2), 상대습도 (85±5) % 로낮추어 16시간유지하는것을 1주기로하여, 10주기동안반복한다. e) 표준대기조건에서시험대상품을충분히건조시킨후, 사후시험으로서육안검사및대표성능시험 (7.3.2, 7.3.3) 을실시하여표 3의평가기준을만족하여야한다. 8
1 주기 9 주기 95 85 시험습 50 도 (%RH) 습도제어곡선 (30±3) (45±3) (45±3) (25±3) (30±3) (30±3) (45±3) 0 2 26 31 27 32 38 55 39 56 72 73 시험시간 (h) 247 254 271 248 255 그림 5 습도시험방법및시험절차 7.3.4 염수분무시험 a) 사전시험으로서육안검사및대표성능시험을실시한다. b) 시험대상품을시험조에설치하고, 온도를 (35±2) 로유지한다. c) 시험용소금용액의조제방법은다음을따른다. 1) 소금은 KS M ISO 6353-2(R32) 에규정한특급염화나트륨또는동등이상의것으로한다. 2) 물은 (25±2) 로전도율 20 μs/cm 이하의탈이온수또는증류수로한다. 또한전도율을 1 μs/cm 이하로하는것이바람직하다. 3) 1) 의소금을 2) 의물에녹여서소금농도 (50±5) g/l로조제한다. d) 소금용액온도를 (35±2) 로유지하며 24시간동안분무한다. e) 분무는자유낙하를원칙으로하고분무가직접시험편에가해지지않는방향으로분무노즐을향하도록하여분무의직사를차단하여야한다. f) 강하율은수평채취면적각80 cm 2 당 (1~3) ml/h, ph는 (6.5~7.2) 로유지하여야한다. g) 소금용액의분무를중단하고시험대상품을시험조내에서표준온도및습도조건으로 24시간동안건조시킨다. h) e)~h) 를 1주기로하여 2주기동안반복한후, 사후시험으로서 KS D 9 502에서규정한레이팅넘버법에의한평가및대표성능시험 (7.2.2, 7.2.3) 을실시하여표 3의평가기준을만족하여야한다. 7.4 수명시험평가방법 7.4.1 시험조건 a) 회전판에편하중을적용한다. 부하위치는세탁조의반경을고려하여적용하고, 정격부하는 KS C 9 608에서규정한탈수도 40% 를고려하여최대탈수용량의 2.5배를적용한다. b) 가동속도는탈수시정격속도로한다. c) 부적절한토크가가해지지않았는가수동으로시험대상샤프트를회전시키면서확인한다. d) 입출력토크, 회전속도, 진동, 소음, 누유등의변화를관찰하면서샤프트의고장발생여부를감시한다. e) 윤활유는도면에언급된제품을사용하여시험한다. f) 수명시험기간동안그림 6 와같이총수명시간을 2등분하여해당시간만큼작동하였을경우, 성능시험을실시하여성능저하가일어나는현상을관측한다. 수명시험중실시되는시험 9
으로는진동측정시험및언밸런스시험만실시하고, 시험초기와수명시험종료후에는종합성능시험의각항목을모두실시한다. g) 시험장비의고장에의한오차가발생하지않도록유의한다. h) 시험중고장이발생한경우시험을중단하고, 부품의상태를조사하고기록한다. i) 시험시간을끝내고샤프트의고장형태가나타나지않아야하며, 6.3의평가기준을만족하여야수명을보장한다. j) 파손상태와고장형태를기록한다. 성능 종합성능시험 대표성능시험 초기성능 (100 %) 종합성능시험 성능평가합격기준 0 % 50 % 100 % 수명시험시간 그림 6 샤프트의수명평가시험진행도 10
신뢰성평가기준 드럼세탁기샤프트 2009 년 1 월 22 일발행 편집겸 발행인 지식경제부기술표준원장 발행지식경제부기술표준원 427-010 경기도과천시중앙동 2 (02) 509-7282~7285 Fax (02) 507-1923 http://www.ats.go.kr 인쇄 제본 지식경제부기술표준원 이기준에대한의견또는질문은한국기계연구원신뢰성평가센터 ( 042-868-7160) 로연락하여주십시오. 또한신뢰성평가기준은부품 소재전문기업등의육성에관한특별조치법제25조의규정에따라신뢰성전문위원회에서심의되어확인, 개정또는폐지됩니다.
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