5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			1 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
1. 설계조건 (1) 형식 : 더블체인 플라이트 콘베어식 슬러지 수집기 (1지 2수로 1구동) (2) 수집기 속도 : 약 0.3m/min (3) 침전지 크기 : 5.800 mW x 50.03 mL x 6,700 mH x 2 수로 (4) 체인 : (본체인) 스텐인레스 부쉬드 체인 ACS19152W OR EQUIV. (구동체인) 스틸 로라 체인(RS160) (수중 구동체인) 스텐레스 로라 체인 BF 160 OR EQUIV. (5) 감속기 선정 : CHHM2-4195DA-AV-TL-1003 220Vx3□x1.5Kwx60Hz, 출력 토오크=671kg.m 2. 모타용량계산 (1) 본체인 인장력 A) 체인 중량(플라이트 및 슈,철자재 포함) : W1 kg/m W1=2 x Wc + (WF+WA)/P Wc : 체인중량 = 5.8 Kg/m WF : 플라이트 중량 = 39 Kg/NUMBER WA : 부속자재 중량 = 2.8 Kg/SET P : 플라이트 취부간격 = 3.0 m ∴W1 = 2 x 5.8+(39+2.8)/3.0 = 25.5 Kg/m B) 슬러지 발생량 : W2 Kg/m W2 = 1000 x QX (□-1.0)/(60xV) Q : 슬러지 처리용량 = 16.68 □/H □ : 슬러지 비중 = 1.03 V : 수집기 속도 = 0.3 m/min

5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			2 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
여기서 Q= 60 x H x L x V H : 플라이트 높이 = 0.18 m L : 플라이트 길이 = 5.15 m Q = 60 x 0.18 x 5.15 x 0.3 = 16.68 □/H ∴ W2 = 1000 x 16.68 x (1.03-1)/(60 x 0.3) = 27.8 Kg/m C) 체인 초기 장력 : P1 Kg P1 = 200 Kg D) 슬러지와 지 바닥사이의 장력 = P2 Kg P2 = W2 x L2 x f2 L2 : TAIL 축과 DRIVEN 축 사이의 거리 = 53.08 m f2 : 슬러지와 지 바닥사이의 마찰계수 = 0.05 ∴ P2 = 27.8 x 53.08 x 0.05 = 73.78 Kg E) 하부 슈와 레일사이의 장력 : P3 Kg P3 = W1 x L x f1 L : L1 + L2 = 53.64 + 53.08 = 106.72 f1 : 슈 와 레일사이의 마찰계수 = 0.35 ∴ P3 = 25.5 x 106.72 x 0.35 = 952.47 Kg F) H m 높이를 끌러올리는데 필요한 장력 : P4 Kg P4 = W1 x H H : 끌러올리는 수직 길이= 4.624 m ∴ P4 = 25.5 x 4.624 = 117.9 G) 베어링 마찰손실력 : P5 Kg/m P5 = n x (P1+P2+P3+P4) x □

5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			3 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
n : 베어링 수량 = 4 □: 베어링 마찰계수 = 0.2 ∴ P5 = 4 x (200+73.78+952.47+117.9) x 0.2 = 1,075.32 Kg/m H) 총 체인 장력 : P Kg P = P1+P2+P3+P4+P5 = 200+73.78+952.47+117.9+1,075.32 = 2,419.47 Kg I) 체인안전 계수 : f 여기서 1수로 2줄의 체인에서 1줄에 전체 장력이 70% 걸리는 것으로 간주한다. f = (체인평균파단강도/(0.7xP) = 19,000 / (0.7 x 2419.47) = 11.21 □ 7 ------------ OK (2) 본 체인 장력 KW = n x P x V x □/(6,120 x □) n : 수로 수 = 2 □: 허용 계수 = 1.1 □: 총 효율 □ = □1 x □2 □1 : 2 단 싸이크로 감속기 효율 = 0.9x0.9 = 0.81 □2 : 체인 = 0.96 x 0.96 = 0.92 □ : 0.81 x 0.92 x 0.75 ∴ KW = 2 x 2,419.47 x 0.3 x 1.1/(6,120 x 0.75) = 0.347 KW 그러므로, 모타 출력 용량을 1.5 KW 한다. ------------ OK

5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			4 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
(3) 수집기 속도 : Vm/min V = N x i x (Z0/Z1) x (Z3/Z4) x D4 x □ N : 1750 R.P.M I : 감속기 감속비 = 1/1003 Z0/Z1 = 17/52 Z3/Z4 = 17/52 ∴ V = 1750 x (1/1003) x (17/52) x (17/52) x 0.517 x □ = 0.3028 m/min 3. 싸이크로 감속기 설계 (1) 출력 토오크 : T Kg.m T = 974 x (KW/N0) x □1 N0 = 출력축 회전수 = 1750/1003 = 1.744 R.P.M

5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			5 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
□1 = 감속기 효율 = 0.81 ∴ T = 974 x (0.347/1.744) x 0.81 = 157 Kg.m 그러므로 감속기 모델은 CHHM2-4195DA-AV-TL-1003 Tr(출력 토오크) : 671 Kg.m (2) 토오크 리미트 셋팅치 TL TL = 402 Kg,m (60%) 4. 구동축 (1) 1단 체인 T = 실제 부하토오크 : 157kg-m A) 1단 체인의 장력 : FP Kg Tr= 감속기 출력 토오크 : 671kg-m FP = 2 x T1/DO TL = 감속기 셋팅 토오크 402 Kg,m (60%) = 2 x 268/0.27646 T1 = 실제부하토오크 보다 많고, 감속기 = 1,938 Kg 출력토오크 보다 작은값 268kg-m B) 1단체인 설계 (40%) 1단체인은 STEEL ROLLER CHAIN, JIS #160 평균파단강도 : 26,300KG C) 체인 안전율 : fP fP = 26,300/1,938 = 13.5 □ 6 ---------- OK (2) 2단 체인 A) 2단 체인 장력 : F3 Kg F□ = [eqn: { 1} over {2 } TIMES FP TIMES { D□} over {2 } TIMES 0.96 TIMES { 2} over {D□ }] [eqn: = { 1} over {2 } TIMES 1938 TIMES { 0.84136} over {2 } TIMES 0.96 TIMES { 2} over {0.27646 }] = 2,831 Kg B) 2단 체인 설계 2단체인은 STAINLESS ROLLER CHAIN BF 160 EQUV. 평균파단강도 : 18,500 Kg

5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			6 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
C) 체인 언전율 : f3 f3 = 18,500/2,831 = 6.5 □ 6.0 -------------- OK 5. 축 직경 설계 (1) 구동 축 (2) 구동 축

5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			7 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
A) W1 = 2 x Pa x (70%/100%) + W W : 스프라켓트 중량 = 60 Kg/개당 = 2 x 1,209.74 x 0.7 + 60 = 1,753.64 Kg W2 = 2 x Pa x (30%/100%) + W = 2 x 1,209.74 x 0.3 + 60 = 785.84 Kg W3 = F3 = 2,831 Kg B) 비틀림모멘트 : T Kg.m T = F3 x D3/2 D3 : 0.84136 m = 2,831 x 0.84136/2 = 1,682 Kg.m C) 반력 R1, R2 Kg R2 x L = (L1+L3) x W2 + L3 x W1 - L4 x W3 = (3.95 + 0.815) x 785.84 + 0.815 x 1,753.64 - 0.1445 x 2,831 ∴ R2 = 846 Kg (R1+R2+W3) = W1+W2 ∴ R1 = 1,753.64 + 785.84 - 846 -2,831 = -1,137 Kg D) 각 지점별 굽힘딩모멘트 M① = R1 x L4 = -1,137 x 0.1445 = -164 Kg.m M② = R1 x L3 + W3 x L5 = -1,137 x 0.815 + 2,831 x 0.6705 = 971 Kg.m M③ = R2 x L2 = 846 x 0.765 = 647 Kg.m

5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			8 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
E) 최대 비틀림모멘트 : TO Kg.m TO = [eqn: SQRT { { T}^{2 }+ { Mmax}^{2 } }] Mmax = M② =971 Kg.m = 1,942 Kg.m F) 최대 굽힘딩모멘트 : MO Kg.m MO = (TO + Mmax)/2 = (1,942+971)/2 = 1,456 Kg.m G) 구동축 직경 : d mm Ⅰ) 최대 비틀림모멘트 d =[eqn: `^{ 3} SQRT { 16 TIMES T□ TIMES 1000/( pi TIMES tau )}] □= 8.6 Kg/□ (허용 비틀림응력) = 104 mm Ⅱ) 최대 굽힘딩모멘트 d =[eqn: `^{ 3} SQRT { 32 TIMES M□ TIMES 1000/( pi TIMES delta )}] □= 10.8 Kg/□ (허용 굽힘응력) = 111 mm 그러므로 구동 축 직경은 120mm 선정한다.. (3) DRIVEN SHAFT A) W1 = W2 W : 스프롯켓트 중량 = 60 Kg/개당 = Pa + W = 1,209.74 + 60 = 1,269.74 Kg

5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			9 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
B) 반력 R1, R2 Kg R1 = R2 = 1,269.74 Kg C) 각 지점별굽힘모멘트 M② = M③ = R1 x L3 = 1,269.74 x 0.7475 = 1,270 Kg.m D) DRIVEN SHAFT 직경 : d mm 최대 굽힘모멘트 d =[eqn: `^{ 3} SQRT { 32 TIMES M□ TIMES 1000/( pi TIMES delta )}] □= 10.8 Kg/□ (허용 굽힘응력) =106 mm 그러므로 DRIVEN SHAFT 직경은 110mm 한다.. (4) DRIVE INTERMEDIATE SHAFT A) W1 = W2 = F3 = 2,831 Kg B) 비틀림모멘트 : T Kg.m T = Fp x D1 /2 D1 = 0.84136m = 1,938 x 0.84136 / 2 = 815 Kg.m

5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			10 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
C) 굽힘모멘트 M② = M③ = W1 x L2 = 2,831 x 0.1695 = 479.85 Kg.m D) 최대 비틀림모멘트 : To Kg.m To = [eqn: SQRT { { T}^{2 }+ { Mmax}^{ 2} }] = 945.7 Kg.m T = 815 Mmax = 479.85 = M② = M③ E) 최대 굽임모멘트 : Mo Kg.m Mo = (To + Mmax) /2 = (945.7 + 479.85) /2 = 712.8 Kg.m F) 축 직경 : d mm Ⅰ) 최대 비틀림모멘트 d =[eqn: `^{ 3} SQRT { 16 TIMES T□ TIMES 1000/( pi TIMES tau )}] □= 8.6 Kg/□ (허용 비틀림응력) = 82 mm Ⅱ) 최대 굽힘모멘트 d =[eqn: `^{ 3} SQRT { 32 TIMES M□ TIMES 1000/( pi TIMES delta )}] □= 10.8 Kg/□ (허용 굽힘응력) = 87 mm 그러므로 축 직경은 130mm 한다.. 5. SHEAR-PIN 직경 설계 (1) 선정 토오크 : T□ Kg.m T□ = P x (D4/2) x (2/D3) x (D2/2) x □ = 2,419.47 x (0.517/2) x (2/0.84137) x (0.27646/2) x 1.2 = 246.4 Kg.m P : 1수로에 걸리는 본체인 장력 = 2,419.47 Kg □: 안전율 = 1.2

5. 설계계산서		DOCUMENT NO. : CH-SW-05
		REV. NO.	PAGE
			11 of 11
품 번 : M-6-2	품 명 : 슬러지 수집기
(2) SHEAR-PIN 직경: d mm SHEAR-PIN 재질이 S20C 는 인장강도가 41 Kg/□이다 따라서 전단응력은 인장강도의 70% 로 간주하여 28.7 Kg/□로 선정한다 F = (□/4) d2 x 28.7 T3 = F x R R : 축 센타에서 SHEAR-PIN 센타까지의 거리 = 105 mm 246 = F x 0.105 F = 2,342 Kg d = [eqn: SQRT { { 4 TIMES F} over { pi TIMES Z } } = 10.2] mm