0. 회전링크란?

회전링크(Rotating Quick Coupler)란 굴삭기 붐(팔) 끝단에 장착되어 버킷 등 어태치먼트를 360도 회전시키는 장치입니다.
장비의 이동을 최소화하고 작업 각도를 자유롭게 조절할 수 있도록 하여 현대 건설 현장의 필수 어태치먼트 부품으로 자리잡고 있습니다. 

 

 

1. 프로젝트 개요

굴삭기 회전링크 시장의 급성장에 따라 고하중을 견디는 구동 부품의 중요성이 커지고 있습니다. 그러나 기존의 일반 원통형 웜기어는 가혹한 굴착 환경에서 발열, 마모, 조기 파손 등의 한계를 보였습니다. 

본 프로젝트는 S사 굴삭기 회전링크의 핵심 구동부에 탑재될 장구형 웜기어 세트를 이스턴기어의 독자적인 기술로 직접 설계 및 제작하여 공급한 사례입니다. 장구형의 ‘동시 면 접촉’ 기술을 통해 일반형의 ‘선’ 접촉 한계를 근본적으로 해결하고, 하중 지지력 3배, 토크 전달력 2배를 달성하여 장비의 신뢰성을 확보하였습니다.

 

 📌 개발건 요약

  ✅ 핵심 기술: 이스턴기어 장구형 웜기어 설계 및 제작 기술 (동시 면 접촉)

  ✅ 공급 모델: 이스턴기어 장구형 웜기어 세트(EtG-WRM) CD 245 / CD 165.5

  ✅ 주요 성과: 기존 원통형 대비 하중 지지력 3배, 토크 전달력 2배 향상 및 극저마모 실현

  ✅ 적용 모델: 5톤 소형급 및 14톤 중형급 굴삭기 회전링크 유닛 (순차 확대 적용 중)

 

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2. 문제 진단 및 기술 분석

기존 회전링크에 적용되던 일반 원통형 웜기어는 필드 구동 시 가혹한 충격 하중과 비틀림을 견디지 못해 발열, 마모, 조기파손이라는 문제를 안고 있었습니다.
특히, 좁은 공간에서 디테일한 작업을 반복하는 소형 굴삭기는 발열과 마모가, 보다 무거운 하중과 힘을 필요로하는 중형 굴삭기는 조기 파손이 심하였습니다.
이에 따라 S사는 기존의 문제를 극복하고자 이스턴기어의 고성능 장구형 솔루션 도입을 검토하게 되었습니다.

 

• 선 접촉에 따른 하중 집중 및 치면 마모: 기어가 선 단위로 맞물리는 원통형의 구조적 한계로 인해 굴착 시 발생하는 고부하가 국부적으로 집중되어 치면 마모가 가속화되었습니다.

• 마찰열 발생에 의한 조기 파손: 연속 부하 작업 시 발생하는 심각한 마찰열로 인해 윤활막이 파괴되고, 이는 기어의 조기 파손으로 직결되었습니다.

• 기어 유격(백래시) 증가: 마모로 인해 기어 간 유격이 커지면서 부하 운전 시 흔들림이 발생하고 운전자의 정밀한 조작성이 저해되었습니다.

 

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3. 개발 프로세스

5톤급 및 14톤급 장비의 장착 환경을 기준으로, 기어의 기본 제원(치수) 변경 없이 구조적 토크 밀도를 극대화할 수 있도록 CD 165.5 및 CD 245 기어 세트를 맞춤형으로 설계·제작했습니다.

 

  ✅ 동시 면 접촉 프로파일 최적 설계: 웜과 웜휠이 서로 감싸는 형상의 독자적인 장구형 구조를 채택하여 접촉 면적을 극대화하고 하중을 효과적으로 분산시켰습니다.

  ✅ 초기 부하 제어 및 유격 매칭: 장구형 웜기어 특유의 정밀 조립 조건에서 발생할 수 있는 초기 부하 현상을 분석하고, 필드 투입 시 최적의 효율을 낼 수 있도록 치물림 유격을 정밀 제어하였으며 조립시 유의점을 가이드하였습니다.

  ✅ 외형 설계 변경 지원 및 신속 대응: 회전링크 조립 및 실제 장착 가공 시 현장에서 발생할 수 있는 크고 작은 간섭 문제와 가공 편의성을 종합적으로 고려하여 외형 모델링 수정을 신속하게 지원했습니다. 

 

[이스턴기어의 장구형 웜기어]

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4. 결과 및 실제 고객 피드백

이스턴기어가 설계·제작한 장구형 웜기어 세트는 실제 현장에서 고하중 지지력 및 내구성을 입증했으며, 현장 운전자와 고객사로부터 다음과 같은 구체적인 피드백을 받았습니다.

💬 현장 운용 결과 및 피드백

  ✅ 안정적인 성능 및 조작감 우수

        → 종래의 원통형 웜기어 대비 운전자의 조작감이 훨씬 우수하며, 고부하 운전 환경에서도 흔들림 없이 안정적인 성능을 발휘함.

  ✅ 초기 부하의 완벽한 해소 (2~3일 내 안정화) 

        → 2~3일간의 길들이기(Break-in) 운전 이후 초기 부하가 완전히 사라지고 부드러운 구동 상태로 진입함.

  ✅ 기존 원통형을 훨씬 상회하는 수명

        → 실제 고객 인도 후 필드 수명을 주기적으로 모니터링 중이며,
            현재까지의 기어 마모 상태로 보아 종래 원통형 웜기어의 사용 수명을 훨씬 상회할 것으로 확실시됨.

  ✅ 상위 사양 유압 시스템 업그레이드 예정 

        → 장구형 웜기어 적용 후 기어가 받쳐주는 하중 지지력과 내구성이 대폭 향상됨에 따라,
            기존 유압모터의 용량이 부족하다고 판단하여 향후 유압모터 사양을 더 높은 단계로 업그레이드할 예정.

  ✅ 14톤급부터 순차적 라인업 확대 

        → 현장 피드백을 통한 기술 신뢰성 검증이 완료됨에 따라, 기어 제원 변경 없이 외형 모델링을 변경하여
            14톤급 모델부터 순차적으로 당사 장구형 웜기어 적용을 확대하고 있음.

 

 

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