• 한국정밀공학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.140-146
• /
• 2002

High speed rotating machines can be very sensitive to rotating mass unbalance that is a major source of harmful vibration for many types of rotating machinery. So, the balancing procedure is needed for all high-speed rotating system. To save the time and cost of off-line balancing, many researchers have developed the on-line balancing devices and methods. In this paper, an active balancing device, which is an electro-magnetic type, is developed and the active balancing algorithm using influence coefficient method is also proposed. The active balancing experiment for flexible rotors during operation is performed by an active balancing device. As a result, controlled unbalance responses are below the vibration limit at all rotating speed ranges with critical speed.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제40권6호
• /
• pp.87-94
• /
• 2003

본 연구에서는 고속 발전기를 고속의 가스 터빈 엔진에 직결 장착한 터보 제너레이터 시스템의 개발 연구결과를 보인다. 고속 발전기를 직결 장착한 터보 제너레이터 시스템은 터보 샤프트 발전 시스템에 비하여 무게, 크기, 윤활 시스템, 시스템의 복잡성 측면에서 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 고속 회전체 시스템의 직접 운전에 따른 안정된 고속 제너레이터의 설계, 가스 터빈 엔진의 시동 시의 신뢰성 있는 점화를 위한 고속 모터 구동 알고리즘 구현, 고 주파수의 출력 전력을 상용 교류전력 혹은 필요한 직류 전력을 얻기 위한 전력 변환 장치의 설계를 요구한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.19-19
• /
• 2010

복합분자펌프는 기존의 터보분자펌프 turbine blade에 spiral grooved를 추가하여 초고진공 ($10^{-8}Pa$)에서 저진공(330Pa)까지 넓은 압력범위에서 사용할 수 있고 이 펌프를 사용함으로서 완전 oil free한 진공시스템을 만들 수 있는 특징을 가지고 있다. 특히, 회전체를 비접촉으로 지지하는 자기베어링 방식을 적용함으로써, 진동은 극히 작고 베어링수명은 길면서 중저진공에 대한 배기속도가 크고 임의의 방향으로 접속이 가능하여 반도체 및 디스플레이 제조 공정과 같은 첨단산업의 다양한 분야에 쉽게 적용되고 있으며, 그 적용 분야와 시장은 계속 성장하고 있다. 고 진공과 배기 속도의 달성을 위해서, 고속으로 이동하는 격면과 기체분자를 충돌시켜, 기체 분자를 원하는 방향으로 유도하는 작동원리를 가지고 있다. 특히 공기분자의 밀도가 매우 낮은 희박가스 상태에서 고속 회전하는 blade로 공기분자를 쳐내면서 작동됨으로써 날개의 상하 압력차에 의한 공기력보다도 날개의 고속회전이 매우 중요시되고 압력으로는 $10^{-1}Pa$ 이하의 분자 영역에서 그 성능을 최고로 발휘할 수 있다. 이러한 복합 펌프의 주요 장점은 다음과 같다. 1. $10^{-8}\;Pa$($10^{-10}torr$)~10 Pa(1 torr) 까지 넓은 영역에서 배기가 가능하다. 2. 탄화수계의 대하여 높은 압축특성을 가지고 있고, 윤활유를 사용하지 않으므로 얻을 수 있는 진공상태가 고청정하다. (oil free) 3. 정밀 5축제어 자기베어링으로 완전히 부상하여 회전함으로서 마모가 없고 진동이 최소화 하였을 뿐 만 아니라, 또한 운전음도 거의 없다. 4. 설치조건에 제한이 없고 고장이 거의 없다. 본 논문에서는 이러한 복합분자펌프의 개발을 위하여, 상기 연구기관에서 수행된 내용을 소개하고 이으며, 진공펌프 블레이트 로터 회전체를 포함한 구조설계 및 해석결과와 5자유도 자기베어링 시스템을 이용한 기본 구동 결과를 나타내었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
• /
• 한국윤활학회 1987년도 제6회 학술강연회초록집
• /
• pp.75-78
• /
• 1987

저어널베어링으로 지지되고 있는 축 및 베어링 시스템에서 축이 고속으로 회전할 때, 어느 회전수 이상에서 시스템의 안정성이 깨어져 축의 진동진폭이 갑자기 커지는 Self-excited whirl이라 불리우는 불안정 현상이 존재한다. 따라서 고속회전체에 적용되는 공기윤활 저어널베어링에 있어서 안정성 문제는 설계 및 운전에 고려되어야 하는 지배적 요인 중의 하나가 된다. Lund, Fleming과 Cunningham, Mori 들은 외부가압형 공기윤활 저어널베어링의 안정성을 이론적으로 해석하였으며 Pincus는 Self-acting형 공기베어링에서 편심율이 작은 경우 2-Lobe 베어링이나 3-Lobe 베어링이 원형베어링보다 강성도와 감쇠력이 더 크므로 안정성이 더 좋을 것이라고 정성적으로 예측했다. 그러나 외부가압 공기윤활 저어널베어링의 안정성에 비원형 베어링의 유효성은 김 두환, 김 금모, 박 종포 등에 의하여 실험적으로 제시되었다. 따라서 본 연구는 외부가압형 공기윤활 저어널베어링에서 Multi-lobe 형상의 베어링이 축 및 베어링 스스템의 안정성에 미치는 효과를 원형의 경우와 비교하여 이론적으로 해석하여 Multi-lobe베어링의 유효성을 보이고 이에 적용 가능한 Programing을 하여 몇가지 경우에 대하여 계산을 하고자 한다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국공작기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집 - 한국공작기계학회
• /
• pp.714-719
• /
• 2000

This paper describes a transfer matrix approach to analyze the dynamics of a high sped flexible rotor system supported at 2 positions by five ceramic bearings. The rotor system is modelled as lumped parameters in which many factors are considered not only lumped inertia or mass, bending moment, shear force but also gyroscopic effect and unbalance. The equation of motion is derived in the transfer matrix form, from which the eigenvalues equation is also derived. The transfer natural frequencies and modes. The eigenvalues, eigenmodes, campbell diagram, whirling critical speed, whirling modes, and the response of unbalance are calculated and discussed.

• 오토저널
• /
• 제2권2호
• /
• pp.25-30
• /
• 1980

자동차용 추진축의 위험회전속도를 원심력에 의한 탄성변형의 관계로부터 유도하여 보았다. 회전체의 unbalance량은 보통 회전속도에 관계없이 거의 일정하나 자동차용 추진축과 같이 외 경에 비하여 전장이 길고 고속회전하는 경우에는 축의 탄성변형에 의하여 unbalance량이 커진다. 회전속도에 따른 unbalance 변화량을 역시 원심력-탄성변형관계로부터 구하고 balancing을 위한 최적회전속도, tube의 편심도 기타 balancing 작업을 어렵게 하는 요소들에 대하여 정리하여 보았다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권7호
• /
• pp.175-181
• /
• 2016

회전체는 질량 중심선이 축의 기하학적 중심선과 일치하지 않을 때 불평형이 발생한다. 윤축은 두 개의 차륜과 한 개의 차축으로 조립되어 철도차량을 주행시키는 회전체 역할을 하고, 차륜 재질의 불균일, 마모, 윤축 조립과정의 오차 등으로 인해 불평형이 발생할 수 있다. 또한 윤축은 축의 직경이 가늘고 고속으로 회전함으로 불평형 질량에 의한 진동의 영향이 더욱 두드러지게 나타나고 이로 인해 철도차량 고속 주행 시 주행안전성 및 주행거동에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 차륜 불평형이 고속철도차량의 동적 거동에 미치는 영향을 철도차량 다물체 동역학 해석 도구인 VI-Rail를 이용하여 해석을 수행하였다. 해석결과에서 차륜 불평형량이 증가할수록 철도차량 대차의 임계속도가 감소됨을 확인할 수 있었고, 차륜 불평형량이 주행 중 차량동적거동 악영향을 미침으로 고속주행에서는 반드시 차륜 불평형량에 대한 관리가 필요함을 확인할 수 있었다. 또한 이 연구로 차륜 불평형량의 정적 및 동적 관리 필요성을 국내 철도차량 운영기관에 제시하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제22권8호
• /
• pp.50-56
• /
• 2005

This paper is described a development of an optical fiber displacement sensor. The optical fiber sensor using an intensity modulated measures the displacement between target and sensor. A prototype sensor is composed of a transmitting part, a receiving part and a signal processing circuit. The experiment was conducted not only the sensor performance but also factors that affect intensity. The main performance of this sensor is resolution of 0.37um and the non-linearity $0.7\%$ FS and the dynamic bandwidth of about 6.3kHz. As a result of rotation test, the prototype sensor showed an equivalent performance to a commercial eddy current sensor.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제15권11호
• /
• pp.233-243
• /
• 1998

The demand of high speed machining is increasing due to the high speed cutting and grinding provides high efficiency of process, short process time, improved metal removal capacity and better surface finish. Active magnetic bearings allow much high surface speed than conventional ball bearings and therefore greatly suitable for high speed cutting or grinding. This paper describes a design process of an active magnetic bearing system for a high speed grinding spindle with power 5.5kW and maximum speed 60,000rpm. Magnetic actuators are designed by the magnetic circuit theory considering static load condition, and examined with FEM analysis. Dynamic characteristics are also considered, such as bandwidth, stiffness, natural frequency and static deflection. System characteristics are simulated with a rigid rotor model.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.859-865
• /
• 2007

This paper presents a method to analyze the unbalance response of a high speed polygon mirror scanner motor supported by sintered bearing and flexible supporting structures by using the finite element method and the mode superposition method. The appropriate finite element equations for polygon mirror are described by rotating annular sector element using Kirchhoff plate theory and von Karman non-linear strain, and its rigid body motion is also considered. The rotating components except for the polygon mirror are modeled by Timoshenko beam element including the gyroscopic effect. The flexible supporting structures are modeled by using a 4-node tetrahedron element and 4-node shell element with rotational degrees of freedom. Finite element equations of each component of the polygon mirror scanner motor and the flexible supporting structures are consistently derived by satisfying the geometric compatibility in the internal boundary between each component. The rigid link constraints are also imposed at the interface area between sleeve and sintered bearing to describe the physical motion at this interface. A global matrix equation obtained by assembling the finite element equations of each substructure is transformed to a state-space matrix-vector equation, and both damped natural frequencies and modal damping ratios are calculated by solving the associated eigenvalue problem by using the restarted Arnoldi iteration method. Unbalance responses in time and frequency domain are performed by superposing the eigenvalues and eigenvectors from the free vibration analysis. The validity of the proposed method is verified by comparing the simulated unbalance response with the experimental results. This research also shows that the flexibility of supporting structures plays an important role in determining the unbalance response of the polygon mirror scanner motor.