• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1997년도 제25회 춘계학술대회
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• pp.62-68
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• 1997

현재 널리 보급되어 있는 볼베어링은 몇개의 볼에 의해 작동하기에 회전이 불균일하며 진동과 소음이 크다. 이는 고속에서 한계를 갖는 주된 원인이 되고 있다. 또한 그리스의 손실로 인한 수명의 단축이나, 유출된 그리스로 인한 손상은 제품의 내구성에 치명적인 결과를 초래한다. 더욱이 기존에 사용하는 소형 정밀 베어링은 전량 수입에 의존하고 있으며, 기술 선진국의 기술이전 회피로 개발이 어려우며, 수입물량도 확보하기 어려운 상황이다. 이를 극복하기 위한 하나의 방법이 볼과 그리스를 대신해서 유체의 압력을 이용한 유체동압베어링의 개발이다. 유체동압을 이용한 베어링의 장점은 그리스의 누유가 없고, 이로 인한 설계상의 제약이 없으며, 볼베어링으로는 불가능한 고속회전에 적합하고, 안전성이 뛰어나며 회전이 균일하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 유체동압 함유소결함유베어링은 진동과 소음이 적고, 저렴하며 구조가 간단하고, 급유기를 필요로 하지 않는 자기윤활(self-lubrication)특성과 생산성 등 많은 장점을 가지고 그 사용범위가 점차 광범위하게 넓어지고 있지만, 저속상태에서의 유막형성, 고속상태에서 기름의 누유, 고하중상태에서 강도와 기공의 눌어붙음과 출발과 정지 시에 발생하는 두 금속간의 직접 접촉을 피할 수 없는 것과 같은 해결해야 하는 문제를 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 단점을 해결하기 위하여 유체동압 함유소결베어링이 마찰특성을 알아보고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1987년도 제5회 학술강연회초록집
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• pp.57-60
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• 1987

근래에 들어 축의 고속회전이 요구되고 윤활제로 물이나 액체금속과 같은 동점성계수가 낮은 윤활제가 사용됨에 따라 베어링내의 유동은 층류상태를 벗어난 난류상태에 이르고 있다. 이와같이 고속에서 사용되는 저어널베어링에서의 윤활제의 유동은 더욱 복잡하게 되어 이들에 대한 정확한 특성을 예측하기 위한 연구가 필요하게 되었다. 최근에는 열유체윤활에 대한 연구가 행하여지고 있으나 저어널베어링의 온도특성에 대한 실험적 연구는 부족한 상태이다. 그리고 저어널의 하중을 지지하는 유막내의 압력에 대한 실험을 보면 거의 베어링면에서 국부적으로 측정하므로 유막에서 발생하는 압력의 분포를 정확히 알기는 어렵다. 본 연구에서는 저어널의 중앙단면에 압력계를 부착하여 연속적인 압력분포를 측정하고 베어링내면의 온도분포를 측정하며 편심율과 위상각, 배유량을 측정하여 저어널베어링의 성능특성을 예측하기 위한 실험자료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.282-282
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• 2003

• 기계저널
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• 제29권5호
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• pp.525-537
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• 1989

본교에서는 정압 공기베어링의 특성 및 다공질 정압 공기베어링의 현황, 문제점등에 대한 개괄적 인 소개를 하였다. 이상에서와 살펴본 바와 같이 정압 공기베어링은 고속, 고정도를 요하는 각종 산업용기기의 부품으로써 연구개발, 응용되어 왔으며 결과적으로 기술한계극복에 많은 기여를 하 였다. 앞으로의 첨단기술을 위주로 한 각종 가공, 측정분야에 있어서도 공기베어링은 많은 역할을 할 것이며 특히 다공질베어링을 중심으로 한 고강성 정압 공기베어링에 대한 기대는 매우 크다고 할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.97-97
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드 로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기 베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.117-117
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보 분자펌프(Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동 제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm 까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1998년도 제27회 춘계학술대회
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• pp.159-166
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• 1998

본 연구에서는 공기포일 베어링으로 지지된 로터 베어링 시스템을 구성하고 실험을 수행함으로써 시스템의 진동을 측정하고 그 결과를 해석함으로써 로터 베어링 시스템의 안정성 검토한다. 또, 초기 구동 마찰을 고려하여 공기윤활로만 구동되는 경우와 초기에 베어링 표면에 오일이 도포된 경우를 비교한다. Transient data를 해석 함으로써 로터 베어링 시스템의 startup 및 shutdown에 대한 특성 파악이 가능해지며 시스템의 동적 특성에 대한 더욱 정확한 해석을 가능케한다.

• Tribology and Lubricants
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• 제8권1호
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• pp.7-16
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• 1992

기계 시스템에서 사용되고 있는 밀봉 장치는 에너지나 환경오염 등에 밀접한 관련을 맺고 있는 기계요소로 고속, 고압력, 진공, 고온 및 저온 등의 가혹한 조건에서 사용되고 있는 정밀기계가 많아지면서 그 중요성이 크게 증대되고 있다. 구름 베어링의 상대접촉 운동면에서 윤활과 시일에 관련된 설계조건은 대단히 중요하다. 베어링용 시일은 먼지, 분진, 수분, 모래입자와 같은 이물질이 베어링 내부로 침입하는 것을 차단하여 윤활제의 기능이 저하되는 것을 방지하여야 하고, 또한 베어링 내부의 윤활제가 외부로 유출되지 않고 베어링 내부에 균일하게 분포되어 회전 접촉부에서 윤활이 잘 이루어질 수 있도록 보조해주는 역할을 수행하는 중요한 요소이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.131-136
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• 1993

일반적으로 공작기계 주축계에 대해서 요구되는 기본적인 항목들로는 고강성, 고감쇠, 고회전정밀도, 저발열, 장수명 등이 있다. 최근에는 이러한 기능들과 함께 가공능률과 가공정밀도의 향상을 도모하기 위해서 고속절삭을 실현햐ㄹ 수 있는 공작기계 주축계의 고속화, 즉 고속 주축계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 고속주축계의 동특성을 체계적으로해석하기 위해서 주축회전수의 영향을 고려한 유한요소모델(finite element model)을 도입하였다. 특히 주축은 세장비가 비교적 자기 때문에 Timoshenko보 이론으로, 베어링은 유한한 폭을 가지고 있기 때문에 반경방향 외에도 모멘트방향의 강성 및 감쇠특성을 가지고 있는 것으로 모델화 하였다. 그리고 고속주축계의 설계조건들을 도출하기 위해서 동특성 해석결과들로 부터 고속주축계의 모드매개변수들인 고유진동수와 감쇠비에 대한 주축 회전수, 베어링의 지지특성, 베어 링의 간격, 주축재료의 내부감쇠율 등의 영향을 고찰하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1989년도 제10회 학술강연회초록집
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• pp.86-93
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• 1989

이론적으로 진원의 저어널과 슬리브를 갖는 저어널베어링은 저어널과 슬리브가 등속으로 역회전할 경우 부하능력이 발생하지 않으므로 베어링으로서의 기능이 상실된다. 따라서, 저어널과 슬리브가 거의 등속으로 역회전하는 계에 대해서는 진원의 저어널베어링을 사용할 수 없고, 다른 종류의 베어링으로 지지하여야 할것이다. 역회전하는 저어널-베어링 계의 예로서는 터어보엔진의 인터샤프트베어링을 들 수 있다. Vance(1)는 고속 터어보엔진의 경우 공기역학적인 관점에서 가스제너레이터축과 파워터빈축이 서로 역회전하는 것이 바람직한 경우도 있는데, 이때 미끄름저어널베어링은 역회전시 부하능력의 감소로 인해 적용하기 어렵다고 하였다. 실제로 현재의 모든 인터샤프트 베어링으로서는 구름베어링이 사용되고 있다. 본 논문에서는 저어널과 슬리브가 역회전하는 프로팅링저어널베어링의 정특성을 해석하여 프로팅링저어널베어링이 역회전 저어널-베어링계를 충분히 지지할 수 있음을 이론적으로 밝히고자 한다. 윤활이론으로서는 층류상태에 대한 등온 유한장베어링이론을 사용하였다.