• Journal of the KSME
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• v.29 no.5
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1987.11a
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• pp.75-78
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• 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.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1993.04a
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• pp.80-84
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• 1993

공기베어링은 기체으 압축성에 의한 평균화 효과로 운전정밀도가 우수하고 기체의 낮은 점도에 의한 효과로 마찰력과 열발생량이 매우 적으며, 사용가능 온도구간이 저온에서 고온까지 넓고 프로세스 계통내의 기체를 윤활제로 사용할 수 있기 때문에 그 경우 불순물에 의한 오염이 문제되지 않는 장점등이 있다. 이와 같은 특성과 더불어 공기베어링은 지지 물체를 완전히 부상시켜 운전하므로써 마찰$\cdot$마모와 온도변화에 다른 열변형이 문제되지 않는다. 이러한 장점으로 인해서 공기베어링은 현재 정밀기기의 미끄럼면, 각종 측정장치의 테이블지지 기구로 많이 사용되고 있다. 반면 공기베어링의 단점으로는 기체의 낮은 점성계수로 인해서 부하능력이 적고 강성, 감쇄계수 또한 적다. 그리고 기체의 압축성으로 인해 뉴메틱 헤머라는 불안정 현상이 생기기도 한다. 본 연구에서는 스퀴즈 효과를 이용한 능동 공기베어링을 설계, 제작하여 실험하였다. 본 연구의 목적은 강성과 감쇄 계수가 작은 공기 베어링의 단점을 보완하기 위해 드러스트베어링을 대상으로 능동베어링을 설계, 제작하여 그 특성을 연구하고 기초 설계자료를 축적하는데 있다.

• Tribology and Lubricants
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• v.6 no.2
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• pp.60-67
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• 1990

최근 전자 및 광학 분야에 있어서의 눈부신 발전은 다면경 가공기나 초정밀 연삭기와 같은 초정밀 가공기계의 개발과 실용화에 힘입은 바 크다. 이러한 초정밀 가공기의 성능을 좌우하는 핵심 요소로서 추축계를 들수 있으며, 비교적 소형 경량의 공박물을 가공하는 기계의 주축용 베어링으로는 오일 베어링을 대신하여 공기 베어링이 점차 널리 사용되고 있다. 이러한 가공기에 많이 사용되는 외부 가압 공기 베어링은 동압 공기 베어링과는 달리, 외부에서 가압된 압축공기에 의하여 공기막을 형성하므로, 시동과 정지시 마멸이 없고 저속에서도 비교적 높은 하중 지지력을 얻을 수 있으며, 오일 베어링과 비교하여서는 발열이 적고 윤활제의 유출에 의한 오염의 위험이 없다는 특성외에 공기막에 의한 평균화 효과에 의하여 고정도의 운전이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 점급기원의 가정하게 직접 수치해법을 사용하는 해석 프로그램을 작성하여, 무차원화된 설계 변수들에 대한 외부가압 공기베어링의 정$\cdot$동특성수들을 구하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1996.04b
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• pp.80-85
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• 1996

외부가압공기베어링중에서 Fig. 1과 같이 베어링 간극과 비슷항 크기의 간극을 갖는 슬롯을 통하여 공기를 공급하는 형태의 베어링을 슬롯 레스트릭터 공기베어링이라고 한다. 본 연구에서는 공기 윤활 외부가압 슬롯레스트릭터 저어널 베어링의 슬롯의 형상을 변화하는 방법을 이용하여 고속안정성이 우수한 또 다른 슬록의 형상을 제안하고 제안된 슬롯의 고속안정성을 해석하기로 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.10 no.3
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• pp.399-407
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• 1986

본 연구에서는 공기역학 탄성베어링의 설계에 필요한 기본이론에 대하여 고찰 하고 그의 신빙성을 그러한 베어링에 지지된 고속회전축의 진등측정을 통하여 검토하 고저 한다. 탄성베어링의 한 예로써 여러 개의 탄성박판이 겹쳐 저어널을 지지하는 겹판베어링(

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1997.10a
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• pp.129-134
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• 1997

현재 외부 가압 공기베어링이 사용되어지는 분야는 PCB 기판, 엔진의 연료분사노즐 등의 고속가공용 스핀들, 전자 기기, 광학 기기 등에 사용되는 초정밀 부품가공용 스핀들, 정밀 측정 기기, 의료 기기, 저온 팽창기등 상대운동을 하는 많은 분야에서 이용되고 있으며, 이들 분야의 고속화 및 고정밀화 추세에 따라 고속에서의 안정성과 높은 운전정밀도가 보장된 외부 가압 공기 베어링이 요구되고 있다. 정밀 스핀들 시스템에 공기베어링이 사용되는 이유는 윤활제인 공기의 압축성에 기인된 평균화효과로 인하여 어느 정도 형상오차가 존재하더라도 축의 회전 시 떨림 진폭이 흡수되어 높은 운전정밀도를 유지하며 운전이 가능하기 때문이다. 그러나, 공기의 압축성에 의한 평균화효과로 어느 정도의 떨림 진폭은 흡수되나 형상오차에 의한 떨림 진폭은 작은 크기라도 여전히 남아있게 된다. 따라서, 초정밀 가공 기기나 정밀 측정 기기 등 높은 운전정밀도가 요구되는 곳에 공기베어링이 사용될 경우에 있어서 형상오차는 운전정밀도에 영향을 미치는 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 각각 두 개의 오비 가압 공기 저널 및 스러스트 베어링으로 구성된 스핀들 시스템에 대한 축과 베어링의 직각도 오차가 운전정밀도에 미치는 영향에 대해 해석하고 결과를 고찰하여 스핀들 시스템에 있어서 형상 공차에 대한 기초 설계자료를 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1996.04b
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• pp.99-105
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• 1996

공기 베어링은 마찰과 열 발생이 적고 회전 정밀도가 우수하여 고속 회전하는 축을 지지하는 용도로 많이 사용되고 있다. 그러나 공기 베어링도 유체 베어링이라면 어느것이나 갖는 Whirl 불안정성이라는 치명적인 결점을 갖는데 현재 이것의 발생 시점이 공기 베어링을 사용하는 시스켐에 있어서 고속화의 한계로 되어있다. 본 논문에서는 불안정성의 원인이 되는 동압 발생을 억제할 수 있는 방법으로 베어링의 위치가 축의 위치에 대해 일정한 각도 지연을 갖도록 제어되는 것을 제안하고 여러 각도지연 크기와 제어게인에 따른 안정특성을 이론 해석을 통해 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1990.11a
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• pp.69-72
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• 1990

최근의 전자및 광학기기 분야에 있어서의 준부신 발전은 다면경 가공기나 초정밀 절삭, 연삭기와 같은 초정밀 가공기계의 개발과 실용화에 힘입은 바 크다. 이러한 초정밀 가공기의 성능을 좌우하는 핵심 요소로서 주축계를 들 수 있으며, 비교적 소형 경량의 공작물을 가공하는 기계의 주축용 베어링으로는 볼 베어링이나 오일 베어링을 대신하여 공기베어링이 점차 널리 사용되고 있다. 일반적으로 주축으로 사용되는 베어링은 원통형 레이디얼 베어링과 원판형 스러스트 베어링이 결합된 형식이 주류를 이루나 이러한 베어링은 스러스트 판과 축의 직가곧 가공오차가 존재하기 때문에 가공하기는 쉬우나 회전시에 의의 영향에 의해 회전 정밀도 유지가 어렵다는 단점을 지니고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 사용되는 베어링에는 원추형(conical) 베어링과 구면형(spherical) 베어링이 쓰이고 있다. 이러한 원추형 베어링과 구면형 베어링은 가공오차를 베어링과 축의 현압 연마로써 없애줄 수 있으며 베어링이 축방향 하중과 경방향 하중을 동시에 지지하여 줌으로써 기계 전체의 부피를 줄이고 회전 정밀도를 향상시켜 주는 것으로 알려져 있다. 그러나 구면의 베어링 간극을 정확히 가공하기 어려운 단점이 있어 축과 베어링을 현압연마하여 가공한 후에 두부품을 중심선상에서 분리시키므로써 요구되는 간극을 얻을 수 있는 원추형 베어링이 많이 쓰이고 있다. 본 연구에서는 직접 수치 해법을 이요하여 원추형 베어링의 유막내의 압력 분포를 계산하고 이 합력인 하중지지 용량이 축방향 하중과 경방향 하중을 지지하는 특성을 이론적으로 검토하여 외부 가압 원추형 베어링으 특성수를 파악하여 설계자료를 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1991.11a
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• pp.22-28
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• 1991

최근 전자 및 광학분야에 있어서의 눈부신 발전은 비구면 가공기나 초정밀 연삭기와 같은 초정밀 가공기계의 개발과 실용화에 힘입은 바 크다. 이러한 초정밀 가공기의 성능을 좌우하는 핵심요소로서 주축계를 들 수 있으며, 비교적 소형 경량의 공작물을 가공하는 기계의 주축용 베어링으로는 오일 베어링을 대신하여 공기베어링이 점차 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 점급기원의 가정하에 직접수치해법을 사용하는 해석 프로그램을 작성하여, 무차원화된 설게 변수들에 대한 외부가압 공기베어링의 정$\cdot$동특성수들을 구하고, 여기서 구해진 베어링의 정$\cdot$동특성수를 사용하여 베어리으이 공기막 반력을 계산한 후, 축중심 궤적의 비선형 해석을 수행함으로써 주축 회전 정도를 예측하고자 한다.