• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.626-630
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• 1995

최근산업의 발달과 함께 제품의 생산성 및 품질 향상을 위하여 공작기계의 고속화 기술에 대한 연구가 머시닝센터를 중심으로 활발히 진행되고 있다. 공작기계의 고속화에 적합한 주축시스템으로는 모터내장형 주축(Built-in Motor Type Spindle)이 많이 응용되고 있으며, 앞으로더욱 수요가 증대될 것이 예상되어 독일, 일본 등의 선진국에서도 활발히 연구 개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 모터발열을 억제하기 위한 냉각방법으로 오일자켓 냉각방식을 채택하여 모터부에 자켓을 설치, 운전함으로써 모터내장형 주축에 대한 오일자켓냉각방식의 냉각특성을 알아보고, 또한 모터부의 오일자켓 냉각과 함께 몇가지 방법으로 공기냉각을 추가하였을 때의 냉각특성을 고찰하여 보다 효율적인 냉각방법을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2002.05a
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• pp.24-27
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• 2002

The environmental problems by using coolant demanded the new cooling methods. As one of them, the studies on the finding with compressed cold air and oil mist have been done. The cooling method using compressed cold air was effective through going down the temperature of compressed air supplied below $-25^{\circ}$ and increasing the amount of compressed cold air, but had not enough cooling effect due to the low performance of lubrication. Therefore, the cooling methods using oil mist newly were suggested. This method can satisfy both cooling effect and lubrication with only small amount of coolant, also have the benefit in the point of decreasing the environmental pollution. This paper focused on analyzing the grinding characteristics of the cooling method using oil mist. The grinding test according to compressed cold air, oil mist spray pressure and oil mist supply direction were done.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2001.10a
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• pp.101-105
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• 2001

고속절삭을 통해서 생산성과 가공정밀도의 향상을 도모할 수 있기 때문에, 최근 머시닝센터를 중심으로 한 공작기계 주축계의 고속화는 눈부시게 발전하고 있다. 그러나 주축계가 고속화될 수록 증가하는 베어링에서의 발열은 베어링의 수명단축, 주축계의 열변형 증대 등을 초래하고, 궁극적으로 공작기계의 성능을 저하시키게 된다. 따라서 고속으로 회전하는 베어링에서의 발열을 효과적으로 억제할 수 있는 윤활방법에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 공작기계용 고속주축계의 냉각특성을 규명하기 위한 노력의 하나로 압축공기를 이용한 고속주축 계의 냉각실험을 수행하였다. 고속주축계의 실험모델은 오일에어윤활방법, 앵귤러콘택트 볼베어링, 이중분사노즐, 냉각 자켓등을 사용해서 제작하였으며, 특히 고속주축계의 공기냉각방법에 대한 유용성은 실험결과로 부터 입증하였다.

• Tribology and Lubricants
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• v.11 no.4
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• pp.1-12
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• 1995

여러 가지 필수적인 윤활유 성상과 함께 요즘 개발된 엔진에서 요구되는 중요한 특성 중 하나가 윤활유 내의 공기 혼입(aeration) 문제이다. 만일 윤활유 내에 공기가 일정 한도 이상 혼입되면 윤활유가 수행하는 일반 기능 중 하중을 분산시키는 압력 분산 작용과 윤활 작용 및 마찰열을 식혀 주는 냉각 작용이 제대로 되지 않아 엔진 수명과 내구성에 심각한 문제를 초래한다. 특히 현재 밸브 소음 저감 및 정비성 향상을 위해 대부분의 엔진에서 채용하고 있는 hydraulic valve lash adjuster(HLA)에 미치는 영향이 가장 심각하다. HLA는 그 작동 특성이 엔진 오일의 비 압축성을 이용하고 있기 때문에 만일 HLA 내부의 고압실에 공기가 오일에 섞여 들어간다변 밸브 시스템 강성이 떨어지게 되어 오히려 HLA 사용 목적에 반해 밸크 이상 거동에 의한 소음이 유발될 뿐만 아니라 심하면 밸브가 파단되는 심각한 현상이 초래되기도 한다. 상기한 바와 같이 aeration 현상은 경우에 따라 매우 심각한 문제를 유발하기도 하며 엔진이 고속 고출력화 하면서 그 특성은 더욱 관심사가 되어 왔다. 따라서 엔진 각 부분의 올바른 기능과 신뢰성 확보를 위해 aeration의 특징 발생 원인 및 대책을 살펴보고 특히 oil aeration이 HLA와 엔진 베어링에 미치는 영향에 대해 분석 고찰해 봄으로써 그 특성을 이해하고자 한다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.17 no.3
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• pp.11-18
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• 1995

본 논문에서는 주철 라이너를 삽입한 알루미늄 블럭 엔진 개발과정에서 주조 불량이 발생하였을때, 냉각계에 일어나는 제반 현상을 분석하고, 이를 해결해 나가는 과정을 기술하였다. 이를 위하여 주철 블럭과 알루미늄 블럭을 장착한 엔진의 피스톤 온도와 블럭의 열유속, 열정산을 측정하였다. 측정한 결과는 다음과 같다. 1. 알루미늄 블럭 제작시 주철 라이너와 알루미늄 블럭 사이에 공기층이 크거나, 용탕 충진이 불완전한 주조 불량이 발생하면 열접촉 저항이 커져 엔진 열전달 경로에 큰 영향을 준다. 2. 알루미늄 블럭 제작시 주조 불량이 발생하면 피스톤에서 라이너로의 전열량이 줄어듦에 따라 냉각수로의 전열량은 감소하는데, 6,000rpm, 전부하에서 알루미늄 블럭의 출력 대비 냉각수로의 방열량의 비는 38.3%이고, 주철 블럭은 44.1%이다. 3. 알루미늄 블럭 제작시 주조 불량이 발생하면, 피스톤 온도가 15-20.deg.C 정도 상승하여 피스톤 손상을 유발시킬 수 있다. 4. 알루미늄 블럭의 주조가 완벽하게 되어 주철 라이너와 알루미늄 몸체 사이에서의 열접촉저항이 없어지면, 스토로크 방향에 따른 금속면 온도 분포가 균일하게 된다. 5. 실린더 라이너의 주조상태 개선없이 오일젯을 사용한 결과 피스톤의 온도를 만족할 만한 수준으로 감소시켰다. 6. 6000rpm, 전부하에서 오일젯 적용시 출력 대비 냉각수로의 방열량의 비가 38.3%에서 36.2%로 감소하고, 출력대비 오일로의 방열량의 비는 9.6%에서 11.2%로 증가한다. 7. 오일젯 작용시 오일 펌프의 용량 증대와 오일 쿨러의 장착이 필수적이다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.27 no.4
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• pp.98-102
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• 2018

In order to improve the durability of components in the vehicle engine room, an experiment to improve the air cooling effect of components by installing a cooling duct using intake air aiming at four components, such as generator, battery, ECU and power steel oil, Respectively, experimental results show that the overall component temperature has been reduced, and the reduced temperature difference is in the order of generator, ECU, power steel oil and battery. In order to improve the temperature difference due to these components, it is necessary to optimize the design through the flow analysis in the duct in the future.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.14 no.8
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• pp.73-81
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• 1997

The hard turning process defined as a single point turning of materials harder than $H_{R}$C 58 differs from conventional turning because of hardness of the work materials and cutting toos needed in the process. In hard turning, tool life is very short, of the order of a few minutes, during which the cutting tool is subjected to the extremes of stress and temperature. In this regard, it is well known that CBN tool is proper for this process in spite of expensive cost. In this research, we studied the feasibility of the use of the low cost cutting tool such as a aTiN coated tool. To this end, a new cooling system was designed with an air-oil method for reducing tool temperature, which is based on the principle of air vortex flow. That is, the outlet temperature of the air becomes aver 20 .deg. C lower than atmosphere temperature by entering pressurized air of 5kgf/c $m^{2}$ into the inlet. This cooled air ejected to the top of the cutting tool lowered tool temperature, which reduced the wear of a TiN coated tool by the 30% of CBN tool life with respect to the same cutting length.h.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.424-426
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• 2008

A parametric study was carried out to find the fuel lubrication performance of high speed small rolling element bearings. Both MIL-PRF-7808 turbine oil and JP-8 aircraft fuel were used as the lubricant to compare the operational characteristics. 17 mm inner diameter deep groove ball bearing and 20 mm cylindrical roller bearing were used. A high speed bearing test rig was developed and the testing was done with varying applied load, cooling air temperature, lubricant flow rate, and speed. Fuel caused more cage wear than oil for ball bearing with increasing axial load and rotational speed. The bearing temperature using fuel was lower than that using oil, and this seems to be the result of the high cooling capacity of fuel. According to various tests, the fuel lubrication is applicable for the lubrication on the main shaft bearings of expendable small gas turbines.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.123-128
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• 1994

A high speed spindle system for machine tools can be used to reduce the machining time, to improve the machining accuracy, to perform the machining of light metals and hard materials, and to unite the cutting and grinding processes. In this study, a high speed spindle system is developed by applying the oil-air lubrication method, angular contact ball bearings, injection nozzles with dual orifices, cooling jacket and so on. And an air cooling experiment for evaluating the performance of the spindle system is carried out. Especially, in ofder to establish the air cooling conditions related to the development of a high speed spindle system, the effects of cooling air pressure, oil supply rate, air supply rate and rotational spindle speed are studied and discussed on the bearing temperature rise and frictional torque. Also the effects of cooling air pressure, rotational spindle speed and spindle system structure is investigated on the bearing temperature distribution. The experiment on the test model reveals the usefulness of the air cooling method.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2003.04a
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• pp.962-967
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• 2003

Recently, environmental pollution has become a serious problem in industry, and many researches have been done in order to preserve the environment. The coolant, which promotes lubrication, cooling and penetration, contains chlorine, sulfur and phosphorus to improve the machining efficiency. These additives, which move around into the air during machining, pollute working. Therefore, many researches on how to reduce the amount of coolant during machining have been carried out. However, to reduce even small amount of coolant causes high temperature of a workpiece and it brings thermal defects. In this study, the experiments of wet & dry grinding using cooling methods (using coolant only, mist and compressed cold air only) are performed to solve the problem of environmental contamination and to get a better surface integrity of a workpiece by comparing surface roughness, roundness and residual stress.