• 제목/요약/키워드: 동압 유체 베어링

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유체동압 함유소결베어링의 마찰특성 (Friction Characteristics of Oil-impregnated Sintered-Metal Bearing)

  • 정광섭;김병주;정대현;박왕식;이호;이영제
    • 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.

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HDD 스핀들 모터용 저널-스러스트 유체동압 베어링과 코니컬 유체동압 베어링의 특성해석비교 (Analysis of a Journal and Thrust FDB and a Conical FDB in the Spindle Motor of a Computer Hard Disk Drive)

  • 김범초;장건희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.478-483
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    • 2005
  • This paper presents the comparison analysis of a Journal and thrust FDB (fluid dynamic bearing) and a conical FDB in a HDD spindle motor. The Reynolds equation is appropriately transformed to describe journal, thrust and conical bearing. Finite element method is applied to analyze the FDB by satisfying the continuity of mass and pressure at the interface between the hearings. The pressure field of the bearings is numerically approximated by applying the Reynolds boundary condition. The load and friction torque are obtained by integrating the pressure and the velocity gradient along the fluid film. The flying height of the spindle motor is measured to verify the proposed analytical result. This research shows that the conical bearing generates bigger load capacity and less friction torque than the journal and thrust bearing in a HDD spindle motor.

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컴퓨터 하드 디스크 드라이브 스핀들 모터에 사용되는 곡면 유체 동압 베어링 해석 (Analysis of the Fluid Dynamic Bearings with Curve Surfaces in the Spindle Motor of a Computer Hard Disk Drive)

  • 김학운;장건희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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    • pp.401-406
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    • 2008
  • This paper proposes a method to calculate the static characteristics of the FDBs with the curved surface. The general Reynolds equations are derived for the curved surfaces in the ${\theta}s$ plane. And the Reynolds equation is transformed to the finite element equations by considering the continuity of pressure and flow at the interface between the curved, journal and the thrust bearings. It also includes the Reynolds boundary condition in the numerical analysis to simulate the cavitation phenomenon. The static characteristics of the coupled journal and conical bearings were investigated due to the variation of conical angle. It shows that the conical angle is one of the important design parameters affecting the static and dynamic characteristics of FBBs.

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동압 유체 베어링 이론을 적용한 수도미터의 성능향상에 관한 연구 (A Study for the Improvement of Performance of the Water-meter applying the Hydrodynamic Journal Bearing Theory)

  • 윤준용;성낙원;김병호
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.5-9
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    • 2000
  • A study to minimize the error in water-meter is considered in this work. It is presumed that the large amount of error at large flowrate is occurred due to the vibration of the impeller shalt. After a newly designed bushing applying hydrodynamic journal bearing theory is adopted, the error at large flow rate is decreased remarkably comparing with the classical water-meter. It is concluded that the effect of a bushing in water-meter stabilizes the rotator of the impeller shaft.

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수학적 섭동법을 이용한 저널과 스러스트가 연성된 유체 동압 베어링의 동특성 계수 해석 (Determination of the Dynamic Coefficients of the Coupled Journal and Thrust Bearings by the Perturbation Method)

  • 이상훈;장건희
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권7호
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    • pp.746-753
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    • 2006
  • This paper proposes a method to calculate the stiffness and the damping coefficients of the coupled journal and thrust bearings. The Reynolds equations and their perturbation equations are transformed to the finite element equations by considering the continuity of pressure and flow at the interface between bearings. The Reynolds boundary condition is used in the numerical analysis to simulate the cavitation phenomena. The dynamic coefficients of the proposed method are compared with those of the numerical differentiation of the loads with respect to finite displacements and velocities of bearing center. It shows that the proposed method is more accurate and efficient than the differentiation method.

수학적 섭동법을 이용한 저널과 스러스트가 연성된 유체 동압 베어링의 동특성 계수 해석 (Determination of the Dynamic Coefficients of the Coupled Journal and Thrust Bearings by the Perturbation Method)

  • 이상훈;장건희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.666-671
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    • 2006
  • This paper proposes a method to calculate the stiffness and the damping coefficients of the coupled journal and thrust bearings. The Reynolds equations and their perturbation equations are transformed to the finite element equations by considering the continuity of pressure and flow at the interface between bearings. The Reynolds boundary condition is used in the numerical analysis to simulate the cavitation phenomena. The dynamic coefficients of the proposed method are compared with those of the numerical differentiation of the loads with respect to finite displacements and velocities of bearing center. It shows that the proposed method is more accurate and efficient than the differentiation method.

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능동 제어 되는 외부가압 공기 저어널 베어링의 안정특성에 관한 연구 (A Study on the Stability Characteristics of Actively Controlled Externally Pressurized Air Journal Vearing)

  • 이정배;김경웅
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1996년도 제24회 춘계학술대회
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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.

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수동형 자기 베어링과 유체 동압 저널베어링을 이용한 HDD용 스핀들 모터 개발 (Development of a HDD Spindle Motor Using Passive Magnet Bearing and Fluid Dynamic Journal Bearing)

  • 이청일;김학운;장건희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.473-477
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    • 2005
  • This paper presents a highly efficient HDD (Hard Disk Drive) spindle motor with a passive magnetic thrust bearing and a fluid dynamic journal bearing and its effectiveness is verified through experiment. It eliminates the mechanical friction loss of a thrust bearing which is around 18% of total power consumption of a 3.5' HDD spindle motor, by replacing a conventional fluid dynamic thrust bearing with a passive magnetic thrust bearing. The passive magnetic thrust bearing using permanent magnets is inherently unstable in radial direction. However, the radial fluid dynamic force of the fluid dynamic journal bearing counterbalances the radial magnetic force of magnetic thrust bearing to achieve the stability as the motor spins up. It has less or equivalent runout and less flying height than the conventional spindle motor.

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레이저 프린터에 사용되는 빗살무늬 유체동압 베어링과 스캐너 모터의 특성 (Characteristics of Herringbone-Grooved Hydrodynamic Bearing and Scanner Motor for Laser Beam Printer)

  • 정성훈;이영제;정대현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권1호
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    • pp.269-274
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    • 2000
  • Frictions and electrical contact voltages of the herringbone-grooved hydrodynamic bearing(HHB) were 9, measured to use in a laser scanner motor. This bearing with varying loads, speeds, oil viscosity, and radial clearances successfully operated up to 28,000rpm and 0.5N. Experimental results under various environments confirmed that this bearing had excellent performance with low friction force, and operated without contact between shaft and sleeve.