• Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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• 2000.04a
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• pp.717-720
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• 2000

베어링을 이용한 회전축은 모든 회전축의 근간을 이루고 있다. 이러한 회전축은 발전기 터어빈, 고정밀 공작기계 등에 많이 응용되고 있다. 그런데 이러한 대규모의 회전축에 이상이 생긴 경우, 이상을 방치하고 계속 사용하게 되면 기계전체의 파손을 가져올 수 있다. 이러한 기계전체의 파손이 일어나지 않도록 미리 이상을 진단할 수 있는 시스템을 구축하면 많은 비용을 절감할 수 있다. 지금까지 여러 종류 로터시스템 여러 종류의 이상진단을 시도하여 왔으며 앞으로도 많은 종류의 이상진단이 이루어지리라 생각한다. 다양한 형태의 이상진단은 시스템에서 추출되는 데이터를 통계적으로 처리하는 기법과 추출하는 센서의 특징을 파악하여 이상진단 알고리즘을 수립하는 과정을 망라하게 된다. 특히 이상진단 알고리즘에는 측정된 데이터의 불확실성을 감안한 이론이 적용되어야 한다. 본 논문에서는 로터시스템을 이용한 베어링 진단 유무에 대한 이상진단을 통계적 패턴인식 이용하여 정상과 비정상 상태를 구분하여 여러 종류의 이상을 구분하는 작업수행을 연구하고자한다.

• Journal of KSNVE
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• v.4 no.3
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• pp.273-277
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• 1994

1990년 7월 이후 #2 베어링에서 발생한 오일 휩 현상을 감지하고서도 그 주원인을 일반적으로 흔히 발생하는 사항에서만 해결방안을 찾으려 노력한 결과 3년 반의 시간이 경과되었고, 뜻하지 않게도 저널 직경의 불균일에 의한 오일 휩 현상임 을 뒤늦게 알게 되었다. 철저한 점검의 필요성을 강조하지 않을 수 없다. 증기터빈 의 Overhaul 작업완료 후 Oil Flusning 절차가 있는데 이 Oil Flusning 방법에 문제 가 있다. 보통은 작업완료후 로터를 정지한 상태에서 베어링 앞에 Oil Strainer(Fine Mesh)를 설치하고 오일 펌프를 기동하여 Flushing을 하는데 이때 Strainer를 통과한 작은 이물질이 베어링내에 축적되었다가 터빈 기동시 이 이물질과 로터가 접촉되어 저널이 손상되게 된다. 인천화력3호기 #2 베어링의 오일 휩을 일으키게 한 저널의 편마모 현상도 이와같은 경우임에 틀림없다. 왜냐하면 '90, O/H시 #2 베어링 저널의 직경은 원통형이었기 때문이다. 따라서 Oil Flusning은 터빈 구조상 불가능한 경우 도 있겠지만 베어링 by-pass Oil Flushing 시스템으로 개조 운영되어야 저널 및 베어링 마멸현상을 제거할 수 있고 이로인한 오일 휩 현상도 예방할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.89-89
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• 2011

반도체 공정 등에서 $10^{-6}{\sim}10^{-8}$ mbar의 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 고진공 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 적합하도록 비접촉 방식인 자기부상 방식의 적용이 최근 거의 표준화 되어 있다. 자기베어링 시스템은 전자기력을 이용하여 자성체인 회전축을 부상지지 함으로써 비접촉 고속 회전이 가능하여 윤활이 용이하지 않은 진공 환경 등 가혹한 환경에 적합하며, 터보분자펌프는 자기베어링이 가장 널리 사용되고 있는 분야이기도 하다. 자기베어링 시스템의 설계는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어의 경우 전체 로터 시스템의 특성을 고려하여 설계되어야 하며, 주로 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 및 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 하드웨어 설계와 함께 제어시스템의 설계도 매우 중요하며, 이는 자기베어링 시스템이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등 여러 가지 기능이 요구되기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 제어를 위한 선형제어시스템의 구성을 실제 시스템의 적용을 통하여 설명하였다. 각 제어기는 DSP 를 이용한 디지털 제어시스템으로 구성되었으며, 2,500 l/s 급의 복합 분자펌프 시작품에 적용하여 25,000 rpm 까지의 기본 성능시험을 수행하였으며, 발열 특성의 개선을 위한 비선형 제어기의 설계 사례에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.13 no.1
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• pp.10-19
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• 2014

We designed bearingless rotor hub system which replace mechanical hinge/bearing with composite beam component and conducted fatigue analysis for flexbeam and torque tube. Extension/bending/torsional stiffness was calculated from 2D section analysis using VABS and 2D section structure analysis was applied for strain calculation. S-N curve of each composite material was generated using Wohler equation and fatigue analysis was conducted on weakness section which was decided from static structure analysis. CAMRAD II was used for load analysis and load analysis result was applied HELIX/FELIX standard load spectrum to generate bearingless rotor system load spectrum which was used fatigue safe life analysis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.20-20
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• 2010

반도체 공정 등에서 10-6~10-8 Torr의 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 고진공 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 적합하도록 비접촉 방식인 자기부상 방식의 적용이 최근 거의 표준화되어 있다. 자기베어링 시스템은 전자기력을 이용하여 자성체인 회전축을 부상지지 함으로써 비접촉 고속 회전이 가능하여 윤활이 용이하지 않은 진공 환경 등 가혹한 환경에 적합하며, 터보분자펌프는 자기베어링이 가장 널리 사용되고 있는 분야이기도 하다. 자기베어링 시스템의 설계는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어의 경우 전체 로터 시스템의 특성을 고려하여 설계되어야 하며, 주로 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 및 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 하드웨어 설계와 함께 제어시스템의 설계도 매우 중요하며, 이는 자기베어링 시스템이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등 여러 가지 기능이 요구되기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 제어를 위한 선형제어시스템의 구성을 실제 시스템의 적용을 통하여 설명하였다. 각 제어기는 DSP 를 이용한 디지털 제어시스템으로 구성되었으며, 2, 500 l/s 급의 복합 분자펌프 시작품에 적용하여 10,000 rpm까지의 기본성능시험을 수행하였다.

• Journal of KSNVE
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• v.11 no.1
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• pp.82-88
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• 2001

In a transmission or geared rotor system a coupled phenomenon of lateral and torsional vibrations may occur due to the gear meshing effect. Particularly, in high speed or low vibration and low noise applications of geared rotor systems a coupled rotordynamic analysis is required to precisely predict their dynamic characteristics. In this paper a generalized finite element model of a gear pair element is developed, which actively couples the lateral and torsional vibrations due to the gear meshing effect. In the modeling the generalized forces due to the transmission error. geometrical eccentricities. and unbalances in the gear system are also considered. Then. using the developed gear pair element model a coupled unforced rotordynamic analysis is performed with a prototype 800 RT turbo-chiller rotor-bearing system having a hull-pinion speed increasing gear. Results show that the torsional vibration characteristics experience some changes due to the gear meshing and lateral dynamic coupling effect, but that they have no adverse effect and the lateral ones have no practical changes in an operating speed range.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.167-167
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• 2004

반도체 공정 등에서 10-6_10-8 TOW의 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 고진공 터보분자펌프(Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 이러한 고진공을 실현하기 위해서는 가장 효과적인 방법으로는 회전블레이드의 선속도를 높이는 것으로, 이는 회전로터의 직경을 크게 하거나, 회전속도를 높임으로써 얻어질 수 있다. 따라서 최근의 고진공 터보분자펌프는 대부분 25,000∼40,000RPM의 고속회전을 요구하는 것이 일반적이며 회전속도는 주로 로터 재료의 허용한도까지 적용되고 있다.(중략)

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.11 no.1
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• pp.19-26
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• 2012

The requirement for the aerodynamic hub drag, allocated from the system requirement of development of a bearingless rotor hub, was analyzed and embodied to be substantiated by the methodology assigned from the requirement. Drag prediction for the initial hub configuration was carried out by hand calculation using aerodynamic drag coefficients and the design change about the sectional shape of torque tube was suggested to satisfy the requirement. Finally, drag prediction was performed for the changed hub configuration by using unstructured overset mesh technique and parallel computation and the calculated result satisfied the requirement of the aerodynamic hub drag. It was found that the drag of final hub configuration was also within the range of drag inferred from the trendline of developed helicopter.

• Journal of the KSME
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• v.30 no.5
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• pp.450-453
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• 1990

회전축(로터 안 구멍)과 정지부(베어링, 케이싱 등)에 AE 센서를 붙여 이들의 검출신호를 목적 으로 처리하는 것에 의해 회전체 주위의 이상진단을 수행하는 AE 시스템에 대해서 소개하였다. 회전측의 신호검출에는 무선식 전송방식을 이용하는 것이 유효하다고 생각된다. 또한 베어링에 설치한 AE 센서로부터 베어링의 손상진단이 가능하다는 것과 함께 래빙 발생위치도 알아낼 수 있다고 생각된다. 이 글에서는 회전기계의 이상진단에 관하여 극히 일부를 소개하였으나 AE 법을 이용한 각종 응용이 개발되리라고 기대된다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2013.10a
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• pp.251-252
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• 2013