• 한국정밀공학회지
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• 제32권2호
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• pp.149-157
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• 2015

Ball and roller bearings are commonly used machine elements for supporting rotating motion about shafts in simple devices including bicycles, in-line skates, and electric motors, as well as in complex machines. Heat is generated by the friction in the bearings, which causes the temperature inside the bearing to increase. If the heat is not appropriately removed from the bearing, elevated temperatures may give rise to premature failure. It is, therefore, important to be able to calculate the temperature in the bearings due to friction.Here, we describe a method to estimate the frictional torque in bearings using an empirical formula developed using a method based on bearing analysis tool and the measured frictional torque in a spindle system. Thermal analysis of the spindle system including the bearings was achieved using the finite element method (FEM), and the bearing temperature was compared with measured data to verify the empirical formula.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권6호
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• pp.226-233
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• 1998

In this paper, an experimental study was performed to investigate the speed ratio-torque-thrust characteristics for metal belt CVT. It is observed from the experimental results that nondimensional secondary thrust force follows with the existing theoretical formula with ${\mu}$=0.09~0.12 depending on the torque and the speed ratio. In order to represent these characteristics, an effective friction coefficient was introduced. Also, the slip characteristics between the belt and the pulley were investigated experimentally and traction coefficients at gross slip were obtained for various speed ratios. Using the traction coefficients and the effective friction coefficients, an improved formula for the secondary thrust force was suggested assuming that thrust force is the summation of the thrust of pseudo inactive arc and the thrust of pseudo active arc. The effective friction coefficient and the improved formula for the speed ratio-torque-thrust relationship suggested in this work can be used to obtain the appropriate secondary thrust.

• 대한치과보철학회지
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• 제49권2호
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• pp.168-176
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• 2011

연구 목적: 임플란트 식립시에 발생할 수 있는 열변화는 임플란트의 실패를 초래할 수 있다. 식립토크에 따른 열변화 양상을 파악함으로 임플란트의 형태에 따른 차이점과 적절한 식립토크가 어떤 것인지 파악하고자 한다. 연구 재료 및 방법: 실험재료로는 두께 15 - 20 mm의 소 견갑골을 가로 35 mm, 세로 40 - 50 mm 크기가 되도록 골편으로 자르고 이중에 피질골의 두께가 2 - 3 mm 되는 표본을 선정한 후 표본의 반을 $36.5^{\circ}C$ 수조에 실온 $25^{\circ}C$에 노출 시켜 내부 온도는 평균 $36.5^{\circ}C$, 표면온도 $28^{\circ}C$가 되도록 설계하였다. $4.5{\times}10\;mm$의 외부육각을 가지는 Br${\aa}$nemark 형태의 임플란트와 $4.8{\times}10\;mm$의 Microthread 형태를 지니는 내부연결 형태의 임플란트를 과도한 식립토크로 식립하고 온도 측정은 계측점에서 0.2 mm 이내에 열전대를 위치시켜 기록하였다. 삼차원유한요소 분석은 골의 형태를 가로 4 cm, 세로 4 cm, 높이 2 cm의 직육면체로 가정하고, 직육면체 윗면에서 2 mm까지를 피질골, 그 아랫부분을 해면골이라고 가정하였다. 마찰열은 매식이 종료된 상황에서 골에 남는 cavity 모양을 기초로 경계조건을 부여하였다. CAD 프로그램인 SolidWorks 소프트웨어를 이용하였고, 이를 유한요소 구조해석용 프로그램인 Abaqus 6.9-1로 불러들여 해석하였다. 결과 및 결론: In vitro실험에서 Microthread type의 임플란트가 상대적으로 더 높은 최고점 온도를 보여주고 있으며 이는 임플란트의 형태에 따른 마찰열 발생이 주요 원인으로 보인다. 유한요소분석을 통해 살펴본 결과 Br${\aa}$nemark 형태의 임플란트의 경우 50 Ncm이상에서 Microthread를 가지는 형태의 경우에는 35 Ncm이상에서 Eriksson 등이 보고한 역치를 초과하는 온도가 발생하였다. 이를 통해 볼 때 Microthread type 이 식립토크에 따른 온도 증가가 더 민감함을 알 수 있다. 실험결과를 통해서 서로 다른 형태의 임플란트 식립시에 임플란트의 형태에 따라 적절한 삽입토크를 부여하는 것이 성공적인 임플란트 시술에 중요한 요소 중에 하나임을 알 수 있었다. 특히 Microthread를 갖는 임플란트 형태는 높은 초기고정성을 얻을 수 있다는 장점이 있는 반면 과도한 식립 토크로 인한 열 손상 가능성을 가질 수 있으므로 골량과 골질의 신중한 평가와 적절한 수술기법이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.259-266
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• 2020

자기 기어는 기계식 기어와 동일하게 기어의 특성을 나타내면서 각 회전자가 접촉하지 않아 마찰에 의한 소음 및 발열, 유지보수문제에서 기계식 기어보다 유리하다. 또한 권선계자를 사용하는 회전자를 적용할 경우 기어의 출력조절은 물론, 기어비 및 위급상황에서 자체적인 구동차단까지 가능하여 자기 기어의 활용가능성은 무한하다. 하지만 권선계자를 사용할 경우 영구자석과 철심간의 흡인력에 의한 코깅토크가 나타나게 되고 이는 회전자의 진동을 유발하는 토크 리플성분의 증가로 이어진다. 따라서 본 논문에서는 권선계자를 사용하는 회전자의 토크 리플을 저감하기 위해 회전자의 다양한 형상을 분석하였으며, 자기 기어의 토크 리플을 저감하기 위한 최적의 형상을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권1호
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• pp.41-51
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• 2016

볼나사 시스템은 볼과 그루브 사이에서 발생하는 마찰에 의해 온도가 상승하며, 이에 따른 열변형이 이송계의 위치결정 정도를 저하시킨다. 이를 보상하기 위해서는 볼나사 온도분포의 우선적 예측이 필요하다. 본 논문에서는 나사축 회전속도에 따른 온도분포를 해석하기 위해 볼나사 축과 너트를 각각 실린더와 중공 실린더로 가정한다. 경계조건인 대류 열전달계수, 볼과 그루브에서 발생하는 마찰토크와 접촉열전도를 볼나사 운전 및 조립 조건에 대하여 정식화 한다. 그리고, 현시적 유한차분법을 적용한 온도 분포 예측 시뮬레이터를 개발하고 그 유용성을 검증한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권8호
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• pp.1149-1156
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• 2008

The principle of self clamping friction clutch is presented in this paper and the transmitted torque capacity is also calculated. In order to enlarge the friction force, a part of rotating force of driving side is converted to normal force of friction materials by clamping arm. The increased normal force of friction materials assures the large friction force and the transmitted torque capacity of clutch becomes large. The self clamping friction clutch is adopted in the tube type air pressure clutch and the condition of stability is investigated. It is proven that the inclined angle of clamping arm and the friction factor of friction materials are the essential elements in stability and torque capacity of self clamping friction clutch. The transmitted torque capacity of self clamping friction clutch is compared with air pressure clutch. The normal force of friction lining is magnified by 1/(1-k) and the transmitted torque capacity is also magnified with same proportion comparing with air pressure clutch. The larger the friction factor of friction lining, the larger the magnification factor. The longer the clamping arm, the smaller the magnification factor. It must be also noted that the value of k=${\mu}Y/X$ is the criterion of stability. If the value of k=${\mu}Y/X$ is greater than or equal to 1, the self clamping friction clutch is unstable and it can not be used as clutch.

• Tribology and Lubricants
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• 제29권4호
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• pp.218-222
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• 2013

Water-lubricated ball bearings consist of rolling elements, an inner raceway, an outer raceway, a retainer, and an operating lubricant. In the water environment, ball bearings are required to sustain high loads at high speeds under poorly lubricated conditions. For the analysis of bearing behavior, friction torque is considered as the main factor at various flow rates, rotating speeds, and roughnesses between the rolling element and raceways. When the bearing operates at high rotating speeds, the friction torque between the raceway and rolling elements increases considerably. This frictional torque is an important factor affecting bearing reliability and life cycle duration. For understanding the flow conditions in the inner part of the bearing, this study focuses on the flow around the rotating and revolving rolling elements. A simple model of fluid flow inside the ball bearing is designed using the commercial CFD program ANSYS.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제1권1호
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• pp.181-188
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• 2015

비접촉 영구자석 기어는 높은 효율과 신뢰성의 장점을 가지고 있다. 또한, 기계적인 마찰 손실이 없으며, 소음과 진동이 적고, 윤활유가 불필요 하다는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인하여, 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어의 물리적인 접촉에 의한 문제를 해결할 수 있어 높은 관심을 받고 있다. 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어를 대체하여 접촉 없이 토크 전달이 가능하지만 낮은 토크밀도의 문제점을 가지고 있어, 이에 대한 개선이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 낮은 토크밀도의 문제점을 개선하고자 새로운 폴피스 형상을 제안하였다. 제안된 폴피스 형상에 대한 설계변수와 토크 및 토크 리플과 같은 반응변수들 간의 함수 관계를 파악하기 위하여 반응표면법을 이용하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 실험계획법을 수립하였다. 이들의 관계를 예측하기 위해 필요한 실험데이터는 수치해석기반 2-D 유한요소법을 이용하였다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 토크밀도 및 출력밀도 향상을 위하여 형상에 대한 전달토크 분석을 수행하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 제안된 폴피스 형상을 최적설계 하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권5호
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• pp.66-74
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• 1998

The operating torque and tribological characteristics of a cam/tappet system of an I.C. engine have an important effect on the engine efficiency. More power is lost for higher operation torque which is affected by the friction of a cam/tappet system. In this work experimental investigation of the torque behavior of a cam/tappet system was conducted to get tribological characteristics. Specifically, the torque was measured with respect to oil temperature and camshaft speed. The torque decreased with increasing camshaft speed because of decreasing friction coefficient but was hardly affected by the oil temperature. Also, the torque was the largest near the cam nose region.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권3호
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• pp.35-40
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• 1997

The traction drive has advantages of having high efficiency and transmitting the power without blacklash. However, when high ratio of speed reduction is desired, excessively large size is required. In this study, a new type of traction drive is invented, designed and manufactured so that stable speed reduction mech- anisms are available by adopting a cross roller type drive. It has a simple structure, but produces high speed reduction ratio. Power loss is observed, and also, driving torque and torque transfer efficiency are calculated. Pre-loads are needed in order that the traction drive transfers power without slipping, and the spacer is enlarged due to the pre-loading. After all, the key point of pre-load mechanism is that the spacer's diameter becomes larger as pre-loads are applied.