• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.4
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• pp.437-442
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• 2013

In recent times, surface texturing methods have been widely applied to reduce friction and improve the reliability of machine components such as parallel thrust bearings, mechanical face seals, and piston rings. In this study, a numerical analysis is carried out to investigate the effect of uniformly spaced hemispherical dimples on the lubrication characteristics of a slider bearing using a commercial computational fluid dynamics (CFD) code, FLUENT. The pressure distributions, load capacity, leakage flowrate, and friction force are strongly affected by the dimple diameter and the number of dimples. In particular, the load capacity and friction force decrease linearly with the dimple density whereas the leakage increases. These results can be used for designing the optimum dimple characteristics in order to improve the lubrication performance of slider bearings, for which further studies are required.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.538-539
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• 2010

자기 베어링 시스템은 축과 베어링간의 자기적 힘을 이용하여 축을 비접촉으로 지지함으로써 고속으로 회전하는 회전체의 마찰손을 저감시킨다. 고속 회전체에 편심(Eccentricity)이 있을 경우 편심 질량으로 인한 원심력이 속도의 제곱에 비례하여 발생하게 되고, 축을 지지하고 있는 베어링에 과도한 진동을 유발하게 된다. 베어링에 전해지는 진동이 커지게 되면 진동 자체도 문제일 뿐 아니라 베어링이 부담해야 하는 힘의 크기가 커지게 되어 자기 베어링 및 이를 구동하는 전력전자 기기의 용량을 증가시켜야 하는 문제가 있다. 본 논문에서는 베어링의 지지력을 능동적으로 제어하는 능동 자기 베어링을 사용하여 축의 편심 질량의 크기 및 편심 위치를 파악하고 회전 관성 중심점으로 축을 회전시킴으로써 회전 진동을 저감하는 방법을 제안하고, 실험 결과로써 제안된 방법의 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1992.11a
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• pp.13-18
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• 1992

대형 틸팅패드 저어널베어링은 고속안정성 특성이 우수한 베어링으로서 시스템의 안정성이 매우 중요시되는 터빈발전기 등 대형 고속 회전기계에 많이 사용되고 있다. 그런데 이들 대형 저어널베어링에서는 유막의 온도상승이 매우 많고, 유체의 흐름이 거의 난류영역에 이르기 때문에 베어링의 운전특성을 정확하게 예측하기가 어려운 실정이다. Hopf & Schuler는 대형 틸팅패드 저어널베어링에 대한 실험적 연구에서 유동상태에 따라 베어링의 온도분포가 서로 달라진다고 발표하였다. 대형 틸팅패드 저어널베어링은 구조적으로 유동상태가 복잡할 뿐만 아니라 계산과정도 까다로운 편이어서 온도상승과 난류를 고려하여 엄밀하게 운전특성을 예측한 연구는 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 대형 틸팅패드 저어널베어리으이 운전특성을 보다 엄밀하게 예측하기 위하여 3차원 적으로 유막의 점도변화 및 패드에서의 열전달을 고려하고, 와점성계수를 이용한 난류윤활이론을 사용하여 유막의 온도상승 및 난류가 베어링의 온도분포, 부하능력, 마찰손실 등의 운전특성에 미치는 영햐을 보다 엄밀하게 제시하고자 한다.

• Tribology and Lubricants
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• v.27 no.1
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• pp.25-33
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• 2011

Rolling contact ball bearings are utilized almost exclusively for liquid propellant rocket engine turbopump. Turbopump ball bearings are required to endure high speed and high load for a poor lubricated condition in cryogenic environment. To evaluate bearing heat generation performance, friction torque is investigated as a function of rotation speed, bearing load and cooling flow rate through an experimental study using water coolants. Radial and axial loads are simultaneously applied to the test bearing by gas pressurized cylinder rod. Endurance performance of bearing has been also verified under the bearing required load for operating condition during total accumulated test time 2,100 sec.

• Journal of the KSME
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• v.29 no.3
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• pp.261-269
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• 1989

볼 베어링의 성능에 중요한 영향을 미치는 볼 베어링 특유의 기하학적 형상, 탄성론에 근거한 볼과 궤도륜 사이의 접촉역학 및 구름접촉을 위한 탄성 유체윤활이론을 소개한 후, 축방향 하 중하에서 고속으로 회전하고 있는 볼 베어링의 해석방법을 기술하였다. 소개된 해석 방법이 완박한 것은 아니며, 보다 엄밀한 해석을 위하여 마찰열에 의한 온도상승의 영향을 고려하여야 할 것이다. 또한 해석 결과를 얻기 위하여 효율적인 수치 계산법을 적용한 볼 베어링 해석을 위한 결과를 얻기 위하여 효율적인 수치 계산법을 적용한 볼 베어링 해석을 위한 전용 소프트 웨어를 개발하여야 한다. 외국에서는 이와 같은 컴퓨터 프로그램이 사용되고 있으나, 우리도 독자적으로 전용 소프트웨어를 개발함으로써, 외국의 소프트웨어를 도입하였을 때의 한계를 피 하고, 다양한 응용예마다 가장 효율적인 해석을 할 수 있는 유연성을 가질 필요가 있다고 생각 한다. 구조물 최적설계를 위하여 유한요소 해석 프로그램을 이용하듯이, 이와 같은 전용 해석 소프트웨어를 사용하여 볼 베어링의 최적설계를 할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1990.06a
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• pp.58-72
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• 1990

유체 윤활 이론에 의한 저어널 베어링의 해석은 그 적용 버위가 넓기 때문에 다양하게 연구되어왔다. 근래에는 열적 효과의 중요성 때문에, 윤활유의 점도와 온도와의 관계, 윤활유 주입홈에서의 윤활유 혼합현상, Cavitation현상, 고속에서 윤활유의 난류현상, 윤활유 주입구의 위치 그리고 경사진 베어링 축이 유막에 미치는 영향 등 다양한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 반원주형 윤활홈을 갖는 저어널 베어링의 주입 윤활유의 열효과가 베어링 부하량과 마찰에 미치는 영향 등을 고찰하였고, 본 연구를 수행하기 위해, 베어링 Bush와 Shfft벽에서 여러가지 열전달 겅계 조건을 가정한 가운데 Reynolds 방정식을 Energy 방정식과 동시에 수치해석적으로 풀었다. 수치해석 방법은 FDM(Finite Difference Method) 중 SOR(Successive Over-Relaxation)Technigue을 이용하였다. 또한 윤활유 점도와 온도의 관계는 지수함수(Exponential Function) 형태로 취했다. 주입 윤활유 온도와 압력 그리고 윤활홈의 형태 등을 변화시켜가며 베어링 성능에 미치는 영향을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1993.04a
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• pp.108-111
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• 1993

일반적으로 정수압 베어링은 저진동, 저마찰 및 높은 댐핑 특성을 가지며 하중 지지 용량도 커서 공작 기계, 측정 기구등에 광범위하게 하용된다. 특히 여러 산업이 발달함에 따라 점차 정밀 부품의 필요성이 증가되고 있고 공작 기계의 용량도 점차 대형화되는 추세에 있다. 이에 따라 공작 기계의 미끄럼 운동을 지지하는 베어링은 높은 강성 및 높은 하중 지지용량을 갖게할 필요가 있다. 본 논문에서는 능동적 급유 방식의 리스트릭터의 한 종류인 다이아프램 제어 밸브 (diaphram control valve)와 수동적 급유 방식의 리스트릭터의 한종류인 오리프스의 특성을 이론적으로 해석하고 실험을 통하여 이론 해석의 타당성을 검증하고 결과를 도시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1991.06a
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• pp.63-69
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• 1991

프로팅링저어널베어링은 저어널과 슬리브 사이에 자유롭게 움직일 수 있는 링을 삽입하여 이중의 유막이 형성되도록 한 것이다. 프로팅링저어널베어링은 이중의 유막을 가짐으로 인해 유량이 많이 필요하여 열적 특성이 좋고 마찰손실이 작으며 외축유막의 진동감쇠작용을 기대할 수 있으나, 링에 의해 내외축유막이 분리되어 있으므로 내축유막에 윤활제를 공급하는 것이 쉽지 않은 문제점이 있다. 동베어링에 대한 윤활제의 공급방법으로는 축을 통한 공급을 고려하지 않을 경우 다음과 같은 두가지를 생각할 수 있다. 첫째, 링에 내외축유막을 연결하는 급유구를 뚫어 외축유막으로 공급된 윤활제의 일부가 급유구를 통해 내축유막으로도 공급되도록 하는 방법 둘째, 축방향의 일단에서 내외축유막에 직접 가압급유하는 방법 이 가운데 둘째 방법은 축방향의 일단이 윤활제에 완전히 잠겨 있도록 밀봉하여야 하는 번거로움이 있으므로 잘 사용되지 않고 첫째 방법을 사용하는 것이 일반적이다. 첫째 방법에서도 링내외면에 원주방향급유홈을 파면 내외축유막으로의 윤활제공급이 보다 더 원활히 이루어 질 수 있을 것으로 기대되는데, 본논문에서는 이와 같이 원주방향급유홈이 있는 베어링을 원주방향급유홈 프로팅링저어널베어링이라 부르기도 하고, 이에 대하여 해석하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1992.04a
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• pp.13-17
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• 1992

최근 정보, 통신 광산업 등 첨단산업의 발달과 함께 부품의 초정밀가공및 특정에 대한 필요성이 높아지고 있다. 이에 따라 초정밀 가공기 및 초정밀계측기기등의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 이들에는 공기베어링두축이 널리 사용되고있다. 이 같이 초정밀 기기의 주축으로 공기베어링이 주로 이용되는 이유는 다른 베어링에 비해 윤활특성상 운동정도가 높고, 저 마찰특성 등의 장점을 가지고있기 때문이다. 본 연구에선 실험적으로 초정밀가공기용 공기베어링주축의 회전정도에 영향을 미치는 인자들의 상관관계를 파악하여 주축설계 및 제작시의 성능향상방법과 이론적 해석의 기초자료를 제시하고자 한다. 또한 공기베어링주축의 구조에 따른 정적 강성 및 회전정도를 비교하여 구조특성에 따른 차이점을 살펴보고, 주축의 강성과 불평형질량(unbalance mass)에 따른 회전 정도의 변화를 측정하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.11
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• pp.1441-1446
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• 2012

An axial-piston-type hydraulic motor involves friction and leakage losses at the sliding parts, contact loss at the mechanism assembly parts, volumetric loss caused by the pressure drop, housing oil churning loss and compressibility from the hydraulic oil pipe resistance, etc. the friction and volumetric loss at the hydrostatic bearing between the piston shoe and the swash plate rotating at high speed and having an oil film gap of 8-15 ${\mu}m$ strongly affects the total efficiency of the hydraulic motor. In this study, a variable swash-plate-type hydraulic piston motor operating under a maximum pressure of 35 MPa, maximum speed of 2,500 rpm, and displacement of 320 cc/rev is tested to verify the optimal ratio of the hydrostatic bearing which is closely related to the hydraulic motor performance.