• Title/Summary/Keyword: 베어링 진동

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외부가압 공기윤활 저어널베어링의 안정성에 관한 해석

  • 임종락;김경웅
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1987.11a
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    • pp.75-78
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    • 1987
  • 저어널베어링으로 지지되고 있는 축 및 베어링 시스템에서 축이 고속으로 회전할 때, 어느 회전수 이상에서 시스템의 안정성이 깨어져 축의 진동진폭이 갑자기 커지는 Self-excited whirl이라 불리우는 불안정 현상이 존재한다. 따라서 고속회전체에 적용되는 공기윤활 저어널베어링에 있어서 안정성 문제는 설계 및 운전에 고려되어야 하는 지배적 요인 중의 하나가 된다. Lund, Fleming과 Cunningham, Mori 들은 외부가압형 공기윤활 저어널베어링의 안정성을 이론적으로 해석하였으며 Pincus는 Self-acting형 공기베어링에서 편심율이 작은 경우 2-Lobe 베어링이나 3-Lobe 베어링이 원형베어링보다 강성도와 감쇠력이 더 크므로 안정성이 더 좋을 것이라고 정성적으로 예측했다. 그러나 외부가압 공기윤활 저어널베어링의 안정성에 비원형 베어링의 유효성은 김 두환, 김 금모, 박 종포 등에 의하여 실험적으로 제시되었다. 따라서 본 연구는 외부가압형 공기윤활 저어널베어링에서 Multi-lobe 형상의 베어링이 축 및 베어링 스스템의 안정성에 미치는 효과를 원형의 경우와 비교하여 이론적으로 해석하여 Multi-lobe베어링의 유효성을 보이고 이에 적용 가능한 Programing을 하여 몇가지 경우에 대하여 계산을 하고자 한다.

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Condition Monitoring of Low Speed Slewing Bearings Based on Ensemble Empirical Mode Decomposition Method (EEMD법을 이용한 저속 선회베어링 상태감시)

  • Caesarendra, W.;Park, J.H.;Kosasih, P.B.;Choi, B.K.
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.23 no.2
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    • pp.131-143
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    • 2013
  • Vibration condition monitoring of low-speed rotational slewing bearings is essential ever since it became necessary for a proper maintenance schedule that replaces the slewing bearings installed in massive machinery in the steel industry, among other applications. So far, acoustic emission(AE) is still the primary technique used for dealing with low-speed bearing cases. Few studies employed vibration analysis because the signal generated as a result of the impact between the rolling element and the natural defect spots at low rotational speeds is generally weak and sometimes buried in noise and other interference frequencies. In order to increase the impact energy, some researchers generate artificial defects with a predetermined length, width, and depth of crack on the inner or outer race surfaces. Consequently, the fault frequency of a particular fault is easy to identify. This paper presents the applications of empirical mode decomposition(EMD) and ensemble empirical mode decomposition(EEMD) for measuring vibration signals slewing bearings running at a low rotational speed of 15 rpm. The natural vibration damage data used in this paper are obtained from a Korean industrial company. In this study, EEMD is used to support and clarify the results of the fast Fourier transform(FFT) in identifying bearing fault frequencies.

Dynamic Characteristics and Experimental Study on the Foil Bearings for High Speed Turbo Machineries (고속 터어보기계용 공기포일베어링에 대한 동특성과 실험적 연구)

  • Hwang, Pyung;Kwon, Sung-In
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1998.04a
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    • pp.159-166
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    • 1998
  • 본 연구에서는 공기포일 베어링으로 지지된 로터 베어링 시스템을 구성하고 실험을 수행함으로써 시스템의 진동을 측정하고 그 결과를 해석함으로써 로터 베어링 시스템의 안정성 검토한다. 또, 초기 구동 마찰을 고려하여 공기윤활로만 구동되는 경우와 초기에 베어링 표면에 오일이 도포된 경우를 비교한다. Transient data를 해석 함으로써 로터 베어링 시스템의 startup 및 shutdown에 대한 특성 파악이 가능해지며 시스템의 동적 특성에 대한 더욱 정확한 해석을 가능케한다.

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Development of Dynamic Anlaysis Software for Rotor-Bearing Systems with Rotational Speed Depending Parameters (회전속도 의존매개변수를 갖는 회전체-베어링계의 동적해석프로그램 개발)

  • 장수현;이종원
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1991.04a
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    • pp.91-93
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    • 1991
  • DARBS는 저널베어링 및 구름베어링에 지지되어 있는 회전체-베어링계에 대한 동력학적 해석을 수행하는 프로그램이다. 해석에는 유한요소법(finite element method)을 이용하며 선회속도(whirl speed), 모우드 형성(mode shape), 임계속도(ciritical speed) 그리고 비동기 가진응답(asynchronous response)등에 대한 해석결과를 제공한다. 본 프로그램의 주된 특징은 람다 행렬(lambda matrices)의 개념을 도입하여 비동기 가진응답의 해석에 적용하 고, 베어링 상수와 자이로 효과와 같은 회전속도 의존성에 대하여 체계적인 접근방법을 사용했다는 점이다. 본 프로그램은 IBM PC 및 호환 기종에 적 합하도록 개발되었으며 기본적인 출력장치를 지원하는 S/W가 포함되어 있 다. 또한 대화식 데이타 입력과 메뉴처리방식을 채택하여 사용하기 편리하게 하였으며, 오류발생시 메세지가 나타나 오류수정을 용이하게 하였다.

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Nonlinear Vibration Model of Ball Bearing Waviness in a Rigid Rotor Supported by Multi-Row Ball Bearing Considering Five Degrees of Freedom (다수의 각접촉 볼베어링으로 지지된 5자유도 회전계에서 볼베어링의 Waviness에 의해 발생하는 비선형진동 해석모델)

  • 정성원;장건희
    • Journal of KSNVE
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    • v.11 no.2
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    • pp.336-345
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    • 2001
  • This research presents a nonlinear model to analyze the ball bearing nitration due to the waviness in a rigid rotor supported by multi-row ball bearings. The waviness of a ball and each races is modeled by the superposition of sinusoidal function, and the position vectors of inner and outer groove radius center are defined with respect to the mass center of the rotor in order to consider five degrees of freedom of a general rotor-bearing system. The waviness of a ball bearing is introduced to these position vectors to use the Hertzian contact theory in order to calculate the elastic deflection and nonlinear contact force resulting from the waviness while the rotor has translational and angular motion. They can be determined by solving the nonlinear equations of motion with five degrees of freedom by using the Runge-Kutta-Fehlberg algorithm. Numerical results of this research are validated with those of prior researchers. The proposed model can calculate the translational displacement as well as the angular displacement of the rotor supported by the multi-row ball bearings with waviness. It also characterizes the nitration frequencies resulting from the various kinds of waviness in rolling elements, the harmonic frequencies resulting from the nonlinear load-deflection characteristics of ball bearing. and the sideband frequencies resulting from the waviness interaction.

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Bearing Vibration and Fatigue Life Analysis According to Fitting between Ball Bearing and Housing with Geometrical Errors (볼 베어링과 형상오차를 갖는 하우징의 끼워 맞춤에 따른 베어링 진동 및 피로 수명의 영향)

  • Lee, Young-Keun;Lee, Seok-Hoon;Jung, Il-Kwon;Cha, Cheol-Hwan;Han, Hyo-Seup
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.16 no.5 s.110
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    • pp.441-451
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    • 2006
  • It is known that ball bearings mounted in housing or on shaft are playing a key role to keep it running smoothly. The roundness of a housing bore on which bearing outer ring is mounted with interference has directly affected the running accuracy of bearing. The running accuracy of bearing, therefore, can extend the significant influence to the rotating machinery as well. In this paper, bearing's vibration and fatigue life considering raceway roundness of ball bearing before and after mounted in housing bore are theoretically estimated. To perform analysis, a simple three degrees of freedom model was proposed and then Newton-Raphson iterative method was introduced to be utilized in the analysis. The results show that the vibration magnitude of ball bearing fitted into housing unit is appeared considerably larger than the one of its pre-assembling. And theoretical $L_{10}$ life which ninety percent of the bearing population will endure decreased in about fifty percent.

Bearing Vibration and Fatigue Life Analysis According to Fitting between Ball Bearing and Housing with Geometrical Errors (형상오차를 갖는 보올 베어링과 하우징의 끼워 맞춤에 따른 베어링 진동 및 수명의 영향)

  • Lee, Young-Keun;Lee, Seok-Hoon;Jung, Il-Kwon;Cha, Cheol-Hwan;Han, Hyo-Seup
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.112-118
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    • 2005
  • Ball bearings which were fitted between housing and shaft play an important role in rotating shaft system smoothly, Therefore bearing's running accuracy has significant influence on that of rotating machinery. Manufacturing accuracy of bearings as well as that of shaft and housing is main factor to affect bearing running accuracy In this paper, bearing's vibration and fatigue life considering raceway roundness of ball bearing before and after being fitted into housing are theoretically estimated. To perform analysis, a simple three degrees of freedom model was proposed and then these analysis was conducted utilizing the Newton-Raphson iterative method. The results show that vibration magnitude of ball bearing fitted into housing is considerably larger than before assembly, and bearing's theoretical L$_{10}$ fatigue life that ninety percent of the bearing population will endure decreased in about fifty percent.

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패드 선단압력 발생을 고려한 틸팅-패드 저어널 베어링의 성능에 관한 실험적 연구

  • 김승철;김경웅
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1989.06b
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    • pp.60-69
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    • 1989
  • 안정성과 진동억제 특성이 요구되는 터어빈이나 모터등의 고속 회전기계에서는 틸팅-패드 저어널 베어링이 많이 사용되고 있다. 이는 틸팅-패드 저어널 베어링에서는 패드가 피봇이나 로울러로 지지되어 있으므로 윤활유막에서 발생하는 압력의 합력중심이 항상 이 지지점을 지나게 되어 베어링의 안정특성이 향상되기 때문이다. 틸팅-패드 저어널 베어링은 추력 베어링과 같이 불연속적인 윤활면을 갖는다. 그러므로 베어링의 입구부 선단에서 공급되는 윤활유의 충돌로 인한 압력격변이 일어나는데 이때 패드 입구부에서 발생하는 압력을 선단압력이라 한다. 이러한 선단압력으로 인한 베어링의 성능변화에 관한 연구는 주로 추력 베어링에 대하여 이론 및 실험적으로 수행 되어져 왔으며 그 결과들은 선단압력이 베어링의 성능에 미치는 영향을 무시할 수 없음을 보여주고 있다. 그러나 아직도 선단압력의 영향이 제대로 파악되고 있지 못하며, 특히 틸팅-패드 저어널 베어링에서 선단압력의 영향을 조사한 연구는 많이 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 유한폭 틸팅-패드 저어널 베어링을 모델화한 실험장치를 설계 제작하여 선단압력을 포함한 유막내의 압력분포 및 유막두께를 연속적으로 측정함으로써 틸팅-패드 저어널 베어링의 성능에 미치는 선단압력의 영향을 실험적으로 조사하기로 한다.

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