• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1989년도 제9회 학술강연회초록집
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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.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1987년도 제6회 학술강연회초록집
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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.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1993년도 춘계학술대회 및 공장견학
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• pp.32-38
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• 1993

최적의 회전기계 시스템을 설계하기 위해서는 시스템의 운전특성에 적합한 제어링이 선정$\cdot$설계되어져야 한다. 그러기 위해서는 회전 기계에 사용되는 베어링의 운전특성을 잘 예측하는 것이 무엇보다도 중요하다. 대형 틸팅패드 저어널베어링은 고속안정성 특성이 우수한 베어링으로서 터빈발전기 등 대형 고속 회전기계에 널리 사용되고 있다. 하지만, 틸팅패드 저어널베어링은 구조가 복잡하고 경계조건 선정이 까다로와서, 동 베어링에 대하여 여러 논문들이 발표되어 왔지만, 대부분의 결과들이 특정한 가정을 이용하여 정성적인 경향만 제시하고 있다. 다라서 대형 틸팅패드 저어널베어링의 보다 엄밀한 성능예측을 위해서는 실제 운전조건에 적합한 경계조건을 제시하기 위한 실험적 연구가 우선적으로 요구되고 있다. 본 실험 연구에서는 대형 틸팅패드 저어널베어링에서 선단압력 발생에 대하여 실험적으로 관찰함으로써 동 베어링의 성능에 미치는 선단압력의 효과와 압력 및 무부하측패드의 거동에 대한 경계조건을 실험적으로 제시하고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1992년도 제16회 학술강연회초록집
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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.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1988년도 제8회 학술강연회초록집
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• pp.57-66
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• 1988

틸팅-패드 저어널 베어링은 베어링틈새가 원주방향으로 불연속적이므로 패드선단의 약간 전방에서 압력이 상승하기 시작하여 패드선단에서는 주변압력보다 높은 압력을 나타낸다. 이를 선단압력(lnlet pressure or Ram-pressure)이라한다. 추력식 베어링에 대해 선단압력을 고려한 연구결과에 의하면 선단압력은 베어링의 틈새에서 발생하는 유막압력에 상당한 영향을 미치는 것으로 알려져 잇다. 틸팅-패드 저어널 베어링에 대해 정특성 해석을 한바 있으나 선단압력을 고려한 틸팅-패드 베어링의 동특성을 해석한 연구는 아직 없다. 실제로 틸팅-패드 저어널 제어링에서도 선단압력이 0이 아님이 알려져 있으므로 정특성 및 동특성을 보다 정확히 예측하기 위해서는 각 패드 입구부에서 발생하는 선단압력을 고려해야 할 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 무한폭 틸팅-패드 저어널 베어링에 대하여 선단압력을 고려하여 정특성 및 동특성을 해석하고 선단압력이 베어링의 정특성 및 동특성에 미치는 영향을 알아보고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1993년도 제18회 학술대회 초록집
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• pp.39-50
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• 1993

최근 회전계의 고속화, 소형화 및 정숙운전에 대한 요구가 엄격해짐에 따라 볼베어링을 저어널베어링으로 대체하는 흐름이 증가하고 있으나, 저어널베어링의 기본 구조상 운전시 여러 종류의 진동모드가 발생되며 이에 따라 엄밀한 설계가 요구된다. 이러한 요구에 따라 본 연구에서는 불안정성을 억제할 수 있는 것으로 알려진 빗살무늬 저어널베어링을 대상으로 하여 보다 정확한 설계를 위한 수치해석 프로그램을 개발하였다. 빗살무늬저어널베어링의 해석법으로는 간극의 비선형성을 단순화 시키기 위하여 무한홈을 가정한 협곡이론을 시초로 하여 최근에는 컴류터 계산속도의 발달로 실제 형상에 대해 해석한 직접계산법 등이 알려져 있다. 직접계산법은 협곡이론에 의한 계산법에 비해 많은 시간이 걸리는 단점이 있으나, 베어링이 소형화되어 실제 많은 홈을 가공하기 힘들거나 홈이 원호형으로서 직각홈으로 가정하기가 곤란한 요소에서는 협곡이론을 적용하는데 무리가 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 직접계산법을 채택하여 소형 베어링 모델에 대한 부하특성을 수치해석하고, 이를 협곡이론과의 비교를 통하여 그 차이점을 검토하였다. 이를 위해 압축성을 고려한 레이놀즈 방정식에 대한 베어링 주위의 압력분포를 계산하는 프로그램을 제작하였으며, 주어진 설계조건하에서 빗살무늬 형상을 결정하는 피라미터들의 최적값을 산출하고, 아울러 플레인저어널베어링과의 비교를 통하여 설계조건에 따른 빗살무늬저어널베어링의 기존 불베어리의 대체 가능성을 평가하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1989년도 제10회 학술강연회초록집
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• pp.86-93
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• 1989

이론적으로 진원의 저어널과 슬리브를 갖는 저어널베어링은 저어널과 슬리브가 등속으로 역회전할 경우 부하능력이 발생하지 않으므로 베어링으로서의 기능이 상실된다. 따라서, 저어널과 슬리브가 거의 등속으로 역회전하는 계에 대해서는 진원의 저어널베어링을 사용할 수 없고, 다른 종류의 베어링으로 지지하여야 할것이다. 역회전하는 저어널-베어링 계의 예로서는 터어보엔진의 인터샤프트베어링을 들 수 있다. Vance(1)는 고속 터어보엔진의 경우 공기역학적인 관점에서 가스제너레이터축과 파워터빈축이 서로 역회전하는 것이 바람직한 경우도 있는데, 이때 미끄름저어널베어링은 역회전시 부하능력의 감소로 인해 적용하기 어렵다고 하였다. 실제로 현재의 모든 인터샤프트 베어링으로서는 구름베어링이 사용되고 있다. 본 논문에서는 저어널과 슬리브가 역회전하는 프로팅링저어널베어링의 정특성을 해석하여 프로팅링저어널베어링이 역회전 저어널-베어링계를 충분히 지지할 수 있음을 이론적으로 밝히고자 한다. 윤활이론으로서는 층류상태에 대한 등온 유한장베어링이론을 사용하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1987년도 제5회 학술강연회초록집
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• pp.57-60
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• 1987

근래에 들어 축의 고속회전이 요구되고 윤활제로 물이나 액체금속과 같은 동점성계수가 낮은 윤활제가 사용됨에 따라 베어링내의 유동은 층류상태를 벗어난 난류상태에 이르고 있다. 이와같이 고속에서 사용되는 저어널베어링에서의 윤활제의 유동은 더욱 복잡하게 되어 이들에 대한 정확한 특성을 예측하기 위한 연구가 필요하게 되었다. 최근에는 열유체윤활에 대한 연구가 행하여지고 있으나 저어널베어링의 온도특성에 대한 실험적 연구는 부족한 상태이다. 그리고 저어널의 하중을 지지하는 유막내의 압력에 대한 실험을 보면 거의 베어링면에서 국부적으로 측정하므로 유막에서 발생하는 압력의 분포를 정확히 알기는 어렵다. 본 연구에서는 저어널의 중앙단면에 압력계를 부착하여 연속적인 압력분포를 측정하고 베어링내면의 온도분포를 측정하며 편심율과 위상각, 배유량을 측정하여 저어널베어링의 성능특성을 예측하기 위한 실험자료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권1호
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• pp.16-22
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• 1994

일반적으로 구름 베어링 시스템에 비해 발전용 터어빈이나 내연기관 엔진과 같은 저어널 베어링을 가진 시스템은 상대적으로 대형 설비이거나 더 가혹한 운전조건에서 가동되는 경우가 많다. 이런 회전기계류에서의 베어링의 파손은 설비의 운전 중단 및 관련 설비의 파손까지도 초래할 수 있게 된다. 따라서 이로 인한 보수에 소비되는 시간 및 경제적인 손실등을 피하기 위해서는 저어널 베어링의 조기파손 감지의,역할은 매우 중요하게 된다. 본 연구에서는 음향방출 기술을 이용하여 베어링에서 발생할 수 있는 파손의 조기검출을 위해 실험실용으로 직접 제작한 저어널 베어링 시스템을 이용하여 여러 형태의 비정상 조건을 만들어 가며 실험을 행하였다. 베어링 손상 및 피로의 주 요인으로서는 윤활유 부족, 윤활층에의 이물질의 혼입, 조립 불량 등이 대표적인 원인으로서 알려져 있으며 이에 근거하여 실험 조건을 윤활유에의 이물질 혼입, 윤활유 부족, 그리고 축과 베어링간의 금속간 접촉등의 인위적인 형태로 구성하여 실험하였다. 그 결과로서 음향방출 기술이 저어널 베어링의 조기파손 감지에 매우 효과적인 도구라는 것을 입증하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1990년도 제11회 학술강연회초록집
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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.