• Tribology and Lubricants
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• v.8 no.1
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• pp.7-16
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• 1992

기계 시스템에서 사용되고 있는 밀봉 장치는 에너지나 환경오염 등에 밀접한 관련을 맺고 있는 기계요소로 고속, 고압력, 진공, 고온 및 저온 등의 가혹한 조건에서 사용되고 있는 정밀기계가 많아지면서 그 중요성이 크게 증대되고 있다. 구름 베어링의 상대접촉 운동면에서 윤활과 시일에 관련된 설계조건은 대단히 중요하다. 베어링용 시일은 먼지, 분진, 수분, 모래입자와 같은 이물질이 베어링 내부로 침입하는 것을 차단하여 윤활제의 기능이 저하되는 것을 방지하여야 하고, 또한 베어링 내부의 윤활제가 외부로 유출되지 않고 베어링 내부에 균일하게 분포되어 회전 접촉부에서 윤활이 잘 이루어질 수 있도록 보조해주는 역할을 수행하는 중요한 요소이다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1988.06a
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• pp.28-30
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• 1988

윤활시스템에서 마모는 상대적인 운동을 하는 두 물체사이에서 표면상태, 접촉조건 및 분위기등의 제요소들에 의해 발생되며, 형태학적으로 scuffing, scoring, pitting 및 fretting 등으로 분류된다. 윤활조건의 특성에 따라 미끄럼 접촉에서는 mild wear, severe wear로 구분되며, 이들의 마모 생성기구의 차이는 접촉상대속도, 하중 및 표면조도등의 정도에 기인된다. mild wear에서 severe wear 영역으로 전이될 때의 가혹한 조건에서 생성되는 마모현상을 scuffing wear라 하며, 이는 접촉면에서의 표면돌기의 직접접촉에 의한 cold welding 현상, 즉 local welds의 특성을 지닌 마멸형태로 정의한다. 이의 생성은 접점간의 하중 및 미끄럼 속도가 증가됨에 따라 온도상승에 기인되어 순간적으로 발생된 마찰열이 그 원인이 있으며, 기어, cam 및 tappet, 피스톤링 및 실린더 라이너 등의 마멸현상이 대표적인 예이다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1992.11a
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• pp.1-12
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• 1992

시일은 상대 접촉운동하는 기계장치에서 밀봉유체의 누설을 막고, 이물질 및 수분의 침투를 방지하기 위하여 사용되는 기계요소로써 베어링에 사용되는 접촉식 고무시일은 작은 설치공간, 간편한 조립방법, 저렴한 가격 등의 장점을 갖고 있다. 최근 기계공업 발전에 따라 기계 장치에 요구되고 있는 기동 및 운전조건이 고속, 고압력, 고온 및 극저온 등 가혹해져 감에 따라 정밀도를 유지$\cdot$향상시키면서 원활한 밀봉기능을 수행하는 시일 개발에 대한 중요성이 크게 부각되고 있다. 볼 타입 밀봉 베어링의 윤활제로는 그리이스가 가장 많이 사용되고 있고, 시일 재질로는 고무계통인 러리 사용되고 있다. 본 연구에서는 시일성능이 비교적 우수한 축방향 접촉식 고무 시일의 접촉력에 관한 이론적 및 실험적 연구를 하고 각각을 비교 검토하였다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.10 no.3
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• pp.100-107
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• 2011

To evaluate the wear characteristics of very thin ceramic coated layer, it is very important to investigate its wear process in great detail. An effective method for investigating the wear of a thin layer is the observation of wear process in microscopic detail, using in-situ system. In this study, based on the SEM Tribosystem as in-situ system, the microscopic wear mode of TiN coatings was investigated in repeated sliding. Consequently, four modes were revealed for TiN coatings: Ploughing, powder formation, flake formation and coating delimitation. Sc(Severity of contact) can clarify transition condition of those microscopic wear modes.

• Tribology and Lubricants
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• v.3 no.1
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• pp.12-17
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• 1987

밀봉장치는 밀봉요소 또는 시일(seal)이라 불리우며, 서로 접촉한 부분 사이에서 유체의 누설방지 및 이물질의 침입방지에 이용되고 있다. 밀봉면에 거시적인 상대운동이 있는가 없는가에 따라 동적요소와 정적요소로 분리된다. 동적밀봉요소를 운동용 시일 또는 패킹(packing)이라하고 크게 접촉형과 비접촉형으로 분리된다. 정적밀봉요소를 정지용 또는 고정용 시일이라하며 가스켓(gasket)이라고도 한다. 오일 시일의 일반적인 사항에 대해 설명하였다. 사용기기의 고속, 고성능화에 다라 오일 시일의 사용조건이 점점 가혹하게 되고 있으므로 신뢰성과 안정성에 대한 요구도 증가하고 있다. 특히 트러블 원인은 살펴보면 취급법이나 축에 기인하는 초기 고장이 많으므로, 사용조건에 적당한 오일 시일을 선정하고 올바른 사용 방법을 지키므로서 초기 고장을 대폭 감소시킬 수 있다. 보다 전문적인 내용들은 관련 문헌을 참조바란다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.140.2-140.2
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• 2014

인공위성은 우주공간의 고진공 상태와 태양 복사열에 의한 고온 및 극저온이 반복되는 가혹한 환경으로 인해 주요 부품의 기능장애가 초래되므로 발사전 지상에서 열진공 시험장비를 이용한 열진공시험을 수행한다. 위성체의 열진공 시험에 사용되는 열교환기인 베이스플레이트(Baseplate)는 우주 열환경을 모사하기 위하여 직접 방열판 표면에 고온 및 저온의 유체를 공급하여 시험 요구에 따른 필요한 열을 공급하게 된다. 일반적으로 우수한 성능의 위성체 부품의 검증을 위해서 지상의 열환경 시험은 접촉식 히터 및 열교환기를 사용하게 되는데, 이때 적절한 히터 및 블로워 파워를 선정하고 챔버 슈라우드와 열교환에 있어 간섭이 없도록 장비를 운용해야 한다. 본 연구에서는 상용프로그램을 이용하여 열진공 시험용 베이스플레이트에 대하여 전산해석을 수행하였으며, 이를 통해 베이스플레이트 내의 작동 유체의 입구 압력에 의한 열진공 시험용 열교환기의 성능 특성을 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.17-18
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• 2014

최근 자동차 성능 및 연비향상을 위해서 엔진의 고출력화 및 소형화 경향이 뚜렷해지고 있으며, 이로 인해 엔진내부의 부품이 받는 환경은 더욱 가혹해 지고 있다. 즉, 자동차 엔진 구동부품은 금속간의 접촉가능성이 매우 높은 경계윤활조건에 놓이게 되며, 또한 배기가스 규제로 인한 첨가제를 최소화 하려는 경향에 따라 경계윤활 환경에서 더욱 심한 마모문제에 직면할 것으로 예상되어 내구성 및 내마모성이 높은 코팅기술에 대한 요구가 더욱 증가하고 있다. 본 연구에서는 Zr기지의 비정질 형성능을 갖는 합금계를 이용하여 아르곤 및 질소분위기에서 스퍼터링 함으로써 고경도의 ZrN상과 엔진오일과 반응하여 저마찰 트라이보 필름을 형성시킬 수 있는 금소계 원소가 Tissue phase로 존재하는 질화물 나노박막합성기술을 개발한 후 자동차 구동부품인 벨브트레인계 및 피스톤링/라이너 부품에 적용하여 마찰특성을 평가하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.4
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• pp.379-384
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• 2014

The most critical rotating parts of a gas turbine engine are turbine blades and disc, given that they must operate under severe conditions such as high turbine inlet temperature, high speeds, and high compression ratios. Owing to theses operating conditions and high rotational speed energy, some failures caused by turbine disks and blades are categorized into catastrophic and critical, respectively. To maximize the margin of structural integrity, we aim to optimize the vulnerable area of disc-blade interface region. Then, to check the robustness of the obtained optimized solution, we evaluated structural reliability under uncertainties such as dimensional tolerance and fatigue life variant. The results highlighted the necessity for and limitations of optimization which is one of deterministic methods, and pointed out the requirement for introducing reliability-based design optimization which is one of stochastic methods. Thermal-structural coupled-filed analysis and contact analysis are performed for them.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.6
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• pp.769-774
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• 2013

Turbine blades and disc, which are one of the most important rotating parts of a gas turbine engine, are required to have highly efficient performance in order to minimize the total life cycle costs. Owing to these requirements, these components are exposed to severe conditions such as extreme turbine inlet temperatures, high compression ratios, and high speeds. To evaluate the structural integrity of a turbine disc under these conditions, material modeling and finite element analysis techniques are essential; furthermore, shape optimization is necessary for determining the optimal solution. This study aims to generate 2D finite element models of an axisymmetry model and a sector one and to perform thermal-structural coupled-field analysis and contact analysis. Structurally vulnerable areas such as the disc bore and disc-blade interface region are analyzed by a parametric study. Finally, an improved design is provided based on the results, and the necessity of elaborate shape optimization is confirmed.

• 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.