• 제목/요약/키워드: 회전체 베어링 계

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궤도형상 데이터를 이용한 베어링 파라미터 규명 (Identification of Parameter for Bearing Using Orbit Shapes)

  • 이경백;김영배
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.672-675
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    • 1997
  • This paper presents the identification of rotor dynamic parameters. The solution of the system equation can be obtained using least square method. The sensitivity analysis is performed to extract optimized solution, which is considered to be insensitive to inherent measurement errors. The cosine and sine term of orbit shapes can be obtained by experiment the orbit analysis at a different speed after doing orbit analysis at an arbitrary selected speed. This values measured time domain used to search the stiffness and damping coefficients of rotor bearing.

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회전체 베어링계의 불균형응답 간접추정과 베어링 매개변수 규명 (Estimation of the Unmeasured Unbalance Responses and Identification of Bearing Parameters in Flexible Rotor-Bearing Systems)

  • 홍성욱;이종원
    • 소음진동
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    • 제2권3호
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    • pp.193-202
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    • 1992
  • The unbalance response analysis is one of the essential area in the forced vibration analysis of rotor bearing systems because of it usefulness in balancing and diagnosis as well as identification of parameters involved in rotor bearing systems. However some unbalance responses are not measurable due to the fact that rotor bearing systems are often encapsulated by fixtures or safety protectors. In the present paper, an efficent estimation scheme for unmeasured unbalance responses in rotor bearing systems is developed. The fundamental fearture of the proposed method is characterized by the linear formulae to estimate the unbalance responses from the measured unbalance responses and the finite element auxilliary model equation which is constructed to be identical to the prototype excluding the uncertain parameters such as bearing coefficients. The identification formulae for bearing parameters are also derived by using the unbalance response and the finite elements auxiliary model. Simulation is provided to verify the effectiveness of the proposed method.

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연삭기용 자기베어링 주축계의 고속화에 관한 연구 (Design of a Magnetic Bearing System for a High Speed Grinding Spindle)

  • 박종권;노승국;안대균
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권11호
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    • pp.233-243
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    • 1998
  • The demand of high speed machining is increasing due to the high speed cutting and grinding provides high efficiency of process, short process time, improved metal removal capacity and better surface finish. Active magnetic bearings allow much high surface speed than conventional ball bearings and therefore greatly suitable for high speed cutting or grinding. This paper describes a design process of an active magnetic bearing system for a high speed grinding spindle with power 5.5kW and maximum speed 60,000rpm. Magnetic actuators are designed by the magnetic circuit theory considering static load condition, and examined with FEM analysis. Dynamic characteristics are also considered, such as bandwidth, stiffness, natural frequency and static deflection. System characteristics are simulated with a rigid rotor model.

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궤도형상 데이터를 이용한 베어링 파라미터 규명 (Identification of parameter for Bearing Using Orbit Data)

  • 이경백;정찬범;김영배
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.112-119
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    • 2003
  • This paper presents the identification of rotor dynamic parameters. The solution of the system equation can be obtained using least square method. The sensitivity analysis is performed to extract optimized solution, which is considered to be insensitive to inherent measurement errors. The cosine and sine term of orbit shapes can be obtain ed through the by experiment of the orbit analysis at a different speed after doing orbit analysis at an arbitrary selected speed. This values measured time domain are used to search the stiffness and damping coefficients of rotor bearing.

Waviness가 존재하며 볼의 원심력과 자이로스코픽 모멘트가 작용하는 볼베어링으로 지지된 5 자유도 회전계의 진동해석 (Vibration Analysis of 5-DOF Rotor System Supported by Two or More Ball Bearings Considering Centrifugal Force and Gyroscopic Moment of Ball)

  • 정성원;장건희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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    • pp.297-303
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    • 2001
  • This research presents an analytical model to characterize the ball bearing vibration due to the waviness in a rigid rotor supported by multi-row ball bearings considering centrifugal force and gyroscopic moment of ball. The effects of centrifugal force and gyroscopic moment are introduced to the kinematic constraints and force equilibrium equations. The waviness of ball and races is modeled by the superposition of sinusoidal function and it is introduced to position vectors of race curvature center 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. The accuracy of this research is validated by comparing with the results of the prior researches. It characterizes the vibration frequencies resulting from the various kinds of waviness in rolling elements, the harmonic frequencies resulting from the nonlinear load-deflection characteristics of ball bearing resulting from the waviness interaction.

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초고속 자기부상형 터보복합분자 펌프 기술 개발

  • 박용태;노승국;김인찬;오형록
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.96-96
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    • 2012
  • 복합분자펌프는 기존의 터보분자펌프 turbine blade에 spiral grooved를 추가하여 초고진공(10-8Pa)에서 저진공(330Pa)까지 넓은 압력범위에서 사용할 수 있고 이 펌프를 사용함으로서 완전 oil free한 진공시스템을 만들 수 있는 특징을 가지고 있다. 특히, 회전체를 비접촉으로 지지하는 자기베어링 방식을 적용함으로써, 진동은 극히 작고 베어링수명은 길면서 중저진공에 대한 배기속도가 크고 임의의 방향으로 접속이 가능하여 반도체 및 디스플레이 제조 공정과 같은 첨단산업의 다양한 분야에 쉽게 적용되고 있으며, 그 적용 분야와 시장은 계속 성장하고 있다. 고 진공과 배기 속도의 달성을 위해서, 고속으로 이동하는 격면과 기체분자를 충돌시켜, 기체 분자를 원하는 방향으로 유도하는 작동원리를 가지고 있다. 특히 공기분자의 밀도가 매우 낮은 희박가스 상태에서 고속 회전하는 blade로 공기분자를 쳐내면서 작동됨으로써 날개의 상하 압력차에 의한 공기력보다도 날개의 고속회전이 매우 중요시되고 압력으로는 10-1 Pa 이하의 분자영역에서 그 성능을 최고로 발휘할 수 있다. 이러한 복합 펌프의 주요 장점은 다음과 같다. 1. 10-8 Pa (10-10 torr) ~ 10 Pa (1 torr) 까지 넓은 영역에서 배기가 가능하다. 2. 탄화수계의 대하여 높은 압축특성을 가지고 있고, 윤활유를 사용하지 않으므로 얻을 수 있는 진공상태가 고청정하다(oil free). 3. 정밀 5축제어 자기베어링으로 완전히 부상하여 회전함으로서 마모가 없고 진동이 최소화하였을 뿐 만 아니라, 또한 운전음도 거의 없다. 4. 설치조건에 제한이 없고 고장이 거의 없다. 특히 복합분자펌프는 탄화수소화합물이 없는 진공을 생성시키면서 구성요소가 간단한 반면 폭넓은 진공대역을 충족하기 때문에 산업계와 연구계의 주요 첨단 분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 최근 반도체 및 디스플레이, 바이오엔지니어링 등의 발전으로 적용분야가 넓어지고 있다.

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비선형 특성을 가진 구조시스템의 진동과 감도해석 방법 (A Method for Vibration and Sensitivity Analysis of Structure Systems with Non-linear Characteristics)

  • 문병영;김사수;암대장
    • 한국해양공학회지
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    • 제13권4호통권35호
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    • pp.10-18
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    • 1999
  • 본 논문에서는 대형구조물의 해석에 있어서 부분구조합성법과 섭동법을 이용하여 복잡한 비선형시스템의 해석방법을 제안하였다. 해석방법은 전체시스템을 먼저 몇 개의 분계로 분할한다. 각 분계의 운동방정식에 비선형항이 존재하여도 전체시스템의 지배적 진동모드는 선형모드라는 가정하에 이 시스템의 각 분계를 모드좌표로 변환한다. 이때, 비선형항은 근사적으로 변환한다. 그리고 섭동법을 이용하여 각 분계의 모드좌표방정식은 섭동좌수별로 정식화되어 순차적으로 구해진다. 비선형의 감도는 비선형계수로 정의되고, 그에 상응하는 강성에 의해 구해진다. 제안된 해석방법으로 비선형회전체, 비선형 베어링-페데스탈로 구성된 대형시계구조물의 진동을 해석하였다. 해석방법의 유효성을 평가하기 위해 응답의 정도와 계산소요시간을 유한요소법의 결과와 비교 분석하였다.

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초임계 CO2 발전용 파워 터빈의 회전체 동역학 해석 및 구동 시험 (Rotordynamic Performance Analysis and Operation Test of a Power Turbine for the Super critical CO2 Cycle Application)

  • 이동현;김병옥;선경호;임형수
    • Tribology and Lubricants
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    • 제33권1호
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    • pp.9-14
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    • 2017
  • This paper presents a rotordynamic analysis and the operation of a power turbine applied to a 250 kW super-critical $CO_2$ cycle. The power turbine consists of a turbine wheel and a shaft supported by two fluid film bearings. We use a tilting pad bearing for the power turbine owing to the high speed operation, and employ copper backing pads to improve the thermal management of the bearing. We conduct a rotordynamic analysis based on the design parameters of the power turbine. The dynamic coefficients of the tilting pad bearings were calculated based on the iso-thermal lubrication theory and turbine wheel was modeled as equivalent inertia. The predicted Cambell diagram showed that there are two critical speeds, namely the conical and bending critical speeds under the rated speed. However, the unbalance response prediction showed that vibration levels are controlled within 10 mm for all speed ranges owing to the high damping ratio of the modes. Additionally, the predicted logarithmic decrement indicates that there is no unstable mode. The power turbine uses compressed air at a temperature of $250^{\circ}C$ in its operation, and we monitor the shaft vibration and temperature of the lubricant during the test. In the steady state, we record a temperature rise of $40^{\circ}C$ between the inlet and outlet lubricant and the measured shaft vibration shows good agreement with the prediction.