Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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1993.12a
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pp.85-91
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1993
Air-Lubricated tilting pad journal bearing that has high stability is analyzed by using the direct method, and this bearing is usually used to need high precision. The pressure that supports the shaft is occured by the differences between the shaft and pads radii of curvatures. So the characteristics of load capacity for their variable values is important. In this paper the load capacity is compared with some of the eccentricity ratio values. The large load oapacity comes form large eccentricity ratio, high bearing number and high preload. But if the preload becomes too high, the shaft comes into contact with the pads. Stiffness and damping coefficients are compared with some of the preload, too. The coefficients decreased along compressibility number with constant load.
Kim, Young-Cheol;Han, Jung-Wan;Kim, Kyung-Woong;Kim, Soo-Yong
유체기계공업학회:학술대회논문집
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2003.12a
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pp.662-667
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2003
This paper presents a performance analysis of the 1st generation bump foil journal bearings for the micro gas turbine TG75. Static performances such as load capacity and attitude angle are estimated by using soft elasto-hydrodynamic analysis technique, and dynamic performances such as stiffness and damping coefficients are estimated by perturbation method. Rotordynamic analysis for TG75 is performed by using the bearing analysis results. TG75 rotor has 2 horizontal and vertical directional natural modes due to the bearing stiffness characteristics. TG75 rotor will be stably operated between the 1st bending mode at 33000cpm and the 2nd bending mode at 85500cpm. Unbalance response analysis results satisfy the API vibration criteria.
In this study, a topological design sensitivity of the ai. bearing surface (ABS) is suggested by using an adjoint variable method. The discrete form of the generalized lubrication equation based on a control volume formulation is used as a compatible condition. A residual function of the slider is considered as an equality constraint function, which represents the slider in equilibrium. The slider thickness parameters at all grid cells are chosen as design variables since they are the topological parameters determining the ABS shape. Then, a complicated adjoint variable equation is formulated to directly handle the highly nonlinear and asymmetric coefficient matrix and vector in the discrete system equation of air-lubricated slider bearings. An alternating direction implicit (ADI) scheme is utilized for the numerical calculation. This is an efficient iterative solver to solve large-scale problem in special band storage. Then, a computer program is developed and applied to a slider model of a sophisticated shape. The simulation results of design sensitivity analysis (DSA) are directly compared with those of FDM at the randomly selected grid cells to show the effectiveness of the proposed approach. The overall distribution of DSA results are reported, clearly showing the region on the ABS where special attention should be given during the manufacturing process.
Kim, Hyun-Ki;Jang, Hyuk;Kim, Kwang-Sun;Lim, Kyong-Hwa
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.7
no.4
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pp.37-42
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2000
The optical storage device has recently experienced significant improvements, especially for the aspects of high capacity and fast transfer rate. However, it is the fact that the optical storage device has the lower access time for the randomly scattered data compared to the hard disk drives. It is, therefore, necessary to develop a new type of optical storage system. In this study, we investigate the air bearing characteristics for the optical disk drives which have the swing arm actuator similar to the hard disk drives. Considering the requirements of the optical disk drives, we parameterize the shape of the air bearing surface and investigate its sensitivity to the flying characteristics for further optimized design outputs.
Nam Byoung-Uk;Kim Ki-Hyun;Choi Young-Man;Kim Jung-Jae;Lee Suk-Won;Gweon Dae-Gab
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.23
no.2
s.179
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pp.43-50
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2006
Recently, with rapid development of semiconductor and flat panel display, the manufacturing equipments are required to have large travel range, high productivity, and high accuracy. In this paper, an ultra precision decoupled dual servo (DDS) system is proposed to meet these requirements. And a control scheme for the DDS is studied. The proposed DDS consists of a $XY{\Theta}$ fine stage for handling work-pieces precisely and a XY coarse stage for large travel range. The fine stage consists of four voice coil motors (VCM) and air bearing guides. The coarse stage consists of linear motors and air bearing guides. The DDS is mechanically decoupled between coarse stage and fine stage. Therefore, both stages must be controlled independently and the performance of the DDS is mainly determined by the fine stage. For high performance tracking, the controller of fine stage consists of time delay control (TDC) and perturbation observer while the controller of coarse stage is TDC alone. With these individual controllers, two kinds of dual-servo control strategies are suggested: master-slave type and parallel type. By simulations and experiments, the performances of two dual-servo control strategies are compared.
Magnetically suspended control & sensitive gyroscope (MSCSG) is a novel type of gyroscope with the integration of attitude control and attitude angular measurement. To improve the precision and reduce the power consumption of Lorentz Force-type Magnetic Bearing (LFMB), the air gap flux density distribution of LFMB has been studied. The uniformity of air gap flux density is defined to qualify the uniform degree of the air gap flux density distribution. Considering the consumption, the average value of flux density is defined as well. Some optimal designs and analyses of LFMB are carried out by finite element simulation. The strength of the permanent magnet is taken into consideration during the machining process. To verify the design and simulation, a high-precision instrument is employed to measure the 3-dimensional magnetic flux density of LFMB. After measurement and calculation, the uniform degree of magnetic flux density distribution reaches 0.978 and the average value of the flux density is 0.482T. Experimental results show that the optimal design is effective and some useful advice can be obtained for further research.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers B
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v.52
no.6
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pp.286-290
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2003
The high temperature superconducting bulk can be used as the bearing of induction motors. This paper presents the fabrication and test results of an induction motor with superconducting bearings using HTS bulks. The bearing had eight hexahedron type YBCO bulks. Height, width and thickness of the HTS bulk were 30mm, 30mm and 10mm, respectively. Single phase induction motor was used to drive the shaft made of aluminum and the rotor of a conventional induction motor. To estimate the performance of the HTS bulk magnetic bearing, no load test, load test and Impact test were carried out. Load tests were performed by using air resistance caused by the shaft-mounted thin cylinder with buckets. Impact tests by axial direction and vertical direction impact showed that the vibration of the shaft gradually decayed. The induction motor with HTS bulk magnetic bearing rotated silently and smoothly throughout the tests. According to the test results, conventional bearings can be replaced with superconducting magnetic bearings made of HTS bulks.
In this study deals with measurement of the vibration amplitudes of rotor-bearing system supported by foil bearing were performed experimentally, and the stability of the system were analyzed by using those results. Considering initial operating friction, compare bearing lubricated with only air and bearing surface lubricated with oil. Analyzing the transient data, the understanding of the characteristics fur startup and shutdown of rotor-bearing system are available and the dynamic characteristics of the system also can be analyzed exactly.
The threshold of instability for a rigid rotor supported in externally pressurized airlubricated circular or non-circular journal bearings of finite length is theoretically analyzed. The analysis is performed for a bearing having one feeding plane, no recess volume, which is assumed to be a line source, and is based on a first order perturbation of journal center motion about steady state position. And then linearized system dynamic analysis is carried out. Numerical results are given, showing the threshold of instability as a function of supply pressure ratio, feeding parameter and load. It is shown that the region that 2-lobe bearing is more stable than circular bearing exists and whirl ratio of 2-lobe bearing is less than that of the other types of bearing.
The conical bearing can be used to support the radial and thrust load simultaneously. Two circumferential grooves with discrete hole restrictions are made on the bearing surface in order to increase stiffness. In this paper, the dynamic characteristics of this type of bearings are calculated such as stiffness and damping coefficients. As a results of theoretical analysis, it is verified that there exist the groove depth and distance between two grooves which produce the maximum stiffness at the given bearing dimensions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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