• Tribology and Lubricants
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• 제28권3호
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• pp.136-141
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• 2012

In this paper, we investigated the friction characteristics of $W100^{\circ}{\o}L25m$ ellipse type surface pattern, on bearing steel. These characteristics are researched by utilizing a pin-on-disk wear test machine, under various velocities and other conditions. The reduction of friction is a necessary requirement for the improved efficiency of industrial parts. As the speed increases, there is a decrease in the effect of the dimple of friction characteristic in low velocity, with substantially little change to density. Conversely, as the load increases, the test direction of ellipse type dimple pattern, resulting in a difference in the texture of these two components. At a dimple density of 7.5% the friction characteristic is easily demonstrated, with a consistent change in both speed and load.

• Tribology and Lubricants
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• 제30권1호
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• pp.59-63
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• 2014

Laser Surface Texturing(LST) is a surface engineering process used to improve tribological characteristics of materials by creating patterned microstructures on the mechanical contact surface. In LST technology, a pulsated laser beam is used to create arranged dimples on a surface by a material ablation process, which can improve such as load capacity, wear resistances, lubrication lifetime, and reduce friction coefficients. In the present study, the effect of multi-scale LST on lubricant regime was investigated. A pulsed Nd:YAG laser was applied on the bearing steel(AISI 52100) to create arranged dimples. To optimize the surface texturing effect on friction, multi-scale texture dimples with some specific formula arrays were fabricated by combining circles, ellipses and the laser ablation process. The tribological testing of multi-scale textured surface was performed by a flat-on-flat unidirectional tribometer under lubrication and the results compared with that of the non-textured surface. Through an increase in sliding speed, the beneficial effect of multi-scale LST performance was achieved. The multi-scale textured surface had lower friction coefficient performances than the non-textured surface due to the hydrodynamic lubrication effect.

• Tribology and Lubricants
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• 제32권3호
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• pp.101-105
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• 2016

Trap effect of groove is evaluated in a lubricating system using computational fluid dynamics (CFD) analysis. The simulation is based on the standard k-ε turbulence model and the discrete phase model (DPM) using a commercial CFD code FLUENT. The simulation results are also capable of showing the particle trajectories in flow field. Computational domain is meshed using the GAMBIT pre-processor. The various grooves are applied in order to improve lubrication characteristics such as reduction of friction loss, increase in load carrying capacity, and trapping of the wear particles. Trap effect of groove is investigated with variations in cross-sectional shape and Reynolds number in this research. Various cross-sectional shapes of groove (rectangular, triangle, U shaped, trapezoid, elliptical shapes) are considered to evaluate the trap effect in simplified two-dimensional sliding bearing. The particles are assumed to steel, and defined a single particle injection condition in various positions. The “reflect” boundary condition for discrete phase is applied to the wall boundary, and the “escape” boundary condition to “pressure inlet” and “pressure outlet” conditions. The streamlines are compared with particles trajectories in the groove. From the results of numerical analysis in the study, it is found that the cross-sectional shapes favorable to the creation of vortex and small eddy current are effective in terms of particle trapping effect. Moreover, it is found that the Reynolds number has a strong influence on the pattern of vortex or small eddy current in the groove, and that the pattern of the vortex or small eddy current affects the trap effect of the groove.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.634-643
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• 2020

본 연구에서는 고체윤활제 중 가장 널리 사용되는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분말의 종류와 투입량에 따른 우레아 그리스의 윤활 및 유변학 특성 변화를 연구하여 최적의 윤활시스템을 구축하고자 하였다. 4,4'-메틸렌 다이페닐 다이아이소사이아네이트(MDI), 올레일아민과 시클로헥실아민을 사용하여 우레아 그리스를 합성하고, 분산법 혹은 현탁법으로 중합된 PTFE 분말을 함량별로 투입하여 그리스를 제조하였다. 제조된 그리스의 기본물성, 유변학적 및 트라이볼로지 특성을 비교하였다. 그 결과, PTFE의 첨가량에 따라 우레아 그리스의 주도값은 감소하지만 변화폭은 분산형 PTFE가 상대적으로 더 큰 것으로 확인되었다. 내열성과 동판부식 영향성에서는 두 가지 PTFE 분말 모두 큰 변화가 없는 것을 확인하였다. PTFE 분말의 함량 증가에 따라 전단점도는 상승하였으며, 분산형 PTFE가 점도 상승에 더 효과가 있음을 확인하였다. 손실계수의 값이 1인 점에서 전단응력은 PTFE 분말이 첨가되지 않은 그리스 보다 첨가된 그리스가 더 높았고, 분산형 PTFE가 현탁형 PTFE보다 더 큰 것을 확인하였다. 두 가지 PTFE 분말 모두 우레아 그리스의 마모 감소 효과에 대한 성능 향상은 낮았지만, 내 하중 성능은 분산형 PTFE는 최대 2.5배, 현탁형 PTFE는 최대 5배의 증대 효과가 있는 것을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제26권3호
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• pp.131-136
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• 2017

자동차 엔진오일은 엔진 시동 시 가장 중요한 윤활제이다. 최근 자동차 회사 와 윤활유 제조업체들은 교환주기를 연장하기 위해 첨가제를 사용하여 오일의 품질을 상당히 개선하고 있다. 대부분의 고객은 자동차 제작사의 정품오일을 사용하거나 전문가의 추천을 받아 사용한다. 본 논문을 통해 소비자가 고효율 윤활유를 선택하는 또 다른 기준점을 제안한다. 본 논문은 7개월 동안 실제 자동차의 운전 조건을 고려하여 오일의 6가지 화합물을 조사 비교 분석하였다. 물리적, 화학적 관점에서 실험을 수행했다. 현장에서 다양한 실험을 통해 광유와 합성유 화합물은 산화, 점도, 유동성 및 TBN에서 크게 구분된다. 이들은 엔진 부품 피스톤, 베어링 등의 마모에 영향을 준다. 다양한 오일을 비교하였을 때 인화점, 산화 안정성에서 합성유의 성능이 좋고 오염 물질인 Fe와 Al 화합물의 변화가 적은 것으로 나타났다. 오일의 첨가제는 광유와 합성유에서 청정분산제 Ca가 확연한 차이를 나타냈다. 극압제 Zn과 윤활 향상제 P는 유사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.117-124
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• 2019

국군이 운용중인 대부분의 군 전용차량은 개발이 완료된지 15년이 넘었으며, 개발 당시의 기술력과 정비성을 고려하여 수동변속기를 채택하고 있다. 수동변속기는 엔진과 변속기 사이에 동력을 조절/차단하는 클러치를 포함한다. 본 연구의 대상이 되는 2.5톤 군용차량은 수동변속기와 클러치 시스템을 적용하고, 클러치 커버와 릴리스 베어링 간극을 수동으로 조절해야 했다. 이러한 특성으로 인하여 클러치 디스크 조기마모, 클러치 커버 파손 등의 품질문제가 발생하였다. 본 연구는 발생된 품질문제를 해결하기 위하여, 클러치 커버와 릴리스 베어링의 간극을 자동으로 설정하도록 하고 클러치 디스크 자체의 성능도 향상시키는 과정을 거쳤다. 개선된 시스템을 평가하기 위해서, 단시간에 기어변속을 하는 가속내구시험을 수행하였으며 추가적으로 군인이 직접 운전을 하여 차량에 적용하였을 때 이상이 없음을 증명하였다. 본 연구활동을 통해, 클러치 간극을 조정할 필요가 없도록 하여 차량 정비 인력의 정비시간을 단축하였다. 또한, 클러치 간극을 조정해 주지 못함으로써 발생되는 품질문제를 해소하여, 근본적인 개선책을 제시하였다고 볼 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.8-15
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• 2019

본 연구에서는 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스와 리튬 컴플렉스 그리스를 합성하고, 그리스의 일반 물성, 유변학적 특성 및 윤활성능을 비교하였다. 내열성 시험인 적점 시험에서 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스의 열 안정성은 섭씨 300도 이상, 리튬 컴플렉스 그리스는 섭씨 245도로 측정되었다. 점도시험에서 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스는 7.0 파스칼 초, 리튬 컴플렉스 그리스는 4.5 파스칼 초로 측정되었다. 따라서 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스가 리튬 컴플렉스 그리스보다 내열성 및 점착성면에서 우수함을 확인하였다. 4-ball 내마모시험에서 칼슘 술폰산염 컴플럭스 그리스는 0.43 밀리미터, 리튬 컴플럭스 그리스는 0.85 밀리미터로 측정되었고, 4-ball 내하중성 시험에서 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스는 620 킬로그램중, 리튬 컴플렉스 그리스는 125 킬로그램중 으로 측정되었다. 따라서, 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스가 리튬 컴플렉스 그리스보다 내마모성 및 내하중성에서 우수하였다. 위 시험결과로 고온 및 고하중의 윤활에서는 칼슘 술폰산염 컴플렉스 그리스가 리튬 컴플렉스 그리스보다 더 효과적인 것을 알 수 있었다.