• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.464-469
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• 2019

테이퍼 롤러 베어링은 큰 부하 하중이 가해져도 안정적으로 차량을 지지할 수 있어서 승합차, 화물차, 열차 등에 핵심적인 구동 부품으로 광범위하게 사용된다. 테이퍼 롤러 베어링 부품 중에서 케이지는 롤러들 사이의 간격을 유지해 주며, 이를 통해서 마찰 방지 및 마모, 발열을 억제하고 윤활을 위한 공간을 제공해주는 등의 역할을 한다. 차량이 주행 중에 공진으로 인해 케이지가 심하게 변형되면 롤러가 원활한 구름 운동을 하지 못하거나, 케이지를 이탈하는 경우가 발생하게 된다. 따라서 베어링의 안정적인 내구성능을 확보하기 위해서는 케이지의 공진주파수를 파악하는 것이 매우 중요하다. 베어링 케이지는 구조적으로 동일한 형상이 반복되는 주기적 구조물로 볼 수 있는데, 이러한 구조물은 제작과정에서 설계 시 의도한 완벽한 기하학적 형상과는 어느 정도의 오차를 가진 형상으로 제작되게 된다. 본 연구에서는 이러한 케이지의 기하학적 불완전성이 동특성에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 그 결과 기하학적인 불완전성에 의하여 이상적인 케이지의 고유진동수 부근에서 고유진동수 분리가 발생하며, 그 간격은 기하학적 오차의 크기에 비례하고 모드의 차수가 증가할수록 그 간격도 넓어진다고 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제31권3호
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• pp.215-223
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• 2007

When the propulsion shafting system of marine diesel engine is designed. the vibratory stresses on shafts should be reviewed and be satisfied with limits which are laid down by classification societies In addition. the torsional vibration aspects for crankshaft of main engine are requested to be checked by engine designers. Especially. for the 4, 5, and 6-cylinder engines. the 2nd order moment compensator(s) may be installed to compensate the external moments of engine and not to excite the hull girder vibration. This moment compensator which is mounted on fore and/or after-end of engine is driven by the roller chain drive for some of MAN 2-stroke diesel engines. While the engine is running, the roller chain Is worn down, which causes the extension of roller chain. The chain therefore should be checked and tightened by periods in order to keep its functionality. However. when the torsional angular acceleration of chain drive exceeds the certain limit. the chain will suffer the excessive slack and transverse vibration. This may cause fatigue, wear or damage on the chain and the chain ultimately may be broken. The research object of this thesis is to review factors which affect the angular acceleration of chain drive and to find out how to decrease the angular acceleration of driving chain by checking factors which have a major contribution to acceleration reduction using the statistical method of DOE(design of experiment), correlation analysis and regression analysis methods.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권4호
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• pp.38-45
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• 2017

A finite element analysis-based approach which investigates the causes of the breakdown in the outer ring of the choke at hot rod rolling mill is presented. Two-dimensional drawings of the whole vertical-type mill stand are transformed into three-dimensional CAD models. Non-linear elasto-plastic deformation analysis of material at the roll gap is performed for computing roll force and torque of the work roll. Then, the reaction forces of the bearing rings together with a set of roller bearings that support the work roll are obtained by means of rigid body motion analysis. Finally, stress behaviors in the bearing rings together with a set of roller bearings that support the work roll are investigated by linear elastic analysis. Results reveal that stress at the contact area between the outer ring and roller bearing is extraordinary high when an internal gap between an external surface of the outer ring and the internal surface of the chock due to wear of the inside of the chock occurs.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.513-518
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• 2001

This research has been performed to estimate the hunting motion hysteresis of railway passenger cars. An old and a new car with almost same structure are chosen as analysis models. To solve effectively a set of simultaneous equations of motion strongly coupled with creep relations, shooting algorithm in which the nonlinear relations are regarded as a two-point boundary value problem is adopted. The bifurcation theory is applied to the dynamic analysis to distinguish differences between linear and nonlinear critical speeds by variation of parameters. It is found that there are some factors and their operation area to make nonlinear critical speed respond to them more sensitivity than linear critical speed. Full-scale roller rig tests are carried out for the validation of the numerical results. Finally, it is concluded that the wear of wheel profile and the stiffness discontinuities of wheelset suspension caused by deterioration have to be considered in the analysis to predict hysteresis of critical speed precisely.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권2호
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• pp.123-131
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• 2022

The purpose of this study is to improve the mechanical properties and develop manufacturing technology through self-soluble alloy powder flame spray coating on the surface of a run-out table roller for hot rolling. The roller surface of the run-out table should maintain high hardness at high temperatures and possess high wear, corrosion, and heat resistances. In addition, sufficient bonding strength between the thermal spray coating layer and base material, which would prevent the peel-off of the coating layer, is also an important factor. In this study, the most suitable powder and process for roll manufacturing technology are determined through the initial selection of commercial alloy powder for roll manufacturing, hardness, component analysis, and bond strength analysis of the powder and thermal spray coating layer according to the powder.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권4호
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• pp.409-416
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• 2012

Recently, surface modification technology is of importance to improve the wear resistance and the corrosive resistance for high accurate mechanical parts such as LM guide, Ball Screw and Roller Bearing etc., Those has generally featured on rolling contact mechanism to improve not only the wear and the friction, but also the accuracy and the corrosion performances. For surface modifications of high accurate mechanical parts, normally thermal spray, PVD, CVD and E.P. processes have been used with many materials such as DLC, raydent, W, Ni, Ti etc. Diamondlike carbon (DLC) films possess a combination of attractive properties and have been largely employed to modify the tribological behaviors such as friction, wear, corrosion, fretting fatigue, biocompatibility, etc. However, for rolling contact mechanism mechanical parts DLC films are needed to study for commercial benefit. Rolling contact mechanism has features on effects of cyclic motions and stresses, and also not simply sliding motions. The papers focused on the performance test of wear and corrosive resistance according to Me-DLC film thickness. And also, its thickness effect of wear analysis was carried out through the simulation of the maximum shear stress under the rolling contact surface. As the results, Me-DLC films have more potential to improve the wear resistance for high precision mechanical parts than raydent films.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권1호
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• pp.8-14
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• 2022

Amorphous carbon (a-C) has excellent wear resistance and, therefore is used as a coating to protect numerous mechanical components to prolong their lifetimes. Among the a-C coatings, diamond-like carbon (DLC) and DLC-containing silicon (Si-DLC) receive extensive attention owing to their enhanced wear resistance and low frictional characteristics. In this study, the friction and wear characteristics of DLC and Si-DLC coatings are analyzed. For comparative analysis, DLC-coated and Si-DLC-coated vanes are utilized with the counterpart of a roller for the friction tests. Since the lubricated mechanical components are generally vulnerable to wear when a lubricant film does not form properly, friction tests are conducted under boundary lubrication conditions to promote wear. A cylinder-on-cylinder type tribometer is used to perform the friction tests with various normal load conditions. After the friction test, a 3D laser confocal microscope is used for quantifying the wear volume to calculate the wear rate of each specimen. Consequently, the DLC-coated specimen shows a lower coefficient of friction (COF) and wear rate than the specimen without the coating, while the Si-DLC coating shows a higher COF than the bare specimen. The results of this study are expected to contribute to improving the efficiency and reliability of compressors.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.179-184
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• 2017

테이퍼 롤러 베어링은 중량이 큰 승합차, 화물차, 열차에 사용되며, 큰 부하하중에서도 안정적으로 차량을 지지할 수 있다. 테이퍼 롤러 베어링 부품 중 케이지는 롤러 간 간격을 유지해 주며, 이를 통해서 마찰 방지 및 마모, 발열의 억제 등의 역할을 한다. 공진으로 인해 케이지가 심하게 변형되면 롤러가 구름을 하지 못하거나, 케이지를 이탈하는 경우가 발생하게 된다. 케이지는 경량화 추세에 따라 금속소재에서 플라스틱소재로 변화하고 있다. 본 논문에서는 "화물열차와 고속열차에 사용되는 테이퍼 롤러 베어링의 부품 중 하나인 케이지를 대상으로 연구하였으며" 케이지 재료에 따른 동특성 해석과 열차가 최고속도로 주행한다는 가정 하에, 최고속도에 해당하는 주파수의 고조파를 계산하고 공진범위를 피하기 위해 케이지의 설계 변수 중 가변이 쉬운 두께를 다르게 하여, 최적의 두께를 선정하고자 비교해석을 진행하였다. 재료에 따른 동특성 해석과 비교해석은 Abaqus 6.16을 사용하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권5호
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• pp.609-616
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• 1999

심폐바이패스시 발생할 수 있는 튜브 마모 및 파쇄는 롤러펌프의 반복되는 압박에 의해 롤러펌프에 장착된 튜브 내벽에 균열이 생기고 이로 인해 미세한 비생물적 조각들이 혈액중으로 떨어져 나가는 현상을 말하는데, 임상적으로 치명적인 색전증을 초래할 수 있다. 그러나 아직 롤러펌프 튜브로 사용되는 PVC 및 실리콘 튜브 중 어느 쪽이 마모 및 파쇄 관점에서 더 우수한지는 체계적으로 밝혀지지 않고 있다. 이에 본 연구는 두 종류의 튜브를각각 일정 기간 롤러펌프에 장착하여 작동시킨 뒤 튜브내외면을 육안 및 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 즉 PVC 및 실리콘 튜브 (내경 1/2 인치의)들을 미리 정해진 폐쇄도 조절에 의해 폐쇄 회로 심폐비이패스 롤러펌프 헤드에 장착시키고 4.500ml/min에서 각각 4차례씩 1,2,4,6 시간 작동시켰다. 파쇄에 의한 색전 관찰 실험에서는 회로 중간에 동맥여과기를 설치하고 각각 6,9시간 씩 롤러펌프를 작동시켰다. 실험 후 튜브 및 여과기들을 수거한 후 육안 및 주사형 전자현미경 분석을 시행하였다. 실험후 튜브 및 여과기들을 수거한 후 육안 및 주사형 전자현미경을 분석을 시행하였다. 튜브 외부의 육안 관찰 결과 일반적으로 실라스틱 튜브에서의 외부 마모가 PVC 튜브에 비해 현저하였다. 주사형 전자현미경 관찰에서 PVC 튜브에서의 홈은 좁으면서 경계선이 뚜렷한 특징을 보였고 3시간 이상 롤러와 접촉한 튜브들에게서는 깊은 균열이 간헐적으로 관찰되었다. 반면, 실라스틱에서의 홈은 좁으면서도 경계선이 뚜렷한 특징을 보였고 3시간 이상 롤러와 접촉한 튜브들에게서는 깊은 균열이 간헐적으로 관찰되었다.반면 실라스틱에서의 튜브들에서는 홈이 상대적으로 넓고 경계가 덜 명확했으며, 특징적으로 V 자 모양의 융기부들이 간헐적으로 관찰되었다. 실라스틱 및 PVC 튜브 모두에서 50u 전후의 Craters 가 간헐적으로 관찰되었다. 여과기의 여과망에 대한 주사형 전자현미경 분석 결과 실라스틱과 PVC 튜브 실험군 모두에서 색전입자로 의심되는조각들이 발견되었으나 두군간 정량적 비교는 어려웠다. 결론적으로 롤러펌프에 의한 튜브 마모 및 파쇄현상은 실리콘 및 PVC 튜브의 재질에 따라 그 양상에는 차이가 있으나 임상적인 측면에서는 어느 쪽도 상대적인 우수성이 입증되지 못하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제22권4호
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• pp.174-183
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• 2002

Twin-roll process is a relatively new continuous casting process which can produce high-quality strip products directly, and solidification rate can reach $10^3$ to $10^4$ K/s, leading to fine and uniform microstructures with enhanced mechanical properties. The strip casting condition for producing fine Al-Sn alloy strip was obtained experimentally, and defects appearing on the strip was examined. Crack formation and surface quality of the strip was found to depend mainly on process parameters such as melt temperature, roller gap and rolling speed. Sn structure of network type was observed in Al-20Sn and Al-40Sn alloy strips, and cell spacing of Al-40Sn alloy was smaller than that of Al-20Sn. Banding strength of the heat treated specimens increased with increasing of soaking time and temperature, and bonding strength of Al-20Sn alloy was more superior than that of Al-40Sn alloy. However wear resistance of Al-40Sn alloy contained large amount of soft Sn which possess good anti-friction characteristics was superior than that of Al-20Sn alloy.