• 제목/요약/키워드: 베어링수명

검색결과 100건 처리시간 0.031초

헬리콥터 로터 무베어링 허브 시스템 복합재 구성품 피로 안전수명 해석 (Fatigue Safe Life Analysis of Helicopter Rotor Bearingless Hub System Composite Components)

  • 김태주;기영중;김덕관
    • 항공우주기술
    • /
    • 제13권1호
    • /
    • pp.10-19
    • /
    • 2014
  • 기존의 헬리콥터 로터 시스템에서 기계적 힌지/베어링 부품을 복합재 빔 구성품으로 대체하여 중량과 부품수를 줄인 무베어링 허브 시스템을 설계하였으며, 그 중 중요 구성품인 유연보와 토크튜브에 대한 피로 안전수명 해석을 수행하였다. VABS를 이용한 2차원 단면 해석 수행을 통해 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 도출하였으며 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하여 각 단면에 발생하는 변형율을 계산하였다. 각 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 Wohler equation을 적용하여 생성하였으며, 정적구조해석을 통해 피로파손에 취약할 것으로 판단되는 영역에 대한 피로해석을 수행하였다. 헬리콥터 운영시로부터 구성품에 발생하는 하중은 CAMRAD II를 통해 계산하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준 하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 허브 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 최종적으로 피로 안전수명을 산출하였다.

헬리콥터 무베어링 로터 허브 복합재 유연보 피로 안전수명 해석 (Fatigue Safe Life Analysis of Helicopter Bearingless Rotor Hub Composite Flexbeam)

  • 김태주;기영중;김덕관;김승호
    • 한국항공우주학회지
    • /
    • 제41권7호
    • /
    • pp.561-568
    • /
    • 2013
  • 7,000lb 급 헬리콥터를 위한 무베어링 로터 허브 시스템을 설계한 후, 무베어링 로터 허브 시스템의 주요 구성품 중 하나인 유연보에 대해 요구수명 8,000시간을 만족하는지 확인하기 위한 피로해석을 수행하였다. 2차원 탄성 보 모델에 대한 단면 구조해석 방법을 적용하였으며, 정적구조해석을 통해 피로손상에 취약할 것으로 예상되는 두 단면에 대한 피로해석을 수행하였다. 구조해석을 위해 VABS를 사용하여 유연보 단면 형상에 대한 인장, 굽힘 및 뒤틀림 강성을 계산하였고, wohler equation을 적용하여 유연보를 구성하는 두 가지 복합재 소재에 대한 S-N 곡선을 생성하였다. CAMRAD II를 통해 무베어링 로터 시스템의 하중해석을 수행하였으며, 하중해석 결과를 HELIX/FELIX 표준하중 스펙트럼에 적용하여 무베어링 로터 시스템의 하중 스펙트럼을 생성한 후, 이를 통해 피로해석을 수행하였다.

수명과 강성을 고려한 자동차용 휠 베어링의 설계 최적화 (Design Optimization for Automotive Wheel Bearings Considering Life and Stiffness)

  • 이승표
    • Tribology and Lubricants
    • /
    • 제39권3호
    • /
    • pp.94-101
    • /
    • 2023
  • Automotive wheel bearings are a critical component of vehicles that support their weight and facilitate rotation. Life and stiffness are significant performance characteristics of wheel bearings. Designing wheel bearings involves finding optimal design variables that satisfy both performances. CO2 emission reduction and fuel efficiency regulations attribute to the recent increase in design requirements for lightweight and compact automotive parts while maintaining performance. However, achieving a design that maintains performance while reducing weight poses challenges, as performance and weight are generally inversely proportional. In this study, we perform design optimization of automotive wheel bearings considering life and stiffness. We develop a program that calculates the basic rated life and modified rated life based on international standards for evaluating the life of wheel bearings. We develop a regression equation using regression analysis to address the time-consuming stiffness analysis during repetitive analysis. We perform ANOVA and main effect analyses to understand the statistical characteristics of the developed regression equation. Furthermore, we verify its reliability by comparing the predicted and test results. We perform design optimization using the developed life prediction program, stiffness regression equation and weight regression equation. We select bearing specifications and geometry as design variables, weight as the cost function, and life and stiffness as constraints. Through design optimization, we investigate the influence of design variables on the cost function and constraints by comparing the initial and optimal design values.

공작기계 주축설계에 영향을 미치는 베어링 파라미터에 관한 연구 (A study on the Effects of the Bearing Parameters on the Main Spindle Design of Machine Tool)

  • 여은구;김엽래;한강근;박면웅;유헌일;이용신
    • 한국생산제조학회지
    • /
    • 제7권1호
    • /
    • pp.119-119
    • /
    • 1998
  • The purpose of this study is to investigate the effects of operation factors of a typical main spindle system on the efficiency of machine tool. In this study. both static and dynamic analysis of typical main spindle system of the machine tool are performed using a finite element method. These finite element results are then used to predict the bearing stiffness. the amount of heat generation as well as the bearing life in the spindle system. Effects of material type of ball-bearing. bearing-lubricant type and main spindle bearing preload are examined.

펌프 베어링하우징에서 베어링과 오일의 과열 및 오일수명 예측 (Prediction of Oil Lifetime due to Overheating of Oil and Bearing Housing in a Pump)

  • 한상규;강병하;이봉주
    • 설비공학논문집
    • /
    • 제16권5호
    • /
    • pp.408-413
    • /
    • 2004
  • An experimental study has been carried out to investigate overheating of oil and bearing housing during pump operation. This problem is of particular interest in the pre diction of lifetime and failure of pump. Transient variation of oil temperature as well as bearing housing temperature is measured to study the effect of oil viscosity, oil amount, and discharge flow rate of pump. It is found that optimal oil quantity as well as proper viscosity of oil is required to keep the safe temperature level of oil and bearing housing in a pump. The oil temperature at steady state is almost not affected by discharge flow rate in the range of discharge flow rates considered in the present study.

테이퍼 베어링 유닛의 내구수명 예측 (Endurance Life Estimation of Taper Bearing Units)

  • 안태길;이상훈
    • 한국자동차공학회논문집
    • /
    • 제15권5호
    • /
    • pp.160-164
    • /
    • 2007
  • An automotive wheel bearing is one of the most important components to guarantee the service life of a passenger car. The endurance life of a bearing is affected by many parameters such as material properties, heat treatment, lubrication conditions, temperature, loading conditions, bearing geometry, internal clearance and so on. Generally, a tapered roller bearing gives longer endurance life than that of an equivalent size ball bearing. Consequently, the application of taper bearing units will be increased for more compact design and extended warranty. In this paper, we derive the relation between loads and deformations of a taper bearing unit. On the basis of that, we calculate the endurance life of the taper bearing unit considering initial axial clearance.

무인기용 소형 가스터빈 엔진에 대한 포일 공기 베어링 적용 연구 (Application of Foil Air Bearing to Small Gas Turbine Engine for UAV)

  • 김경수;이시우;김승우;이인
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
    • /
    • pp.261-266
    • /
    • 2003
  • 포일 베어링은 공기의 점성과 포일 형태의 구조물을 이용하는 비접촉 베어링으로서, 구름베어링에 비하여 별도의 윤활장치가 필요 없고, 무한수명이 가능하며, 구름베어링을 사용할 수 없는 초고속 회전체와 50$0^{\circ}C$ 이상의 고온 환경에도 적용이 가능하다는 장점이 있다. 최근에는 전통적으로 널리 사용되어 왔던 소형 터보기기 분야뿐만 아니라, 소형 가스터빈 엔진과 같이 극한 온도 조건에서도 작동할 수 있는 포일 베어링에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 포일 공기 베어링 원리에 대한 소개와 함께, 현재 당사에서 볼베어링을 사용하여 개발 중인 65마력급 무인기용 터보샤프트 엔진의 고온부 베어링으로 적용하기 위한 가능성 연구를 수행하였다.

  • PDF

반경방향과 모멘트하중 하에서의 깊은홈 베어링의 피로수명평가 - 수명시험 및 수명보정계수 제안 (Prediction of the Fatigue Life of Deep Groove Ball Bearing Under Radial and Moment Loads - Fatigue Life Tests and Proposal of the Life Adjustment Factors)

  • 김완두;한동철
    • 대한기계학회논문집
    • /
    • 제18권12호
    • /
    • pp.3149-3158
    • /
    • 1994
  • In this paper, using the formulation of dynamic equivalent load considering the effects of moment load and the equation to estimate the cage rotational speed, the new life equation of deep groove ball bearing under radial and moment loads was proposed. Fatigue life test apparatus with the measuring equipment of shaft and cage speed was designed and developed to be capable of subjecting combined radial and moment load. Fatigue life tests were executed by sudden death test method and the reliability of fatigue lives was evaluated by Weibull distribution analysis. From the results of fatigue tests and analysis, the relationships between film parameters and life adjustment factors were acquired. And it was turned out that so as to estimate the effect of moment load on fatigue life, the life adjustment factor as well as the dynamic equivalent load must be taken into account.

세라믹 폴베어링의 특성 및 기술동향

  • 김완두
    • Tribology and Lubricants
    • /
    • 제7권1호
    • /
    • pp.7-15
    • /
    • 1991
  • 각종 회전기계류의 고속화, 고온화 추세로 고속, 고온에 사용될 수 있는 베어링 개발이 요구되고 있다. 그러나, 기존에 많이 사용되어 오던 steel 베어링은 고온에서의 강도 저하 및 고속에의 전동체의 원심력 증가에 의한 급격한 피로수명의 감소 등으로 인해 사용이 불가능하게 된다. 고속화를 위해서 저밀도의 재질이 필요하며, 고온화를 위해서는 고온강도가 뛰어난 재질이 필요하다. 최근 개발되고 있는 기계구조용 세라믹은 이 두 가지 특성을 모두 지닌 재질로서 베어리에의 응용이 시도되고 있다.

볼 베어링과 형상오차를 갖는 하우징의 끼워 맞춤에 따른 베어링 진동 및 피로 수명의 영향 (Bearing Vibration and Fatigue Life Analysis According to Fitting between Ball Bearing and Housing with Geometrical Errors)

  • 이영근;이석훈;정일권;차철환;한효섭
    • 한국소음진동공학회논문집
    • /
    • 제16권5호
    • /
    • pp.441-451
    • /
    • 2006
  • It is known that ball bearings mounted in housing or on shaft are playing a key role to keep it running smoothly. The roundness of a housing bore on which bearing outer ring is mounted with interference has directly affected the running accuracy of bearing. The running accuracy of bearing, therefore, can extend the significant influence to the rotating machinery as well. In this paper, bearing's vibration and fatigue life considering raceway roundness of ball bearing before and after mounted in housing bore are theoretically estimated. To perform analysis, a simple three degrees of freedom model was proposed and then Newton-Raphson iterative method was introduced to be utilized in the analysis. The results show that the vibration magnitude of ball bearing fitted into housing unit is appeared considerably larger than the one of its pre-assembling. And theoretical $L_{10}$ life which ninety percent of the bearing population will endure decreased in about fifty percent.