The damping characteristics of a cylindrical structure containing oil and bearing balls is investigated for external bending forces. The experimental data obtained through the use of bearing balls with viscous oil in a column is given and analyzed. The viscous action of the oil and inertia effects of the balls on the inside of column create a drag force. The drag force dampens the vibration of the column. This study aims to search for an optimum combination of oil and balls which would produce maximum damping. Machining oils of various viscosities along with ball bearings of various sizes place inside cantilevered aluminium tubes of various diameters to create a rig on which the damping properties of the oil and balls can be studied. The contileved tubes are studied in both horizontal and vertical positions in order to gauge the effect of gravity on the system. The actions of the ball in the column and damping characteristics are investigated according to the dimensionless terms. The Buckingham theorem is used to reduce the variables and to predict the damping of an oil ball column. Though the damping ratio remains fairly constant in the horizontal position of column, the damping ratio begins to increase as the ratio of the number of balls and column length rise above 0.28 in the vertical position of oil ball column. The ratio of the ball diameter to column diameter influences the damping ratio with an optimum diameter ratio. Slenderness ratio and gravity effects on the damping ratio ane investigated.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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한국윤활학회 1992년도 제15회 학술강연회초록집
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pp.82-96
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1992
동하중을 받는 엔진 베어링을 연구하기 위하여 1.5리터, 직렬 4 기통 가솔린 엔진 5개 메인 베어링 모두의 최소 유막 두께를 측정하고, 이론 계산을 수행하였다. 이론 계산은 무한 소폭으로 본 엔진 베어링에 대해 모빌리티 방법을 이용하였으며 유막두께 측정 방법으로는 TOTAL CAPACITANCE METHOD(TCM)을 사용하였다. TCM을 이용한 실험에서 실험의 정도를 높이기 위하여 새로운 베어링 틈새 설정 방법을 제시하였으며, 베어링 캐비테이션(Cavitation) 및 윤활유의 공기 혼입(Aeration)에 의한 시험오차를 해석하였다. 시험과 이론 계산의 결과를 비교한 결과, 정성적인 경향이 비교적 잘 일치하고 있음을 볼 수 있었다. 그러나 정정보로 가정된 이론 계산은 크랭크샤프트 진동 및 각 베어링이 받는 하중의 불균형으로 인한 영향을 예측하지 못함을 알 수 있었다. 엔진 운전중 베어링의 최대 전단율(Maximum Shear Rate)은 $10^7 S^{-1}$ 수준임을 확인하였다.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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한국정밀공학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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pp.768-772
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1994
공작기계의 주축은 최근 고속화,고정밀화 및 고강성화되어가는 경향이 커지고 있다. 이러한 경향에 따라서 주축의] 설계는 매우 중요하며, 주축용 베어링은 앵귤러 콘택트 볼베어링이 많이 사용되고 있다. 공작기계의 주축은 고속 회전에 따른 고강성의 필요성이 증대하게 되고, 고상성을 얻기 위하여 축 방향의 일정한 예압을 주게된다. 이 예압량은 결국 축 방향의 하중이므로 주축용 베어링의 수명을 변화 시키게 된다. 따라서 축 방향 하중의 변화에 따른 베어링의 수명 특성을 파악하여야 하며, 적절한 베어링 수명의 판단을 통해 기계의 보수 및 관리에 관한 재경비를 절감할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 실험을 통해 베어링의 특성 주파수를 이끌어 내고 주파수 스펙트럼 분석을 이용하여 베어링의 상태를 진단하 는 기본겆인 데이터를 얻는다.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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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.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제18권5호
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pp.36-45
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1994
This paper describes how to identify standard numbers and to diagnose defects of the ball bearings. The first stage of the networks is a procedures for identifying standard numbers of the bearings, and the next stage carries out the diagnosis of defects on the outer race and the inner race of bearings. The identification and the diagnosis of bearings were carried out by simulations and experiments.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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pp.261-266
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2003
Foil air bearing, which is a noncontact bearing utilizing viscosity of operating fluid and elastic deformation of foil structure, has several advantages over rolling element bearings in terms of oilless environment, long life, high speed operation, and high temperature application over $500^{\circ}C$ . Recently advanced researches are actively being performed for the application to the extreme temperature such as gas turbines, as well as conventional small turbo machinery. In this paper, the principle of foil air bearing is introduced and a feasibility study to adopt a foil bearing as the turbine bearing of 65 HP turbo shaft engine, which is under development for UAV, is presented.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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pp.879-882
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1997
This paper aims to clarify the effect of the sol-gel sintered alumina grain and the PbO content of binder on the performance of the vitrified alumina stone for superfinishing the ball bearing race with the vitrified alumina superfinishing stone. The main conclusions obtained were as follows. The stone that contain 8- 11% PbO in binder shows the highest grinding ratio, and increasing or decreasing the PbO contents causes lower grinding ratio. When superfinishing with the stone using the 45% fused alumina and 55% sol-gel sintered alumina grain, the grinding ratio becomes the best, the other ratio of grain contents shows lower performance. With increasing the bending strength of stone, the grinding ratio becomes larger. The roughness of the finished surface is the lowest in case of using the stone of the above mentioned conditions.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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한국윤활학회 1993년도 제18회 학술대회 초록집
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pp.39-50
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1993
최근 회전계의 고속화, 소형화 및 정숙운전에 대한 요구가 엄격해짐에 따라 볼베어링을 저어널베어링으로 대체하는 흐름이 증가하고 있으나, 저어널베어링의 기본 구조상 운전시 여러 종류의 진동모드가 발생되며 이에 따라 엄밀한 설계가 요구된다. 이러한 요구에 따라 본 연구에서는 불안정성을 억제할 수 있는 것으로 알려진 빗살무늬 저어널베어링을 대상으로 하여 보다 정확한 설계를 위한 수치해석 프로그램을 개발하였다. 빗살무늬저어널베어링의 해석법으로는 간극의 비선형성을 단순화 시키기 위하여 무한홈을 가정한 협곡이론을 시초로 하여 최근에는 컴류터 계산속도의 발달로 실제 형상에 대해 해석한 직접계산법 등이 알려져 있다. 직접계산법은 협곡이론에 의한 계산법에 비해 많은 시간이 걸리는 단점이 있으나, 베어링이 소형화되어 실제 많은 홈을 가공하기 힘들거나 홈이 원호형으로서 직각홈으로 가정하기가 곤란한 요소에서는 협곡이론을 적용하는데 무리가 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 직접계산법을 채택하여 소형 베어링 모델에 대한 부하특성을 수치해석하고, 이를 협곡이론과의 비교를 통하여 그 차이점을 검토하였다. 이를 위해 압축성을 고려한 레이놀즈 방정식에 대한 베어링 주위의 압력분포를 계산하는 프로그램을 제작하였으며, 주어진 설계조건하에서 빗살무늬 형상을 결정하는 피라미터들의 최적값을 산출하고, 아울러 플레인저어널베어링과의 비교를 통하여 설계조건에 따른 빗살무늬저어널베어링의 기존 불베어리의 대체 가능성을 평가하였다.
Kim, Dong-Yeon;Hong, Dong-Pyo;Yu, Chung-Hwan;Kim, Won-Tae
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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제30권2호
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pp.121-125
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2010
The infrared thermography technology rather than traditional nondestructive methods has benefits with non-contact and non-destructive testings in measuring for the fault diagnosis of the rotating machine. In this work, condition monitoring measurements using this advantage of thermography were proposed. From this study, the novel approach for the damage detection of a rotating machine was conducted based on the spectrum analysis. As results, by adopting the ball bearing used in the rotating machine applied extensively, an spectrum analysis with thermal imaging experiment was performed. Also, as analysing the temperature characteristics obtained from the infrared thermography for in-situ rotating ball bearing under the lubrication condition, it was concluded that infrared thermography for condition monitoring in the rotating machine at real time could be utilized in many industrial fields.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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pp.1045-1049
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1995
This paper proposes the state-space model of the thermal behavior of the spindle system to establish dynamic mathematical model of thermal characteristics in machine tool spindle system. the model is derived form physical law of heat transfer and thermoelasticity and represents the thermal behavior induced by uneven thermal expansions whitin a bearing. The model, which is sucessfully validated for two typical configurations of high speed spindle assembles, provides a tool for understanding the basis mechanics of induced thermal expansion as a function of initial preload, spindle speed and housing cooling conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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