• Journal of the KSME
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• v.32 no.11
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• pp.955-967
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• 1992

발전 설비는 다양한 부품으로 구성되어 있으며, 많은 부분이 회전력에 의해 운전된다. 대표적인 터빈, 발전기, 펌프, 송풍기 등이 있다. 모든 회전체에는 그것을 지지하면서 마찰을 줄여 회전을 원할하게 하기 위하여 베어링을 사용한다. 베어링은 회전체의 마찰에 의한 동력 손실을 줄일 뿐 아니라 회전체의 동특성에도 영향을 준다. 또한 회전체 운전중 문제점의 원인 중 많은 경우가 베어링에 기인하므로 회전체 제작시 베어링이 적절히 선정되고 설계되어야 한다. 발전 설비에 설치되는 베어링 중 가장 큰 부분을 차지하는 것이 터빈-발전기용 베어링이다. 터빈-발전기용 베어링은 마찰에 의한 동력 손실이 발전소 용량의 약 0.5%를 차지하며, 터빈-발전기 축계의 동 특성을 고려한 설계에서 중요한 요소로도 작용한다. 여기서는 발전소의 터빈-발전기용 베어링에 대해서 언급하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.97-97
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드 로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기 베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.117-117
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보 분자펌프(Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동 제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm 까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.93.1-93.1
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• 2012

세라믹 고온초전도체는 에너지 저장장치의 핵심소재로 사용된다. 초전도 플라이휠 에너지 저장장치(Superconductor flywheel energy storage system)는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하여 저장하는 친환경, 고효율 에너지 저장장치이다. 에너지를 최소화하는데 사용되는 초전도 베어링은 고온초전도체와 영구자석으로 구성된다. 베어링에는 희토류계 초전도 물질(RE-Ba-Cu-O, RE:Rare-earth elements)가 사용된다. 베어링의 효율은 영구자석의 자력크기, 초전도체의 자기부상력과 포획자력에 비례한다. 에너지 저장효율을 높이려면 고온 초전도체의 임계전류밀도(초전도체 내부에 흘릴 수 있는 전기량)를 높이고, 초전도 결정립의 크기를 키워야 한다. 결정크기를 키우는 공정으로 종자결정성장법(Seed growth process)이 사용된다. 초전도체 제조공정은 분말의 성형, incongruent melting을 포함하는 부분 용융, 액상에서의 입성장, 포정반응을 통한 초전도 결정의 성장과정을 포함한다. 본 발표에서는 초전도 에너지 저장장치의 기본 원리, 초전도 베어링의 구성, 베어링용 초전도체의 제조방법과 특성(자기부상력과 포획자력) 평가기술, 차세대 에너지 저장장치로서의 초전도 플라이휠 에너지 저장장치의 전망에 대해 요약하였다.

• Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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• 2002.05a
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• pp.871-877
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• 2002

현재 공작기계의 상당부분에서 자동화 및 무인화가 이루어지고 있는 추세이며, 이러한 대부분의 산업시설들과 기계류에는 회전체 부품들을 가지고 있다. 이들 부품들에서 베어링(Bearing)은 절대적으로 매우 중요한 부분을 차지하고 있으며, 만일 회전축시스템(Rotor System)에 베어링의심각한 이상은 시스템이 정지되는 사태를 불러일으킬 수도 있다. 따라서 이상에 대한 조기 감지의 역할은 전체 시스템의 향상뿐만 아니라, 비용이나 시간적인 측면에서도 크나큰 이익을 가져다 줄 수 있다. 지금까지 이러한 회전축시스템에 대한 다양한 이상진단을 시도하여 왔으며 앞으로도 많은 종류의 이상진단이 이루어지리라 생각한다. 이런 다양한 형태의 이상진단은 시스템에서 추출되는 데이터를 여러 가지 기법과 추출하는 센서의 특징을 파악하여 이상진단 알고리즘을 수립하는 과정을 망라하게 된다. 특히 이상진단 알고리즘에는 측정된 데이터의 불확실성을 감안한 이론이 적용되어야 한다. 본 연구에서는 회전축시스템의 베어링에 대한 이상진단을 통계적 기법, Fuzzy Clustering, Neural network과 Neuro-fuzzy를 이용한 기법과의 상호비교를 통해서 여러 종류의 이상을 구분하는 작업수행을 연구하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.11
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• pp.1441-1446
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• 2012

An axial-piston-type hydraulic motor involves friction and leakage losses at the sliding parts, contact loss at the mechanism assembly parts, volumetric loss caused by the pressure drop, housing oil churning loss and compressibility from the hydraulic oil pipe resistance, etc. the friction and volumetric loss at the hydrostatic bearing between the piston shoe and the swash plate rotating at high speed and having an oil film gap of 8-15 ${\mu}m$ strongly affects the total efficiency of the hydraulic motor. In this study, a variable swash-plate-type hydraulic piston motor operating under a maximum pressure of 35 MPa, maximum speed of 2,500 rpm, and displacement of 320 cc/rev is tested to verify the optimal ratio of the hydrostatic bearing which is closely related to the hydraulic motor performance.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.4 no.3
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• pp.1-9
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• 1982

자동차에서 윤활을 필요로 하는 부분으로서는 엔진과, 차체 그리고 변속 및 주형장치로 대별되며 엔진만의 윤활을 위해서는 엔진유가 필요하고 차체나 변속 주형장치는 그리이스 및 기어유가 사용된다. 특히 자동차윤활에서 가장 가혹한 조건으로 윤활되고 또한윤활문제로 고심하는 엔진 윤활은 엔진의 구조나 윤활방식 또는 사용연료등엥 따라 윤활상태가 크게 달라질 수도 있으나 윤활이 기본원리와 목적은 대동소이하다. 자동차엔진, 특히 가솔린엔진에서 윤활을 필요로 하는 부분은 베어링, 실린더 및 캠부분등으로 나눌 수가 있으며 이런 부분의 윤활은 극히 가혹한 상태에 놓이게 된다. 따라서 이와 같은 문제들을 고려하면서 가솔린엔진윤활의 제문제점과 엔 진유에 요구되는 성능에 대하여 고찰하여 보고자 한다.

• Tribology and Lubricants
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• v.28 no.5
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• pp.197-202
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• 2012

In this study, with the purpose of fundamentally improving the unbalance response vibration of a large PRT motor-generator rotor by design, a performance improvement design analysis is carried-out by retrofitting tilting pad bearings, replacing the plain partial journal bearings that were originally applied for operation at a rated speed of 1,800 rpm. In this process, a goal of the design analysis is to obtain a design solution for maximizing the direct stiffness of the bearings while satisfying the key basic lubrication performance requirements such as the minimum lift-off speed and maximum oil-film temperature. The results show that with a careful design application of tilting pad journal bearings for operation at such a relatively low speed of 1,800 rpm, direct stiffness increment of the bearings by about two times can be effectively achieved. Prevention of pad unloading is also considered in the analysis. Moreover, the designs of elliptical and offset half journal bearings are also analyzed and reviewed.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.16 no.3
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• pp.155-161
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• 1996

For the condition monitoring of the journal bearing in rotating machinery, a system for their diagnosis by acoustic emission(AE) was developed. AE has been used to detect abnormal conditions in the bearing system. It was found from the field application study as well as the laboratory experiment using a simulated journal bearing system that AE RMS voltage was the most efficient parameter for the purpose of current study. Based on the above results, algorithms and judgement criteria for the diagnosis system was established. The system is composed of four parts as follows: the sensing part including AE sensor and preamplifier, the signal processing part for RMS-to-DC conversion to measure AE ms voltage, the interface part for transferring RMS voltage data into PC using A/D converter, and the software part including the graphic display of bearing conditions and the diagnosis program.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.89-89
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• 2011

반도체 공정 등에서 $10^{-6}{\sim}10^{-8}$ mbar의 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 고진공 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하도록 비접촉 방식인 자기부상 방식의 적용이 최근 거의 표준화 되어 있다. 자기베어링 시스템은 전자기력을 이용하여 자성체인 회전축을 부상지지 함으로써 비접촉 고속 회전이 가능하여 윤활이 용이하지 않은 진공 환경 등 가혹한 환경에 적합하며, 터보분자펌프는 자기베어링이 가장 널리 사용되고 있는 분야이기도 하다. 자기베어링 시스템의 설계는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어의 경우 전체 로터 시스템의 특성을 고려하여 설계되어야 하며, 주로 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 및 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 하드웨어 설계와 함께 제어시스템의 설계도 매우 중요하며, 이는 자기베어링 시스템이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등 여러 가지 기능이 요구되기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 제어를 위한 선형제어시스템의 구성을 실제 시스템의 적용을 통하여 설명하였다. 각 제어기는 DSP 를 이용한 디지털 제어시스템으로 구성되었으며, 2,500 l/s 급의 복합 분자펌프 시작품에 적용하여 25,000 rpm 까지의 기본 성능시험을 수행하였으며, 발열 특성의 개선을 위한 비선형 제어기의 설계 사례에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다.