• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.137-141
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• 1995

회전기계에서 발생하는 진동 원인 중 약 60% 이상이 불평형(unbalance)에 의한 진동이다. 불평형은 기계의 과도한 진동을 유발시킬 뿐 아니라 베어링의 수명 단축 및 소음을 발생시킨다. 따라서, 기게의 수명을 연장시키고, 기계의 성능을 향상시키며 부드럽고 진동이 없는 운전을 위하여 평형잡이(balancing)는 절대적으로 중요하다. 불평형은 축 중심선에 대하여 회전체의 질량 분포가 비대칭이기 때문에 발생하는데 그 원인으로는 부품 자체가 비대칭에서 오는 설계 또는 제도 오차, 주물의 기포 및 용접의 불균일 등에 의한 재질상의 결함, 그리고 부품조립시 형상누적공차 등에 의한 가공.조립오차 등이 있다. ISO의 정의에 따르면 평형잡이는 회전체의 질량 분포를 조사하고 필요하다면 저널의 진동과 베어링의 작용력들이 운전속도에 대응하는 주파수에서 특정한 한계내에 있도록 보증하게 하기 위한 조정을 하는 과정이다. 불평형 상태에 대한 조사도 평형잡이로 표현된다. 그러나 수정이 필요하다고 간주된다면 수행된다. 모든 회전체는 초기 불평형(initial unbalance)이라 불리는 임의의 불평형을 가지고 출발한다. 완벽하게 평형이 잡힌 회전체를 달성하는 것이 평형잡이 작업의 목적은 아니다. 임의의 잔류 불평형(residual unbalance)은 항상 허용된다. 경제적인 이유에서 회전체는 일반적으로 요구되는 적절한 허용치보다 더 이상 평형잡이를 하지 않는다. 현장에서 현장 평형잡이를 수행하게 될 경우, 가끔 계산된 수정질량이 매우 클 경우가 있다. 이때 기게의 조건상 큰 수정질량을 부착하기가 곤란한 경우가 자주 발생한다. 작은 수정질량으로 평형잡이를 할 수 있다면 기계의 안정성 면에서 매우 유리하다. 따라서 본 연구에서는 영향계수법(Influence Coefficient Method : ICM)의 기본 개념과 유전 알고리즘(Genetic Algorithm : GA)을 이용하여 회전기계의 안정성을 보장할 수 있는 허용진동 내에서의 최적 수정질량 계산법을 제시한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.11
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• pp.1387-1395
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• 2013

When the center of mass of a railway wheel is not aligned with the geometrical center of the wheel axis, wheel unbalance occurs. If a railway vehicle runs without removing the wheel unbalance, vibrations will be produced. This will also cause wear and damage of the axle bearing. In this study, dynamic analysis of a railway vehicle with wheel unbalance was conducted to examine the reduction in critical speed and the resonance of the car-body and the effect on the magnitude of wheel unbalance was examined. In addition, the calculation of the car-body vibration owing to static and dynamic unbalance in the railway wheel shows that two-plane balancing is necessary.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1986.06a
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• pp.26-29
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• 1986

회전축계의 강제진동으로 가장 전형적이고 공업상 중요한 것은 넓은 의미로서 불평형 진동이다. 불평형은 회전체의 제작상 피할 수 없으며 진동이 전혀 문제가 되지 않는 정도로 제작하는 것은 경제적인 면에서도 불가능하다. 지금까지 미끄럼 베어링으로 지지된 회전축계의 불평형 응답 특성에 대하여는 여러 연구자에 의해 연구가 진행되고 있다. 수중에서 운전되는 펌프는 물의 감쇠작용 때문에 축진동 문제는 적다고 생각되어 펌프의 축진동에 관한 보고는 별로 없다. Black은 펌프의 축진동을 연구하여, 시일부분이 축진동 응답에 큰 영향을 미치는 것을 보였다. 그러나 시일형상에 따른 유체력 평가가 충분히 구명되지 않았기 때문에 환상 시일부분의 틈새,폭경비 및 압력차 등이 펌프진동에 어느 정도 영향을 미치는가가 충분히 검토 되어 있지않다. 이에 저자는 펌프용 시일의 유체력에 의한 진동 특성에 관한 일련의 연구를 진행하여 각종 시일의 유체력을 해석하였고, 이 유체력이 회전축계의 안정성에 미치는 영향을 검토하였으며 범용 안정성해석 프로그램을 개발하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.53-59
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• 1996

오늘날 산업현장에서 사용되는 대부분의 기계와 가전 제품에는 회전기계가 중요한 역할을 담당하고 있고, 이러한 회전 요소에서 종종 진동이 발생하여 문제가 되고 있다. 이러한 진동이 발생시키는 원인 중에서도 회전체의 불평형(unbalance)이 대부분이다. 이러한 불평형 중에도 매 운전 사이클마다 불평형의 크기나 위치가 바뀌는 경우에는 평형잡이 기계로는 불평형을 수정할 수 없다. 이를 자동적으로 수정하는 장치로써 Thearle가 볼(steel ball)을 이용한 자동평형장치를 제안하였고, 정상는 2개의 볼을 내장한 1개 또는 2개의 원판을 설치하여 계의 기본적인 진동특성을 조사하였다. 그리고 볼과 저점성유체를 내장한 단일원판의 자려진동에 대한 안정성을 조사한 연구결과도 있다. 본 연구에서는 위의 이론들을 기초로 하여 1) 2개의 원판을 모델한 기본적인 진동거동, 2) 자동 평형장치로서 이용가능한 운전영역과 자려진동의 발생 영역 및 조건, 3) 계의 파라메터, 즉 각가속도, 원판내의 유체의 점성계수 및 볼의 갯수의 변화에 대한 자동평형장치의 성능 등을 실험적으로 조사하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.1
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• pp.97-102
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• 2016

Since vibrations in rotating machinery is a direct cause of performance degradation and failures, it is very important to predict the level of vibrations as well as have a method to lower the vibrations to an acceptable level. However, the changes in balancing during installation and the vibrational modes of the support structure are difficult to predict. This paper presents a method for predicting the unbalanced response of a turbo-compressor supported by active magnetic bearings (AMBs). Transfer functions of the rotor are obtained through system identification using AMBs. These transfer functions contain not only the dynamics of the rotor but also the vibrational modes of the support structure. Using these transfer functions, the unbalanced response is calculated and compared with the run-up data obtained from a compressor prototype. The predictions revealed the effects of the support structure, validating the efficacy of the method.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.10 no.2
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• pp.13-22
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• 1991

The presence of an unbalanced mass is originated the common source of vibration in machines with rotating rotor. In this study, the unbalanced rigid rotor mounted on an overhang shaft is balanced using the static balancing procedure, and the compensation mass is estimated by the phase angle method and four run method. Also, the reduction of vibration level before and after balancing is examined. In the experimental results, it is shown that the vibration due to the unbalanced mass is decreased by eliminating the effect of the unbalance. Above all, the four run method is proved more effective on the ability of vibration reduction, in small unbalanced mass, the phase angle method.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.10 no.4
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• pp.48-55
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• 1991

In this study, the unbalanced rigid rotor mounted on two pedestals is balanced u. ng the dynamic balancing procedure, and the compensating masses are estimated by the seven run method. Also, the reductions of vibration level are examined, before and after balancing procedures. In the experimental results, it is shown that the vibration amplitudes measured at the two pedestals are proportional to the unbalanced mass. The seven run method which requires measurement of vibration amplitudes only and not vibration phase angle is proved markedly useful in consideration of the dynamic balancing procedure.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.4
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• pp.429-435
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• 2012

An abrasion due to continuous friction between a work roll and strip causes the mass of the work roll to be unbalanced in the rolling process. We developed a mathematical model for the rolling mill considering the unbalanced mass and verified the model experimentally. The work roll was approximated as a rigid rotor with eccentricity, and the effect of the unbalanced mass on chatter vibration was investigated. The joint forces computed by quasistatic analysis were applied to the work roll in the rolling mill. Transient responses were obtained, and frequency analysis was performed by solving equations of motion using a direct integration method. Horizontal vibrations were more strongly affected by eccentricity than vertical vibrations. In the horizontal direction, a small eccentricity of 1% of the work roll radius considerably increased the amplitude of the chatter frequency.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.23 no.2
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• pp.201-209
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• 1999

This paper presents a general analytical method for analyzing mechanical unbalance response of unbalanced electromagnetic forces produced in induction motors with an eccentric rotor and a phase unbalance. The equations to be solved are a set of second order differential equations which give matrices with periodic coefficients that are a function of time due to the unbalanced electro-magnetic force. Unbalance response is processed by Newmark $\beta$ method. Two examples are given including an industrial application. The results show that the method proposed is satisfactory.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2014.10a
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• pp.243-244
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• 2014