• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.20-20
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• 2010

반도체 공정 등에서 10-6~10-8 Torr의 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 표준화되어 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 10,000 rpm까지의 기본성능시험을 수행하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.24 no.9 s.180
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• pp.2159-2166
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• 2000

Recently, high performance machining center requires special type of sealing mechanism that prevent a leakage of oil jet or oil mist lubrication system. Sealing of oil-air mixture plays important r oles to have an enhanced lubrication for performance machining center. Current work emphasizes on investigations of the air jet effect on the protective collar type labyrinth seal. To improve sealing capabilities of conventional labyrinth seals, air jet is injected against the leakage flow. In this study, an adapted model is introduced to improve sealing capability of conventional non-contact type seals. It has a combined geometry of a protective collar type and an air jet type. Both of a numerical analysis by CFD (Computational Fluid Dynamics) and experimental measurements are carried out to verify sealing improvement. The sealing effects of the leakage clearance and the air jet magnitude aic studied in various parameters. Gas or liquid has been used as a working fluid for most of nori-contact types seals including the labyrinth seal. However, it is more reasonable to regard two-phase flows because oil mist or oil jet are used for high performance spindle's lubrication. In this study, working fluid is regarded as two phases that are mixed flow of oil and air phase. Both of turbulence and compressible flow model are also introduced in a CFD analysis to represent an isentropic process. Estimation of non-leaking property is determined by amount of pressure drop in the leakage path. Results of pressure drop in the experiment match reasonably to those of the simulation by introducing a flow coefficient. Effect of the sealing improvement is explained as decreasing of leakage clearance by air jetting. Thus, sealing effect is improved by amount of air jetting even though clearance becomes larger

• Transactions of The Korea Fluid Power Systems Society
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• v.3 no.3
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• pp.1-7
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• 2006

In this paper, a theoretical analysis is carried out to study the lubrication characteristics of sealless piston for hydraulic cylinders. The analytical pressure distributions are obtained solving one-dimensional Reynolds equation with partially tapered moving piston. Nearly analytical expressions for lateral forces acting on the piston and leakage flow rate through the clearance are also presented. Using the analytical expressions, the influence of design parameters on lubrication characteristics can be easily evaluated without numerical analysis. Composite-shaped piston which minimizes the leakage flow rate is the optimum in sealless piston for hydraulic cylinder.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1996.04a
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• pp.108-116
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• 1996

본 논문에서는 하중부와 방법을 추(dead weight)와 공압(pneumatic)을 이용한 방법에서 스프링을 이용한 방법을 추가하였으며, 압축형 스프링을 선택적으로 사용하여 마찰시험기 수직방향에서의 강성을 큰 변화 폭으로 변화시켰다. 또한 선행된 연구를 통하여 수직하중의 변동량에 크게 영향을 미치는 것으로 알려진 바 있는 디스크 시편의 misaligment 효과를 상사하고 극대화 하기 위하여 본 논문에서는 경사진 디스크 시편을 추가로 사용하였다. 상기조건으로 마찰시험기 시스템의 각 하중부과 방법과 수직강성 변화가 마찰특성에 미치는 영향을 실험적으로 측정 평가하였으며, 마찰시험기 동특성계 모델의 이론적 해석을 통하여 마찰특성 변화를 고찰하였다. 또한, 미끄럼 접촉 시의 수직력과 마찰력을 측정하고, 데이터의 통계적 처리방법에 따른 마찰계수의 변화 특성도 평가하였다.

• Tribology and Lubricants
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• v.14 no.2
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• pp.75-81
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• 1998

Condition monitoring technology was applied for an air compressor lubricating system to achieve a proactive maintenance, which could prevent a catastrophic failure and detect root causes of the conditional failure of the system. For this work, various types of wear monitoring technology were used and compared with the results of vibration and temperature measurements. The Results generally showed that every technology has a limitation to failure detection, and integrated-based condition monitoring should be performed for the best results. In this work, an idea for the implementing integrated wear monitoring was suggested and demonstrated.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.6 no.5
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• pp.66-74
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• 1998

The operating torque and tribological characteristics of a cam/tappet system of an I.C. engine have an important effect on the engine efficiency. More power is lost for higher operation torque which is affected by the friction of a cam/tappet system. In this work experimental investigation of the torque behavior of a cam/tappet system was conducted to get tribological characteristics. Specifically, the torque was measured with respect to oil temperature and camshaft speed. The torque decreased with increasing camshaft speed because of decreasing friction coefficient but was hardly affected by the oil temperature. Also, the torque was the largest near the cam nose region.

• Tribology and Lubricants
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• v.15 no.3
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• pp.248-256
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• 1999

Many tribological components in automobile engine undergo high load and sliding speed with thin film thickness. The lubrication characteristics of the components are regarded as ether hydrodynamic lubrication or boundary lubrication, whereas in a working cycle they actually have both characteristics. Many modem engine lubricants have various additives for better performance which make boundary film formation even under hydrodynamic lubrication regime. Conventional Reynolds equation with the viewpoints of continuum mechanics concerns only bulk viscosity of lubricant, which means that its simulation does not give insights on boundary lubrication characteristics. However, many additives of modern engine lubricant provide mixed modes of boundary lubrication characteristics and hydrodynamic lubrication. Especially, high molecular weight polymeric viscosity index improvers form boundary film on the solid surface and cause non-Newtonian fluid effect of shear thinning. This study has performed the investigation about journal bearing system with the mixed concepts of boundary lubrication and hydrodynamic lubrication which happen concurrently in many engine components under the condition of viscosity index improver added.

• Tribology and Lubricants
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• v.11 no.2
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• pp.8-14
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• 1995

The filtration of the magnetic fibrous polymeric filter with packing density profile made of a self-bonded, nonwoven structure comprising a thermoplastic polymer and a magnetic substance was investigated using an oil filter tester, a particle quantifier and an image analyzer system. The magnetic fibrous polymeric filter showed excellent filtration efficiency compared with conventional paper filter. From the experimental results, It is deduced that the filtration mechanism of conventional paper filter is only the function of physical porosity by surface filteration. On the other hand, the newly magnetic fibrous polymeric filter is designed with a new concept in filtration mechanism. That is, it has a dual function of depth and magnetic filters by physical porosity and magnetic attraction. The newly magnetic fibrous polymeric filter has been shown to be a highly effective oil filter for lubrication systems.

• Tribology and Lubricants
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• v.19 no.2
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• pp.94-101
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• 2003

Used motor oil contains pollutants, including organic chemicals and meta]s. When disposed of improperly - in the trash, on the ground or in a sewer system - the pollutants may reach rivers, lakes or the ground water. Thus, all the waste oil products such as waste motor oil, waste oil container, and waste oil filter should be collected and transported for recycling or disposal by waste oil regulations. Because waste oil container is a valuable resource, waste oil containers can be reused, cleaned, buried, and burned for recycling processes. This paper presents the integrated management system that may increase the efficiency and productivity for collecting and reprocessing waste oil containers such as steel can and plastic container. The integrated management system consists of collection and transportation process management system and confirmation and certification process management system for waste oil containers.