• 제목/요약/키워드: 축 불평형

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IV. 원심펌프 회전축계의 불평형응답에 미치는 유체력의 영향

  • 양보석;최원호
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1986년도 제3회 학술강연회초록집
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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.

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차륜 불평형이 있는 철도차량의 동적해석 (Dynamic Analysis of Railway Vehicle with Wheel Unbalance)

  • 이승일;최연선
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권11호
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    • pp.1387-1395
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    • 2013
  • 차륜 불평형은 차륜의 무게중심이 윤축의 기하학적 중심축에서 벗어나 있을 때 발생한다. 차륜 불평형을 수정하지 않고 주행하면 불평형에 의한 원심력이 차체의 진동을 발생시키게 되며 차륜의 마모를 촉진시키거나 차축 베어링에 손상을 주게 된다. 본 연구에서는 철도차량 동적해석을 통하여 차륜 불평형이 차량 임계속도와 차체 진동에 미치는 영향을 검토하였다. 차륜 불평형은 임계속도를 감소시키고 차체 공진을 유발할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 차륜의 정적, 동적 불평형에 따른 차체진동을 해석함으로써 불평형 수정은 양면 밸런싱이 필요함을 밝혔다.

유전 알고리즘을 이용한 최적 평형잡이에 관한 연구 (Optimum Balancing Using Ggenetic Algorithm)

  • 최원호;양보석;주호진;임동수;노철웅
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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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.

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자기보상형 액체 평형장치에 관한 연구 (A Study of Self-Compensating Liquid Balancer)

  • 양보석;이재무
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1993년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 26 Nov. 1993
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    • pp.139-144
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    • 1993
  • 본 연구에서는 액체를 이용한 위험속도 이상에서 불평형의 반대측으로 액체 를 이동시켜, 이것을 평형질량으로서 이용하여 축의 휘돌림 진폭을 감소시키 는 방안으로서 자기보상형 액체평형장치를 제안하고 기지의 정불평형에 대 한 이론과 실험을 통하여 그 유용성을 검증하고 결과를 나타낸다.

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불평형 회전체의 정적평형 방법에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Static Balancing Method of an Unbalanced Rigid Rotor)

  • 장호경;김성규;김예현
    • 한국음향학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.13-22
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    • 1991
  • 회전체를 내포하는 회전기계에서 진동의 근원은 불평형 질량이다. 본 여구에서는 정적평형 방법을 이용하여 돌출 회전축에 설치된 회전체의 평형을 바로 잡았으며, phase angle method 와 four run method로부터 보정 질량을 산정하였다. 또한, 평형잡이 전후의 진동의 감쇠를 조사하였다. 실험결과 불평형 질량에 의해 발생하는 진동은 불평형의 효과를 제거함으로써 감쇠됨을 확인하였다. 특히 불평형 질량이 작을 때, 진동의 감쇠력에서 four run method가 phase angle method 보다 더 유효함을 입증하였다.

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고속철도차량용 차륜 불평형에 의한 동적 거동 특성 연구 (Study on the Dynamic Behavior Characteristics due to the Unbalance High Speed Railway Vehicle Wheel)

  • 이승일;송문석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.175-181
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    • 2016
  • 회전체는 질량 중심선이 축의 기하학적 중심선과 일치하지 않을 때 불평형이 발생한다. 윤축은 두 개의 차륜과 한 개의 차축으로 조립되어 철도차량을 주행시키는 회전체 역할을 하고, 차륜 재질의 불균일, 마모, 윤축 조립과정의 오차 등으로 인해 불평형이 발생할 수 있다. 또한 윤축은 축의 직경이 가늘고 고속으로 회전함으로 불평형 질량에 의한 진동의 영향이 더욱 두드러지게 나타나고 이로 인해 철도차량 고속 주행 시 주행안전성 및 주행거동에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 차륜 불평형이 고속철도차량의 동적 거동에 미치는 영향을 철도차량 다물체 동역학 해석 도구인 VI-Rail를 이용하여 해석을 수행하였다. 해석결과에서 차륜 불평형량이 증가할수록 철도차량 대차의 임계속도가 감소됨을 확인할 수 있었고, 차륜 불평형량이 주행 중 차량동적거동 악영향을 미침으로 고속주행에서는 반드시 차륜 불평형량에 대한 관리가 필요함을 확인할 수 있었다. 또한 이 연구로 차륜 불평형량의 정적 및 동적 관리 필요성을 국내 철도차량 운영기관에 제시하였다.

헤링본 치를 이용한 축방향 이상 횡자속형 전동기의 토크 리플과 불평형 자기력 저감 (Reduction of Toque Ripple and Unbalanced Magnetic Force of a Rotatory Axial Two-Phase Transverse Flux Machine by Using Herringbone Teeth)

  • 안희태;장건희;장정환;정시욱;강도현
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.682-688
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    • 2008
  • Transverse flux machine (TFM) has been considered as a promising driving machine especially at the low-speed applications because it has higher power density, torque and efficiency than the conventional electrical motors. However, it has complicated structure, large torque ripple and sometimes unbalanced magnetic force due to its inherent structure. This paper investigates the characteristics of torque ripple and unbalanced magnetic force of a rotatory two-phase TFM due to the teeth geometry by using the 3-dimensional finite element method, and it develops a rotatory two-phase TFM with herringbone teeth to reduce the torque ripple as well as to eliminate the unbalanced magnetic force.

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불평형 입력 전압을 고려한 3상 PWM AC/DC 컨버터 제어 (Regulation of PWM AC/DC Converter Considering Unbalanced Input Voltage)

  • 박규서;안성찬;현동석;최종률
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 1999년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.476-479
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    • 1999
  • 일반적으로 3상 PWM AC/DC 컨버터는 정상상태 에러 제거 및 빠른 과도응답 특성을 얻기 위해 동기 좌표계상으로 모델링하여 제어한다. 그러나 이와 같은 제어기는 입력전압이 평형일 경우를 전제조건으로 하므로, 입력전원이 불평형인 경우 입력전류와 출력전압에 고조파 성분이 나타나게 된다. 본 논문에서는 전원전압을 동기좌표계상의 정/역상 분으로 분석한 후 두 축(D, Q)의 역기전력 보상성분을 전원전압의 상태에 따라 적절하게 가변하고, 무효 전력과 고조파 전력 성분을 선택적으로 제거함으로써 입출력 시스템의 역률 및 고조파 성분을 효과적으로 보상하기 위한 간단하면서도 효과적인 제어기법을 제안하고, 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하였다.

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2MW급 풍력발전기 사이클로이드 피치감속기 설계에 대한 연구 (A study on the design of cycloidal pitch reducer for the 2MW-class wind turbine)

  • 민영실;이형우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권9호
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    • pp.895-902
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    • 2015
  • 본 연구에서는 사이클로이드기어시스템 1단, 한 쌍의 평기어시스템, 입력 축, 출력 축, 하우징으로 구성되어 있는 2MW급 풍력발전기용 사이클로이드 피치감속기에 대해 유한요소해석을 통한 안정성평가를 수행하였다. 또한 평기어에 대해서는 ISO 6336에 의한 기어강도해석을 통하여 안정성 여부를 평가하였다. 2MW급 풍력발전기용 사이클로이드 감속기의 고유진동 특성 해석을 수행하였고, 입력축 질량불평형, 출력축 질량불평형, 평기어 치합전달오차, 사이클로이드기어 치합전달오차 등에 발생하는 가진원에 대해 위험속도 분석을 하였다.

스트레인 게이지법을 이용한 4,700 DWT 선박의 우현 전타시 프로펠러 편심추력이 축 거동에 미치는 영향 연구 (The Effect of Transient Eccentric Propeller Forces on Shaft Behavior Measured Using the Strain Gauge Method During Starboard Turning of a 4,700 DWT Ship)

  • 이재웅;김홍렬;임긍수
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.482-488
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    • 2018
  • 선박 축계는 프로펠러 하중의 영향으로 선미관 후부베어링의 국부하중 증가가 현저히 나타나 축계 선미관 베어링 손상의 위험이 증대된다. 이를 방지하기 위해 수행된 추진축계 정렬연구는 주로 준정적 상태(quasi-static condition)에서 축과 지지베어링간의 상대적 경사각을 감소시키는데 중점을 두어 진행되어 왔다. 그러나 보다 상세한 평가를 위해서는 동적상태를 추가로 고려하는 것이 필요하다. 4,700 DWT 선박을 대상으로 NCR로 운전중 급속으로 우현 전타할 때 추진축계가 받는 영향에 대해 연구하였다. 연구결과 선미 유동장 변화에 의해 프로펠러 편심추력이 과도 상태가 되어 프로펠러에 불평형 진동이 유발되는 것을 확인하였다. 우현 전타시의 프로펠러 편심추력은 NCR 조건대비 축을 선미관 베어링으로부터 들어 올리는 힘으로 작용하여 선미관 베어링 하중완화에 기여하고 있음을 확인하였다.