• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1989년도 제9회 학술강연회초록집
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• pp.60-69
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• 1989

안정성과 진동억제 특성이 요구되는 터어빈이나 모터등의 고속 회전기계에서는 틸팅-패드 저어널 베어링이 많이 사용되고 있다. 이는 틸팅-패드 저어널 베어링에서는 패드가 피봇이나 로울러로 지지되어 있으므로 윤활유막에서 발생하는 압력의 합력중심이 항상 이 지지점을 지나게 되어 베어링의 안정특성이 향상되기 때문이다. 틸팅-패드 저어널 베어링은 추력 베어링과 같이 불연속적인 윤활면을 갖는다. 그러므로 베어링의 입구부 선단에서 공급되는 윤활유의 충돌로 인한 압력격변이 일어나는데 이때 패드 입구부에서 발생하는 압력을 선단압력이라 한다. 이러한 선단압력으로 인한 베어링의 성능변화에 관한 연구는 주로 추력 베어링에 대하여 이론 및 실험적으로 수행 되어져 왔으며 그 결과들은 선단압력이 베어링의 성능에 미치는 영향을 무시할 수 없음을 보여주고 있다. 그러나 아직도 선단압력의 영향이 제대로 파악되고 있지 못하며, 특히 틸팅-패드 저어널 베어링에서 선단압력의 영향을 조사한 연구는 많이 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 유한폭 틸팅-패드 저어널 베어링을 모델화한 실험장치를 설계 제작하여 선단압력을 포함한 유막내의 압력분포 및 유막두께를 연속적으로 측정함으로써 틸팅-패드 저어널 베어링의 성능에 미치는 선단압력의 영향을 실험적으로 조사하기로 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1988년도 제8회 학술강연회초록집
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• pp.57-66
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• 1988

틸팅-패드 저어널 베어링은 베어링틈새가 원주방향으로 불연속적이므로 패드선단의 약간 전방에서 압력이 상승하기 시작하여 패드선단에서는 주변압력보다 높은 압력을 나타낸다. 이를 선단압력(lnlet pressure or Ram-pressure)이라한다. 추력식 베어링에 대해 선단압력을 고려한 연구결과에 의하면 선단압력은 베어링의 틈새에서 발생하는 유막압력에 상당한 영향을 미치는 것으로 알려져 잇다. 틸팅-패드 저어널 베어링에 대해 정특성 해석을 한바 있으나 선단압력을 고려한 틸팅-패드 베어링의 동특성을 해석한 연구는 아직 없다. 실제로 틸팅-패드 저어널 제어링에서도 선단압력이 0이 아님이 알려져 있으므로 정특성 및 동특성을 보다 정확히 예측하기 위해서는 각 패드 입구부에서 발생하는 선단압력을 고려해야 할 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 무한폭 틸팅-패드 저어널 베어링에 대하여 선단압력을 고려하여 정특성 및 동특성을 해석하고 선단압력이 베어링의 정특성 및 동특성에 미치는 영향을 알아보고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1993년도 춘계학술대회 및 공장견학
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• pp.32-38
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• 1993

최적의 회전기계 시스템을 설계하기 위해서는 시스템의 운전특성에 적합한 제어링이 선정$\cdot$설계되어져야 한다. 그러기 위해서는 회전 기계에 사용되는 베어링의 운전특성을 잘 예측하는 것이 무엇보다도 중요하다. 대형 틸팅패드 저어널베어링은 고속안정성 특성이 우수한 베어링으로서 터빈발전기 등 대형 고속 회전기계에 널리 사용되고 있다. 하지만, 틸팅패드 저어널베어링은 구조가 복잡하고 경계조건 선정이 까다로와서, 동 베어링에 대하여 여러 논문들이 발표되어 왔지만, 대부분의 결과들이 특정한 가정을 이용하여 정성적인 경향만 제시하고 있다. 다라서 대형 틸팅패드 저어널베어링의 보다 엄밀한 성능예측을 위해서는 실제 운전조건에 적합한 경계조건을 제시하기 위한 실험적 연구가 우선적으로 요구되고 있다. 본 실험 연구에서는 대형 틸팅패드 저어널베어링에서 선단압력 발생에 대하여 실험적으로 관찰함으로써 동 베어링의 성능에 미치는 선단압력의 효과와 압력 및 무부하측패드의 거동에 대한 경계조건을 실험적으로 제시하고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1992년도 제16회 학술강연회초록집
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• pp.13-18
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• 1992

대형 틸팅패드 저어널베어링은 고속안정성 특성이 우수한 베어링으로서 시스템의 안정성이 매우 중요시되는 터빈발전기 등 대형 고속 회전기계에 많이 사용되고 있다. 그런데 이들 대형 저어널베어링에서는 유막의 온도상승이 매우 많고, 유체의 흐름이 거의 난류영역에 이르기 때문에 베어링의 운전특성을 정확하게 예측하기가 어려운 실정이다. Hopf & Schuler는 대형 틸팅패드 저어널베어링에 대한 실험적 연구에서 유동상태에 따라 베어링의 온도분포가 서로 달라진다고 발표하였다. 대형 틸팅패드 저어널베어링은 구조적으로 유동상태가 복잡할 뿐만 아니라 계산과정도 까다로운 편이어서 온도상승과 난류를 고려하여 엄밀하게 운전특성을 예측한 연구는 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 대형 틸팅패드 저어널베어리으이 운전특성을 보다 엄밀하게 예측하기 위하여 3차원 적으로 유막의 점도변화 및 패드에서의 열전달을 고려하고, 와점성계수를 이용한 난류윤활이론을 사용하여 유막의 온도상승 및 난류가 베어링의 온도분포, 부하능력, 마찰손실 등의 운전특성에 미치는 영햐을 보다 엄밀하게 제시하고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1994년도 제19회 학술대회
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• pp.21-27
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• 1994

본 연구에서는 대형 틸팅패드 저어널베어링의 성능에 관한 보다 정확한 설계 자료를 제시하기 위해서 선단압력을 고려한 이론해석을 수행하여 선단압력이동 베어링의 THD 성능에 미치는 영향을 제시하고자 한다. 그리고, 이론해석 결과와 실험 결과를 비교하여 이론해석 결과의 타당성을 제시하고자 한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.1022-1027
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• 2002

This paper describes the fluttering characteristics of the upper pad in a tilting pad journal bearing(6-pad, LOP type) using a steam turbine. In order to investigate the phenomena of the upper pad fluttering experimentally, the absolute vibration of the upper pads the relative vibration between bearing and shaft and the circumferential distribution of the film thickness are measured under the different values of supply oil flow rate, shaft speed and bearing load. It can be known that the fluttering mechanism of the upper pads has a tendency of the self-excited vibration from the study of fluttering frequencies and amplitudes with the change of shaft speed. furthermore, it is observed that the incipient upper pad fluttering velocity is increased by the increase of oil supply flow rate and fluttering amplitude of the upper pads is increased by the decrease of the oil flow rate and by the increase of the bearing load.

• Tribology and Lubricants
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• 제28권5호
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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.

• Tribology and Lubricants
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• 제9권1호
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• pp.22-31
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• 1993

The thermohydrodynamic performance of large tilting pad journal bearings is analyzed, taking into account the three dimensional variation of lubricant viscosity. The eddy viscosity model based on wall formula is applied. The effects of temperature rise and turbulence on the bearing performance are studied in comparision with the isothermal or the laminar analysis. It is shown that these effects have significant influence on temperature distribution, load capacity and power loss of the bearing.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.281-286
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• 2001

Tilting pad journal bearings have been widely used in a high speed rotating machinery, such as steam turbines and gas turbines, owing to their inherent stability characteristics. However, some peculiar fatigue failure in the babbitt metal due to spragging has been continuously occurred at the leading edge of the upper pads. The spragging is defined as the pad vibration initiated on the upper unloaded pads in a tilting pad journal bearing. This paper describes both several kinds of bearing failure related with spragging and the theoretical investigation on the prevention of the spragging phenomenon using the variation of preload. Results show that positive preload(m>0.5) assures all pads remain statically loaded under all operating conditions. For the change of design parameter to prevent spragging, thermo-hydrodynamic lubrication and rotor dynamic analysis were performed to verify temperature limitation on bearing and vibration problems on rotor bearing system.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권5호
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• pp.183-190
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• 2018

Tilting pad journal bearing is widely used for steam turbines because of its excellent dynamic stability. As the turbine capacity increases, power loss in the bearings becomes a matter of concern. Power loss in tilting pad journal bearings can be reduced by increasing the bearing clearance and reducing the pad arc length. In this study, the tilting pad journal bearing is tested by changing the seal tooth clearance to verify the static characteristics of the bearing. Bearing power loss and bearing metal temperature are evaluated to compare the bearing's performance and reliability for several test cases. The test bearing is a tilting pad journal bearing with 300.62mm inner diameter and 120.00mm active length. The bearing power loss, its metal temperature, and oil film thickness are measured and evaluated based on the rotor's rotational speed, oil flow rate, and bearing load. Test results show that a tilting pad journal bearing with large seal tooth clearance has 40% lower power loss compared with a bearing with a small seal tooth clearance. As the seal tooth clearance is increased, the power loss of the tilting pad journal bearing decreases. However, with respect to the bearing metal temperatures, a detuning point is observed that makes the minimum bearing metal temperature. Moreover, as the seal tooth clearance is increased, the oil film thickness increases due to high viscosity.