LM 볼가이드는 구름접촉을 갖는 이송시스템의 핵심요소로서 공작기계, 반도체 장비, 로봇 등 정밀기계에 널리 사용된다. 그러나 LM 볼가이드에서 발생하는 마찰력은 마찰열을 유발하여 위치 정도를 저하시키고 강성과 예압 변화를 야기한다. 이런 영향을 정확하게 분석하여 정밀 기계설계에 응용하기 위해서는 마찰력 모델의 정식화가 요구된다. 본 논문에서는 구름마찰, 점성마찰, 슬립마찰을 고려한 LM 볼가이드의 정확한 마찰력 모델을 유도한다. 그리고 다양한 조립, 부하 및 속도 조건에서 실험을 수행하여 마찰력 모델의 신뢰성을 검증하고, 마찰력 모델로부터 마찰 성분의 영향력을 분석한다.
Drag torque reduction in a wet clutch pack is a key aspect of the design process of the dual clutch transmission (DCT) system. In order to reduce the drag torque caused by lubricant shear resistance, recently developed wet clutch pack systems of DCT, as well as automatic transmission and other four-wheel drive (4WD) couplings, frequently utilize wavy wet clutch pads. Therefore, wavy shape of friction pad are made on the groove patterns like waffle pattern for the reduction of drag torque. Additionally, the groove patterns are designed with larger channels at several locations on the friction pad to facilitate faster outflow of lubricant. However, channel performance is a function of the waviness of the friction pad at the location of the particular channel. This is because the discharge sectional area varies according to the waviness amplitude at the location of the particular channel. The higher location of the additional channel on the friction pad results in a larger cross-sectional area, which allows for a larger flow discharge rate. This results in reduction of the drag torque caused by the shear resistance of DCTF, because of marginal volume fraction of fluid (VOF) in the space between the friction pad and separator. This study computes the VOF in the space between the friction pad and separator, the hydrodynamic pressure developed, and the shear resistance of friction torque, by using CFD software (FLUENT). In addition, the study investigates the dependence of these parameters on the location and waviness amplitude of the channel pattern on the friction pad. The paper presents design guidelines on the proper location of high waviness amplitude on wavy friction pads.
Wet clutches in an automatic transmission enable the transmission of the engine power by the frictional torque experienced and noted between disk and plates. Since the clutch frictional torque considerably affects the shift quality of an automatic transmission as well as the durability of the machinery, its friction characteristics must be carefully examined to meet the design requirements. The SAE No. 2 friction test machine is a well-known standard to evaluate mainly the friction characteristics of plate clutches along with the required automatic transmission fluids. This paper reviews the experimental analysis of the wet clutch friction characteristics by using the exclusively developed clutch test machine which is capable of controlling the clutch test procedure, in accordance with the applicable test standard and processing of the experimental data automatically. As the clutch test machine is designed for the accommodation of dual clutches which is applied to the real transmission, it can evaluate not only the clutch friction characteristics, but also an actuation performance of a measured clutch piston. In respect to friction characteristics involving dynamic friction coefficients, the energy absorbed in a clutch disk and the recorded temperatures of clutch plates during braking actions and procedures are also investigated. Additionally, the change of friction coefficients by the use of the repeated clutch application is also observed with the endurance test functions of an accurately calibrated and dedicated clutch test machine.
한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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pp.289-290
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2002
Stainless steel ball bearings are used in the control element drive mechanism and driving mechanisms such as step motor and gear boxes for the integral nuclear reactor, SMART. The bearings operate in pressurized pure water (primary coolant) at high temperature and should be lubricated with only this water because it is impossible to supply greases or any additional lubricant since the whole nuclear rector system should be perfectly sealed and the coolant cannot contain ingredients for bearing lubrication. Temperature of water changes from room temperature to about 120 degree Celsius and pressure rises up to 15MPa in the nuclear reactor. It can be anticipated that the frictional characteristics of the ball bearings changes according to the operating conditions, however little data are available in the literature. It is found that friction coefficient of 440C stainless steel itself does not change sharply according to temperature variation from the former research, and the friction coefficient is about 0.45 at low speed range. In this research frictional characteristics of the assembled ball bearings are investigated. A special tribometer is used to simulate the axial loading and the bearing operating conditions, temperature and pressure in the driving mechanism in the nuclear reactor. Highly purified water is used as lubricant ‘ and the water is heated up to 120 degree Celsius and pressurized to 15MPa. Friction force is monitored by the torque transducer.
Direct-drive SCARA-type industrial robots are increasingly used in the assembly process of small mechanical parts as well as electronic components, which uses direct-drive (DD) motors instead of reduction gear-type conventional motors for the actuators of manipulator arms. There are many advantages in using DD motors for robots, such as no backlash, low friction, high mechanical stiffness capability for fast and precise arm control, and high repeatability of positioning. However, there exist a number of difficulties which must be overcome to ensure proper construction and operation; increasing effects of load veriation and nonlinear and coupling dynamics, severe vibration caused by resonance of the manipulator components and low mechanical damping, etc. In order to handle these difficulties, lots of efforts have been made such as reduction of the arm inertia and elimination of the resonance, Performance evaluation of a recently developed, domestic DD robot shows that it works excellently compared with conventional robots. It, however, requires proved reliability and price competitiveness against its foreign counterparts.
Monitoring of the cutting force signals in cutting process has been well emphasized in machine tool communities. Although the cutting force can be directly measured by a tool dynamometer, this method is not always feasible because of high cost and limitations in setup. In this paper an indirect cutting force monitoring system is developed so that the cutting force in turning process is estimated based on a AC spindle drive model. This monitoring system considers the cutting force as a disturbance input to the spindle drive and estimates the cutting force based on the inverse dynamic model. The inverse dynamic model represents the dynamic relation between the cutting force, the motor torque and the motor power. The proposed monitoring system is realized on a CNC lathe and its estimation performance is evaluated experimentally.
A robust adaptive position control algorithm is proposed for servomotor drive system with uncertainties and load disturbance. The proposed controller is comprised of a nominal controller and a robust control. The nominal controller is designed in the condition without all the external load disturbance, nonlinear friction and unpredicted uncertainties. The robust controller containing lumped uncertainty approximator using fuzzy-neural network(FNN) is designed to dispel the effect of uncertainties and load disturbance. The interconnection weight of the FNN can be online tuned in the sense of the Lyapunov stability theorem thus asymptotic stability of the proposed control system can be guaranteed. Finally, simulation results verify that the proposed control algorithm can achieve favorable tracking performance for the induction servomotor drive system.
This paper represents a control method of improving the performance of direct drive robot. The direct transfer of torque and rotational speed of direct drive motor to the robot body without reduction gear makes the robot speed fast. However, the variation of inertia matrix and low friction cause the control difficult, and one more effort must be in the reducing the acceleration and deceleration time to reduce the cycle time. To fasten the cycle time and to improve the robustness of robot, one control method is developed, and implemented in the Goldstar DD robot. This method does not need to change the conventional PI type control structure, but one additional compensational control law is required. The control law can be obtained via inverse dynamic model of robot, and inverse model of existing control loop. The effects of this control law are shown in this paper.
Magnetic hard disk drive is continually being pushed to reduce head-disk spacing for higher recording densities. The current minimum spacing between the air-bearing slider and disk has been reduced to under 15 nm. In this work, it was investigated if flying height could be lowered under the height of laser bumps. With the reduction of the spinning speed, the flying height was decreased under the height of laser bumps. When a head swept between landing zone and data zone, the head-disk impact was monitored using AE and friction signals. It is demonstrated that magnetic hard disk drive could be operated without tribological failures under the height of laser bumps.
The effect of particulate contamination on the friction and wear between a negative-pressure picoslider/tri-pad nanoslider and laser-textured disk was studied. Particles of different concentration were injected at the head-disk interface consisting of disks with various textures and slider types at different speed. Durability increased and coefficient of friction decreased as the disk speed increased in a contaminated environment. Frictional characteristics and durability in the data Bone were better than those in the laser-textured zone. It was also found that durability of head-disk interface (HDI) decreased as the particle concentration increased. The interface durability with a picoslider was better than that with a nanoslider at any condition in a contaminated environment. Based on the test results, mechanisms were proposed to explain the reasons why durability with a picoslider was superior to that with a nanoslider.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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