[논문]사판식 유압 피스톤 펌프용 Slipper Bearing내의 유동해석

박태조; 유재찬

doi:10.9725/kstle.2008.24.6.343

사판식 유압 피스톤 펌프용 Slipper Bearing내의 유동해석
Flow Analysis in a Slipper Bearing for Swash Plate Type Axial Piston Pump 원문보기

윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers, v.24 no.6, 2008년, pp.343 - 348

박태조 (경상대학교 기계항공공학부.공학연구원) , 유재찬 (두산모트롤(주))

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, a CFD (Computational fluid dynamics) code, FLUENT is adopted to investigate accurate flow characteristics for a slipper bearing which is used swash plate type hydraulic axial piston pump. Static pressure and velocity distributions, and velocity vectors are plotted for different film thickness and slipper rotational velocity. In recess region, there exists a doughnut shaped vortex ring. The static pressure distributions are non-uniform and the flow fields are highly asymmetrical under bearing rotation. Therefore the numerical method adopted in this paper can be use in design of hydrostatic components and further studies are required.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 사판식 유압 피스톤 펌프의 슬리퍼 베어링 내에서의 유동특성을 열 .유체해석 상용 프로그램인 FLUENT를 사용하여 상세하게 해석하였다.
열.유체해석용 CFD 프로그램인 FLUENT[8]를 사용하여 랜드부 유막두께와 베어링의 운동에 따른 리세스 내부의 유동 특성을 상세하게 조사하고자 한다.
이에 본 논문에서는 사판식 유압 피스톤 펌프의 윤활 성능향상을 위한 설계자료를 확립하기 위하여 열.유체해석용 CFD 프로그램인 FLUENT[8]를 사용하여 랜드부 유막두께와 베어링의 운동에 따른 리세스 내부의 유동 특성을 상세하게 조사하고자 한다.
유막의 크기가 커질수록 리세스 내에서 발생하는 와류의 중심위치가 사판쪽으로 이동하였다. 특히, 사판이 운동할 경우에는 리세스 내부의 압력분포가 동일하지 않다는 결과를 처음으로 제시하였다. 따라서, 본 논문에서 사용한 해석방법은 슬리퍼 베어링은 물론 각종 유압부품의 설계에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대되며, 다양한 설계변수에 대한 추가연구가 요구된다.

가설 설정

본 논문에서는 사판식 유압 피스톤 펌프용 슬리퍼 베어링의 리세스 내에서의 유동특성을 조사하기 위하여 유압유의 유동을 3차원 비압축성, 정상상태, 층류 유동으로 가정하였다. 이 경우, 유동을 지배하는 Navier-Stokes 방정식과 연속방정식은 각각 다음의 식 (1) 과식 (2)으로 나타낼 수 있다.

제안 방법

유체해석 상용 프로그램인 FLUENT를 사용하여 상세하게 해석하였다. 사 판과 랜드부 사이의 유막 크기와 사판의 회전속도의 변화에 따른 리세스와 랜드부에서의 속도 및 압력 분포를 조사하였다. 이 결과, 유막두께의 크기와 슬리퍼 베어링의 운동에 따라서 리세스 내부유동에는 상당한 차이를 나타내었다.
내에서의 유동특성을 열 .유체해석 상용 프로그램인 FLUENT를 사용하여 상세하게 해석하였다. 사 판과 랜드부 사이의 유막 크기와 사판의 회전속도의 변화에 따른 리세스와 랜드부에서의 속도 및 압력 분포를 조사하였다.

성능/효과

사 판과 랜드부 사이의 유막 크기와 사판의 회전속도의 변화에 따른 리세스와 랜드부에서의 속도 및 압력 분포를 조사하였다. 이 결과, 유막두께의 크기와 슬리퍼 베어링의 운동에 따라서 리세스 내부유동에는 상당한 차이를 나타내었다. 유막의 크기가 커질수록 리세스 내에서 발생하는 와류의 중심위치가 사판쪽으로 이동하였다.
이상의 결과에서, 슬리퍼 베어링의 리세스 내부에서의 유동특성은 랜드부와 사판사이의 유막의 크기와 사판의 운동에 따라서 크게 변화하였다. 즉, 유막의 크기가 커질수록 증가한 오리피스의 분출속도는 리세스 내에서 발생하는 와류의 중심위치를 사판쪽으로 이동시켰다.
즉, 유막의 크기가 커질수록 증가한 오리피스의 분출속도는 리세스 내에서 발생하는 와류의 중심위치를 사판쪽으로 이동시켰다. 특히, 사판이 고속운동할 경우에는 리세스 내부의 압력분포가 균일하지 않는다는 결과를 처음으로 제시하였으며, 이러한 결과는 사판식 유압 피스톤 펌프용 슬리퍼 베어링의 하중지지능력과 이론유량 등의 윤활 특성에 영향을 미치게 될 것이다. 따라서, 보다 정확한 설계자료의 도출을 위해서 체계적인 추가연구가 요구된다.

후속연구

특히, 사판이 고속운동할 경우에는 리세스 내부의 압력분포가 균일하지 않는다는 결과를 처음으로 제시하였으며, 이러한 결과는 사판식 유압 피스톤 펌프용 슬리퍼 베어링의 하중지지능력과 이론유량 등의 윤활 특성에 영향을 미치게 될 것이다. 따라서, 보다 정확한 설계자료의 도출을 위해서 체계적인 추가연구가 요구된다.
특히, 사판이 운동할 경우에는 리세스 내부의 압력분포가 동일하지 않다는 결과를 처음으로 제시하였다. 따라서, 본 논문에서 사용한 해석방법은 슬리퍼 베어링은 물론 각종 유압부품의 설계에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대되며, 다양한 설계변수에 대한 추가연구가 요구된다.

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