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NTIS 바로가기유체기계저널 = Journal of fluid machinery, v.14 no.6 = no.69, 2011년, pp.91 - 95
김병옥 (한국기계연구원 시스템다이나믹스연구실) , 양성진 (STX 종합기술원) , 이명호 (STX Metal 주식회사)
This paper deals with the detail rotordynamic analysis for the assembly rotor composed of turbine wheel, turbine shaft, connecting arbor, and flange & spindle in order to perform the spin test of turbocharger turbine. Prior to rotordynamic analysis, the 1st spin test was performed but the test was f...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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터빈, 터빈축, 연결아버, 플랜지 및 스핀들 조립체에 대한 상세 로터다이나믹 해석을 통해 터보차져용 터빈의 스핀 테스트를 수행한 결과는? | 본 연구에서는 터보차져용 터빈의 스핀 테스트를 수행하기 위하여 터빈, 터빈축, 연결아버, 플랜지 및 스핀들 조립체에 대한 상세 로터다이나믹 해석을 수행하였다. 1차 스핀 테스트에서는 정격속도 근방에서 과도한 진동으로 인하여 테스트를 실패하였으며, 해석결과 위험속도와의 분리여유가 충분치 않음으로 인한 공진문제가 실패의 원인이었다. 이후 터빈축을 변경하였고, 변경한 모델에 대한 상세 로터다이나믹 해석을 수행하여 위험속도를 검토하였다. 그 결과 위험속도와의 분리여유가 20% 이상이었으며, 다시 2차 스핀 테스트를 수행하여 성공적인 테스트를 수행하였다. 이상에서 언급한 결과를 토대로 다음의 결론을 도출하였다. 스핀 테스트 준비시 연결아버의 형상설계 및 황삭가공 등은 반드시 사전에 로터다이나믹 해석결과를 피드백(feed back) 받아서 수행하여야 하며, 성공적인 스핀 테스트를 위해서는 조립체의 위험속도와 정격속도의 분리여유가 충분하여야 한다. | |
강도문제의 사전 점검 항목 중 스핀 테스트는 무엇인가? | 그러나, 강도문제는 휠이 파손되면 전체 시스템에 치명적인 영향을 끼치기 때문에 반드시 사전 점검을 필요로 한다. 강도문제의 사전 점검 항목 중 스핀 테스트(spin test)는 정격속도 120%까지 회전시켜 재료의 원심강도를 테스트하는 필수적인 시험항목으로 테스트가 통과되어야만 양산이 가능하다. 스핀 테스트를 위해서는 전용 장비(4)가 요구되나, 전용장비를 갖추었더라도 고속회전을 위한 지그(jig)설계 등 사전 설계해석을 고려하지 않으면 전용 장비에서도 진동으로 인해 정격속도의 120%까지 시험을 할 수 없는 경우가 흔히 있다. | |
터보 챠저의 문제점은? | 최근 터보 챠저는 단위 중량 당 효율을 높이기 위하여 회전속도를 증가시키는 설계 경향(2)을 띄고 있으나, 고속 회전으로 인한 많은 운전 문제점을 내포하고 있다. 즉, 터보챠저 터빈 및 압축기 휠의 원심강도와 지지 베어링의 불안정성 등이 대표적인 문제점으로 지적되고 있다. 지지베어링의 불안정성 문제는 안정성(3)이 높은 베어링을 적용하거나, 저널과 베어링에서 러빙(rubbing)이 발생되지 않는다면 불안정성을 감안한 운전이 이루어지고 있다. |
Schenck, 2002, Balancing and diagonostic systems, Catalog 2002.
ISO 1940-1, 2003, Mechanical vibration-Balance quality requirement for rotors in a constant(rigid) state.
Lund, J. W., 1974, "Stability and Damped Critical speeds of a Flexible Rotor in Fluid Film Bearings," ASME Journal of Engineering for Industry, Vol. 96, No. 2, pp. 509-517.
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