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한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering, v.25 no.12, 2015년, pp.895 - 900
박철훈 (Korea Institute of Machinery & Materials) , 함상용 (Korea Institute of Machinery & Materials) , 홍두의 (Korea Institute of Machinery & Materials) , 김준규 (STA inc.)
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Most of spindles for machine tool are supported by ball bearings, and there are problems in the limits of high speed and high power as well as the cumbersome maintenance due to the short life time. In order to overcome these problems of the conventional spindles, the high speed spindle with magnetic...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 자기베어링이란? | 0×106 DN (DN number : 베어링내경(mm) × 회전속도(r/min))에 불과한 선속도의 한계를 가지고 있고 이로 인해 스핀들의 고속화 및 고출력화의 한계, 짧은 수명으로 인해 번거로운 유지보수의 문제를 가지고 있다. 이에 반해 자기베어링은 자기력에 의해 회전체를 부상시켜 비접촉으로 회전체를 지지하는 베어링이다. 볼베어링에 비교하여 선속도를 2 ~ 3배 이상 향상시킬 수 있기 때문에 스핀들의 고속화에 적합하며, 회전체의 직경을 크게 할 수 있어 스핀들의 고출력화가 가능하다(1~4). | |
| 자기베어링이 볼 베어링보다 고속스핀들에 더 적합한 이유는? | 이에 반해 자기베어링은 자기력에 의해 회전체를 부상시켜 비접촉으로 회전체를 지지하는 베어링이다. 볼베어링에 비교하여 선속도를 2 ~ 3배 이상 향상시킬 수 있기 때문에 스핀들의 고속화에 적합하며, 회전체의 직경을 크게 할 수 있어 스핀들의 고출력화가 가능하다(1~4). 이 논문에서는 스핀들의 고속화, 고출력화를 위해 자기베어링이 적용된 고속스핀들의 설계 및 구동실험 결과를 제시한다(5~7). | |
| 공작기계용 고속스핀들의 생산성과 정밀도를 향상 하려는 목적은? | 공작기계용 스핀들을 고속화시킴으로써 공작기계의 생산성과 정밀도를 향상시키려는 관심이 높아지고 있으며, 이에 따라 고속 가공기술에 대한 연구가 폭넓게 진행되고 있다. 공작기계용 고속스핀들은 반도체 소재 천공, 스마트폰 금속케이스(metal case)의 가공 등 고부가가치를 제품의 가공정밀도 및 가공속도 향상을 위해 고속화, 고출력화하고 있는 추세이다. 기존 수만 r/min급의 고속 스핀들은 주로 볼베어링이 적용되고 있다. |
Park, C. H., Choi, S. K. and Ham, S. Y., 2014, Design of Magnetic Bearing for Turbo Refrigerant Compressors, Mechanics & Industry, Vol. 15, No. 4, pp. 245-252.
Park, C. H., Kim, S. H. and Kim, K. S., 2013, Vacuum Chamber-free Centrifuge with Magnetic Bearings, Review of Scientific Instruments, Vol. 84, No. 9, pp. 095106.
Wroblewski, A. C., 2011, Model Identification, Updating, and Validation of an Active Magnetic Bearing High-Speed Machining Spindle for Precision Machining Operation, Cleveland State University.
Park, C. H., Ham, S. Y., Kim, J. K., Hong, D. E. and Yoon, T. G., 2015, Design of 50,000 rpm High-frequency Spindle with Magnetic Bearings, KSPE Spring Conference, p. 808
Yoon, T. G., Park, C. H., Hong, D. E., Ham, S. Y. and Kim, J. K., 2015, Study on Performance of 50,000 rpm Class High-frequency Spindle Applied Magnetic Bearing, KSPE Spring Conference, p. 806
Park, C. H., Ham, S. Y., Hong, D. E. and Kim, J. K., 2015, Development of High Speed Spindle for Machine Tool with Magnetic Bearings, Proceedings of the KSNVE Annual Autumn Conference, pp. 276-279.
Park, C. H., Choi, S. K, Son, Y. S. and Han, Y. H., 2009, Development of 5 kWh Flywheel Energy Storage System Using MATLAB/xPC Target, Proceeding of the WRI World Congress on Computer Science and Information Engineering, Los Angeles, California, pp. 701-705.
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