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터빈 시뮬레이터용 틸팅패드 저널베어링의 열윤활 해석 및 패드 온도 측정
Thermohydrodynamic Analysis and Pad Temperature Measurement of a Tilting Pad Journal Bearing for a Turbine Simulator 원문보기

윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers, v.33 no.3, 2017년, pp.112 - 118  

이동현 (한국기계연구원 시스템다이나믹스 연구실) ,  선경호 (한국기계연구원 시스템다이나믹스 연구실)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Tilting pad journal bearings(TPJBs) are widely used for high speed rotating machinery owing to their rotordynamic stability and thermal management feature. With increase in the rotating speed of such machinery, an increasingly important aspect of TPJB design is the prediction of their thermal behavi...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 상기의 연구들은 틸팅패드 저널 베어링의 특성을 이해하는데 필요한 많은 정보들을 제공하였으며, 베어링의 설계 기법을 확립하는데 많은 기여를 하였다. 본 연구에서는 틸팅패드 저널 베어링에 대한 자체적인 설계 도구를 확보하기 위해 틸팅패드 저널 베어링에 대한 열윤활 해석 기법을 정리하고, 기존에 발표된 연구 결과와 비교함으로서 해석 결과를 검증하고자 한다. 또한, 현재 기계연구원에서 제작 중인 터빈 시뮬레이터용 베어링에 대해 열윤활 해석을 수행하고, 예측된 패드의 온도를 측정 결과와 비교하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
틸팅패드 저널 베어링의 특징은? 1과 같이 피봇을 중심으로 자유롭게 회전을 할 수 있는 여러 개의 패드로 구성된 베어링으로서, 패드와 회전축 사이 공간에서 발생하는 유막 압력을 통해 회전축을 지지하는 베어링이다. 틸팅패드 저널 베어링은 각각의 패드가 피봇을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있으므로, 패드와 저널 사이에 작용하는 힘은 항상 패드의 피봇을 지나가게 되고, 이로 인해 불안정 현상을 발생시키는 강성의 연성 항이 매우 작아 우수한 고속 안정성을 가지는 것이 특징이다. 그러나, 틸팅패드 저널 베어링은 다른 베어링에 비해 상대적으로 구조가 복잡하고, 제작 비용이 비싸며, 손실 동력이 많다는 단점 또한 가지고 있다.
회전 기계들은 효율 향상을 위해 고속화, 대형화 됨에 따라 적용이 증가하는 것은? 기술의 발전에 따라 산업 현장에서 사용되고 있는 여러 회전 기계들은 효율 향상을 위해 점점 대형화, 고속화 되는 추세에 있다. 이러한 회전기계의 대형화, 고속화 추세에 따라 고속 안정성이 우수한 틸팅패드 저널베어링의 적용 또한 증가하고 있다. 틸팅패드 저널 베어링은 Fig.
틸팅패드 저널 베어링은 무엇인가? 틸팅패드 저널 베어링은 Fig. 1과 같이 피봇을 중심으로 자유롭게 회전을 할 수 있는 여러 개의 패드로 구성된 베어링으로서, 패드와 회전축 사이 공간에서 발생하는 유막 압력을 통해 회전축을 지지하는 베어링이다. 틸팅패드 저널 베어링은 각각의 패드가 피봇을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있으므로, 패드와 저널 사이에 작용하는 힘은 항상 패드의 피봇을 지나가게 되고, 이로 인해 불안정 현상을 발생시키는 강성의 연성 항이 매우 작아 우수한 고속 안정성을 가지는 것이 특징이다.
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참고문헌 (13)

  1. C. M. McC. Ettles, "The analysis and performance of pivoted pad journal bearings considering thermal and elastic effects", Journal of Lubrication Technology, Vol. 102, No. 2, pp. 182-191, 1980. 

  2. J. D. Knight, L. E. Barrett, "Analysis of tilting pad journal bearings with heat transfer effects", Journal of Tribology, Vol. 110, No. 1, pp. 128-133, 1988. 

  3. D. Sudheer Kumar Reddy, S. Swarnamani, B. S. Prabhu, "Thermoelastohydrodynamic analysis of tilting pad journal bearing-theory and experiments", Tribology Transactions, Vol. 43, No. 1, pp. 82-90, 2000. 

  4. M. Fillon, J. Bligoud, J. Frene, "Experimental study of tilting-pad journal bearings-comparison with theoretical thermoelastohydrodynamic results", Journal of Tribology, Vol. 114, No. 3, pp. 579-587, 1992. 

  5. K. Brockwell, W. Dmochowski, S. Decamillo, "An investigation of the steady-state performance of a pivoted shoe journal bearing with ISO VG 32 and VG 68 oils", Tribology Transactions, Vol. 47, No. 1, pp. 480-488, 2004. 

  6. K. Brockwell, S. Decamillo, W. Dmochowski, "Measured temperature characteristics of 152 mm diameter pivoted shoe journal bearings with flooded lubrication", Tribology Transactions, Vol. 44, No. 4, pp. 543-550, 2001. 

  7. S. Taniguchi, T. Makino, K. Takeshita, T. Ichimura, "A thermohydrbdynamic analysis of large tilting-pad journal bearing in laminar and turbulent flow regimes with mixing", Journal of Tribology, Vol. 112, No. 3, pp. 542-548, 1990. 

  8. W. Dmochowski, K. Brockwell, S. Decamillo, A. Mikula, "A study of the thermal characteristics of the leading edge groove and conventional tilting pad journal bearings", Journal of Tribology, Vol. 115, No. 3, pp. 219-226, 1993. 

  9. D. Brugier, M. T. Pascal, "Influence of elastic deformations of turbo-generator tilting pad bearings on the static behavior and on the dynamic coefficients in different designs", Journal of Tribology, Vol. 111, No. 2, pp. 364-371, 1989. 

  10. K. D. Wygant, R. D. Flack, L. E. Barrett, "Measured performance of tilting-pad journal bearings over a range of preloads―part I: Static operating conditions", Tribology Transactions, Vol. 47, No. 4, pp. 576-584, 2004. 

  11. Ha, H., Kim, K., "A study on the effects of temperature rise and turbulence on the performance of large tiling pad journal bearings", J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol. 9, No. 1, pp. 22-31, 1993. 

  12. Kim, S., Kang, J., Kim, K., "Effects of pad number on the static performances of large tiling pad journal bearings", J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol. 20, No. 6, pp. 330-336, 2004. 

  13. Kim, S., Influence of Pad-Pivot Friction on the Performance of Tilting Pad Journal Bearing, Doctoral Thesis, Department of Mechanical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Korea, 2007. 

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