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유막온도경계조건이 평행 슬라이더 베어링의 윤활성능에 미치는 영향
Effect of Film-Temperature Boundary Conditions on the Lubrication Performance of Parallel Slider Bearing 원문보기

윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers, v.33 no.5, 2017년, pp.207 - 213  

박태조 (경상대학교 기계공학부.공학연구원) ,  김민규 (경상대학교 대학원 기계항공공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In sliding bearings, viscous friction due to high shear acting on the bearing surface raises the oil temperature. One of the mechanisms responsible for generating the load-carrying capacity in parallel surfaces is known as the viscosity wedge effect. In this paper, we investigate the effect of film-...

주제어

#전산유체역학   #유막온도경계조건   #평행 슬라이더 베어링   #열유체 윤활   #열쐐기  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 Surface texturing한 미끄럼 베어링의THD 해석을 위한 기초연구의 일환으로 유막온도경계조건이 평행 슬라이더 베어링의 열유체 윤활성능에 미치는 영향을 상세하게 조사하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
윤활면의 하중지지능력을 향상 시키기 위한 Surface texturing 연구의 한계점은 무엇인가? 한편, 최근 20여년 사이에 기계부품의 윤활면에 미세한 크기의 포켓(Pocket), 딤플, 그루브 등을 가공하여 마찰감소와 함께 하중지지능력을 향상시키기 위한 Surface texturing 연구가 집중적으로 시도되고 있다[5-11]. 하지만 지금까지는 윤활유의 점성전단에 의한 발열, 급유온도, 윤활면의 냉각 등에 의한 온도변화를 고려하지않은 등점도, 등온상태의 운전조건에 대한 결과가 거의 대부분이며, 온도변화에 따른 제반영향이 포함된 열유체(Thermohydrodynamic: THD) 윤활해석결과는 극소수에 불과한 실정이다[12-15].
윤활유가 가열 및 냉각되는 원인은 무엇인가? 윤활유는 베어링면 사이를 통과하면서 벽면의 온도와 유체의 점성전단에 의하여 가열되거나 냉각된다. 이로 인하여 발생하는 유막두께방향의 점도구배(Viscosity gradient)와 밀도변화는 속도를 변화시킨다.
열쐐기효과란 무엇인가? 한가지예로, 입구측의 속도분포가 출구측에 비해서 상대적으로 볼록(Convex)하면 유입되는 유량을 제한하기 위하여 유막내에서는 양(+)의 압력이 발생한다. 이와 같이 열쐐기효과는 윤활유의 온도변화에 따른 점도와 밀도의 변화에 기인한 압력발생기구이다. 하지만 지금까지 이에 대한 이론적인 연구결과는 극소수에 불과한 실정이다.
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참고문헌 (18)

  1. Lebeck, A. O., "Parallel sliding load support in the mixed friction regime. Part 1 - The experimental data", ASME J. Tribol., Vol. 109, No. 1, pp. 189-195, 1987. 

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  2. Cameron, A., "The viscosity wedge", ASLE Trans., Vol. 1, No. 2, pp. 248-253, 1958. 

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  3. Khonsari, M. M., "A review of thermal effects in hydrodynamic bearings. Part I: Slider and thrust bearings", ASLE Trans., Vol. 30, No. 1, pp. 19-25, 1987. 

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  4. Cui, J., Kaneta, M., Yang, P., Yang, P., "The Relation between thermal wedge and thermal boundary conditions for the load-carrying capacity of a rectangular pad and a slider with parallel gaps", ASME J. Tribol., Vol. 138, No. 2, 024502-1-024502-6. 

  5. Etsion, I., "State of the art in laser surface texturing", ASME J. Tribol., Vol. 127, No. 1, pp. 248-253, 2005. 

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  6. Gropper, D., Wang, L., Harvey, T. J., "Hydrodynamic lubrication of textured surfaces: A review of modeling techniques and key findings", Tribol. Int., Vol. 94, pp. 509-529, 2016. 

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  7. Park, T. J., Hwang, Y. G., "Lubrication characteristics of laser textured parallel thrust bearing: Part 1 - effect of dimple depth", J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol. 25, No. 5, pp. 305-310, 2009. 

  8. Park, T. J., Hwang, Y. G., "Lubrication characteristics of laser textured parallel thrust bearing: Part 2 - Effect of dimple location", J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol. 26, No. 1, pp. 1-6, 2010. 

  9. Park, T. J., "Lubrication characteristics of laser textured parallel thrust bearing: Part 3 - Effect of number of dimple", J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol. 27, No. 6, pp. 302-307, 2011. 

  10. Park, T. J., "Lubrication characteristics of laser textured parallel thrust bearing: Part 4 - Effect of dimple shape", J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol. 27, No. 6, pp. 338-343, 2011. 

  11. Park, T. J., Lee, J. O., "Lubrication characteristics of micro-textured slider bearing: Effect of dimple density", Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 37, No. 4, pp. 437-442, 2013. 

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  12. Dobrica, M. B., Fillon, M., "Thermohydrodynamic behavior of a slider pocket bearing", ASME J. Tribol., Vol. 128, No. 2, pp. 312-318, 2006. 

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  13. Cupillard, S., Glavatskih, S., Cervantes, M. J., "3D Thermohydrodynamic analysis of a textured slider", Tribol. Int., Vol. 42, No. 10, pp. 1487-1495, 2009. 

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  14. Jeong, Y., Park, T., "THD Analysis of surface textured parallel thrust bearing: Effect of dimple radius and depth", J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol. 30, No. 5, pp. 303-310, 2014. 

  15. Meng, X., Khonsari, M. M. "On the effect of viscosity wedge in micro-textured parallel surfaces", Tribol. Int., Vol. 107, pp. 116-124. 

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  16. ANSYS FLUENT User Guide, Release 14.0, ANSYS, Inc., 2011. 

  17. Brajdic-Mitidieri, P., Gosman, A. D., Ioannnides, E., Spikes, H. A., "CFD analysis of a low friction pocketed pad bearing", ASME J. Tribol., Vol. 127, pp. 803- 812, 2005. 

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  18. Olver, A. V., Fowell, M. T., Spikes, H. A., Pegg, I. G., "'Inlet Suction', a load support mechanism in nonconvergent, pocketed, hydrodynamic bearings", Proc. IMechE., J. Eng. Tribol., Vol. 220, No. 2, pp. 105- 108, 2006. 

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