경사 가공이 이중반전 정압 베어링의 윤활성능에 미치는 영향

Abstract

정렬불량 상태로 운전하는 이중반전 정압 베어링의 윤활성능을 향상시킬 수 있는 설계 방안을 제시하기 위해 경사가 가공된 베어링에 대한 윤활해석을 수행한다. 본 연구의 해석대상은 고압의 윤활유가 32개의 리세스를 통해 공급되는 이중반전 정압 베어링이다. 정렬불량으로 인해 유막두께가 최소가 되는 베어링 양단에 경사를 가공한다. 주어진 저널의 위치에 대한 유량의 연속성을 만족하는 각 리세스의 압력을 뉴튼-랩슨 방법으로 계산한 후 레이놀즈 방정식을 만족하는 윤활 영역의 압력을 구하여 지지하중, 모멘트, 강성, 마찰 토크 등의 윤활성능을 계산한다. 하중과 모멘트, 혹은 저널의 경사율과 최소유막두께가 주어졌을 때 윤활해석을 수행하고 결과를 고찰한다.

해석 결과, 경사 가공을 통해 정렬불량 상태에서 운전되는 이중반전 정압 베어링의 최소유막두께를 보다 크게 확보할 수 있음을 알 수 있다. 이 효과는 저널의 중심선과 경사가 평행을 이룰 때 극대화된다. 이 때 저널의 기울기와 평행한 경사 중에서 최소유막두께를 가장 크게 확보할 수 있는 최적의 경사 깊이와 폭의 값이 존재한다.

그러므로 저널의 기울기와 평행한 경사 중에서 깊이와 폭을 선택하여 가공하면 이중반전 정압 베어링의 윤활성능을 향상시킬 수 있다.