KR101813959B1 - 유체동압 베어링 시험 장치 - Google Patents

유체동압 베어링 시험 장치 Download PDF

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KR101813959B1
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장건희
김교봉
박철훈
이상민
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한양대학교 산학협력단
한국기계연구원
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Abstract

유체동압 베어링 시험 장치가 제공된다. 유체동압 베어링의 실험 장치는 적어도 세 개 이상의 기둥을 포함하는 하부 프레임, 상기 하부 프레임의 상기 복수의 기둥 위에 제공되는 상부 프레임, 상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임의 사이에서 상기 복수의 기둥 사이 공간에 위치하고, 상기 유체동압 베어링이 위치하는 공간을 제공하는 슬리브, 상기 유체동압 베어링에 동력을 제공하는 모터, 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 사이 공간으로 윤활유체를 공급하는 윤활유체 공급라인, 상기 슬리브의 둘레를 따라 적어도 세 지점에 제공되며, 그 끝단이 상기 슬리브 내부로 제공되어 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 반경 방향 사이 간격을 조절하는 복수의 반경 방향 간극 조절 나사 및 상기 상부 프레임에 삽입되며, 조임 조절을 통해 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 축 방향 사이 간격을 조절하는 복수의 축 방향 간극 조절 나사를 포함한다.

Description

유체동압 베어링 시험 장치{Experimental device of fluid dynamic bearing}
본 발명은 유체동압 베어링 시험 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반경 방향 간극 조절 나사 및 축 방향 간극 조절 나사를 포함하여 슬리브와 유체동압 베어링의 사이 간격 및 편심율의 조절이 가능한 유체동압 베어링 시험 장치에 관한 것이다.
최근 유체동압 베어링의 활용도 증가에 따라, 유체동압 베어링의 이론적 해석을 검증하기 위한 실험이 활발하게 진행되고 있다. 기존의 유체동압 베어링 시험 장치는 하드디스크용 유체동압 베어링에 가진기(shaker)를 이용한 진동 실험 및 스러스트(thrust) 베어링에 의해 부상되는 유체동압 베어링의 부상 높이 실험 등에 한정되어 진행되어 왔다. 또한, 기존의 유체동압 베어링 시험 장치는 윤활유체로 공기 또는 가스를 이용하는 베어링에 한정되어 진행되어 왔다.
따라서, 윤활유체로 물을 이용하는 유체동압 베어링은 기존의 시험 장치를 이용한 성능 평가가 어렵다는 문제가 있다. 또한, 스러스트 베어링 및 저널(journal) 베어링이 일체로 제공되는 유체동압 베어링의 경우, 반경 방향 및 축 방향에 대한 하중을 동시에 측정하기 어렵다는 문제가 있다.
이와 같이, 종래의 유체동압 베어링 시험 장치는 윤활유체의 종류에 따라 시험이 제한되며, 다양한 평가 기준에 대한 성능 평가를 동시에 수행할 수 없다는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1579282호
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 슬리브의 반경 방향으로 유체동압 베어링의 편심율 조절이 가능한 유체동압 베어링 시험 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 슬리브와 유체동압 베어링의 축 방향 간극조절이 가능한 유체동압 베어링 시험 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 슬리브의 중심축에 대한 유체동압 베어링의 기울어짐 정도를 조절할 수 있는 유체동압 베어링 시험 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유체동압 베어링 시험 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 유체동압 베어링 시험 장치는 적어도 세 개 이상의 기둥을 포함하는 하부 프레임, 상기 하부 프레임의 상기 복수의 기둥 위에 제공되는 상부 프레임, 상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임의 사이에서 상기 복수의 기둥 사이 공간에 위치하고, 상기 유체동압 베어링이 위치하는 공간을 제공하는 슬리브, 상기 유체동압 베어링에 동력을 제공하는 모터, 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 사이 공간으로 윤활유체를 공급하는 윤활유체 공급라인, 상기 슬리브의 둘레를 따라 적어도 세 지점에 제공되며, 그 끝단이 상기 슬리브 내부로 제공되어 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 반경 방향 사이 간격을 조절하는 복수의 반경 방향 간극 조절 나사 및 상기 상부 프레임에 삽입되며, 조임 조절을 통해 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 축 방향 사이 간격을 조절하는 복수의 축 방향 간극 조절 나사를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 유체동압 베어링 시험 장치는 상기 상부 프레임에 삽입되고 그 끝단이 상기 기둥에 체결되어, 조임 조절을 통해 상기 슬리브의 중심축에 대한 상기 유체동압 베어링의 기울어짐 정도를 조절하는 고정 나사를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 고정 나사는 복수 개 제공되며, 한 쌍의 상기 고정 나사는 상기 슬리브와 상기 축 방향 간극 조절 나사의 사이 영역에서 상기 기둥에 체결되고, 다른 한 쌍의 상기 고정 나사는 상기 축 방향 간극 조절 나사를 중심으로 상기 한 쌍의 상기 고정 나사와 대칭되어 상기 기둥에 체결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 고정 나사는 네 개가 제공되며, 네 개의 상기 고정 나사는 상기 기둥의 가장자리를 따라 서로 동일한 간격을 가지며, 상기 기둥에 체결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 유체동압 베어링 시험 장치는 상기 슬리브의 측면에서 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 반경 방향 사이 간격을 측정하는 반경 방향 간극 측정 센서 및 상기 슬리브의 상단 또는 하단에서 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 축 방향 사이 간격을 측정하는 축 방향 간극 측정 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 유체동압 베어링 시험 장치는 상기 슬리브의 하부에서 상기 슬리브를 지지하며, 상기 유체동압 베어링과 상기 슬리브의 사이 간격 변화에 따른 상기 베어링의 부하 용량(load capacity)을 측정하는 로드셀(load cell)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 윤활유체는 물일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치는 반경 방향 간극 조절 나사 및 축 방향 간극 조절 나사를 이용해, 슬리브와 유체동압 베어링의 사이 간격 및 편심율을 조절하여, 유체동압 베어링의 부하용량을 다양하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치는 고정 나사를 이용해, 슬리브와 유체동압 베어링의 편심율을 조절하여, 유체동압 베어링의 성능 평가를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치를 상부에서 본 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 축 방향 간극 조절 나사의 조임 조절에 따른 슬리브와 유체동압 베어링의 축 방향 사이 간격을 조절하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 고정 나사의 조임 조절에 따른 슬리브의 중심축에 대한 유체동압 베어링의 기울어짐 정도를 조절하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 유체동압 베어링을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 축 방향 간극을 측정한 결과이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 축 방향 부하용량을 측정한 결과이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 편심율을 측정한 결과이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 반경 방향 부하용량을 측정한 결과이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치를 상부에서 본 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 단면도이다
도 1 내지 4를 참조하면, 유체동압 베어링 시험 장치는 하부 프레임(110), 상부 프레임(120), 슬리브(130), 윤활유체 공급라인(135), 모터(140), 반경 방향 간극 조절 나사(150), 축 방향 간극 조절 나사(160), 고정 나사(165), 반경 방향 간극 측정 센서(170), 축 방향 간극 측정 센서(180) 및 로드셀(load cell, 190)을 포함한다.
하부 프레임(110)은 소정 두께를 갖는 플레이트로, 적어도 세 개 이상의 기둥(115)을 포함한다. 기둥(115)들은 하부 프레임(110)의 상면에 수직하게 세워져 하부 프레임(110)에 고정된다. 실시 예에 의하면, 세 개의 기둥(115)들은 하부 프레임(110)의 중심을 기준으로 120° 간격으로 배치된다.
상부 프레임(120)은 하부 프레임(110)의 기둥(115) 위에 놓인다. 상부 프레임(120)은 고정 나사(165)를 통해 기둥(115)에 결합 될 수 있다.
슬리브(130)는 하부 프레임(110)과 상부 프레임(120) 사이에서 복수의 기둥(115) 사이 공간에 위치한다. 슬리브(130)의 내부에는 유체동압 베어링(100)이 위치하는 공간(131)이 제공된다. 슬리브(130)는 원통 형상을 갖는다.
윤활유체 공급라인(135)은 슬리브(130) 하단에서, 슬리브(130) 내부로 연결되며, 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 사이 공간으로 윤활유체를 공급한다. 실시 예에 따르면, 윤활유체 공급라인(135)을 통해 공급된 상기 윤활유체는, 슬리브(130) 상단에서 외부로 배출될 수 있다. 실시 예에 따르면, 윤활유체로서 물이 제공될 수 있다.
모터(140)는 상부 프레임(120)의 상부에 위치하며, 샤프트(141)를 통해 유체동압 베어링(100)과 연결된다. 모터(140)에서 발생한 동력은 샤프트(141)를 통해 유체동압 베어링(110)에 전달되며, 유체동압 베어링(110)을 회전시킨다.
반경 방향 간극 조절 나사(150)는 슬리브(130)의 둘레를 따라 적어도 세 지점에서 제공된다. 반경 방향 간극 조절 나사(150)는 슬리브(130)의 둘레를 따라 동일한 간격으로 제공될 수 있다. 반경 방향 간극 조절 나사(150)는 슬리브(130) 외부에서 슬리브(130)를 관통하여 슬리브(130) 내부로 제공되며, 그 끝단이 유체동압 베어링(100)의 외주면과 접촉한다. 반경 방향 간극 조절 나사(150)들의 조임 조절을 통해 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 반경 방향 사이 간격을 조절할 수 있다. 또한, 반경 방향 간극 조절 나사(150)의 위치에 따라 반경 방향 간극 조절 나사(150)의 조임을 달리 조절함으로써, 슬리브(130)의 중심에 대한 유체동압 베어링(100)의 슬리브(130)의 반경 방향 편심율을 조절할 수 있다.
축 방향 간극 조절 나사(160)는 상부 프레임(120)에 삽입된다. 축 방향 간극 조절 나사(160)는 그 끝단이 기둥(115)의 상단에 체결될 수 있다. 이와 달리, 축 방향 간극 조절 나사(160)는 그 끝단이 기둥(115)의 상단에 놓일 수 있다. 축 방향 간극 조절 나사(160)의 조절을 통해 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 축 방향 사이 간격을 조절할 수 있다.
도 5 및 도 6은 축 방향 간극 조절 나사(160)의 조절에 따른 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 축 방향 사이 간격을 조절하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6에서 (a)는 축 방향 간극 조절 나사(160)의 조절에 따른 상부 프레임(120)과 기둥(115)을 나타내고, (b)는 이에 따른 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 축 방향 사이 간격을 나타내는 도면이다.
축 방향 간극 조절 나사(160)의 조절 정도가 도 5의 (a)와 같은 상태인 경우, 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 축 방향 사이 간격은 도 5의 (b)와 같다. 슬리브(130)의 하부면과 유체동압 베어링(100) 하면의 축 방향 사이 간격인 d1과, 슬리브(130)의 상부면과 유체동압 베어링(100) 상면의 축 방향 사이 간격인 d2는 동일한 간격으로 설정될 수 있다.
축 방향 간극 조절 나사(160)의 조절 정도가 도 6의 (a)와 같은 경우, 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 축 방향 사이 간격은 도 6의 (b)와 같다. 구체적으로, 축 방향 간극 조절 나사(160)의 조절로 상부 프레임(120)이 아래로 하강하는 경우, 상부 프레임(120)과 기둥(115) 사이 간격은 좁아지고, 이에 따라, 슬리브(130)와 유체동아 베어링(100)의 축 방향 사이 간격은 d1이 감소하고, d2가 증가하는 형태로 변화될 수 있다.
다시 도 1 내지 4를 참조하면, 고정 나사(165)는 상부 프레임(120)에 삽입되며, 그 끝단이 기둥(115)에 체결된다. 고정 나사(165)의 조임 조절을 통해 슬리브(130)의 중심축에 대한 유체동압 베어링(100)의 기울어짐 정도를 조절할 수 있다. 고정 나사(165)는 복수 개 제공되며, 축 방향 간극 조절 나사(160)를 중심에 두고 복수의 지점에 각각 배치된다.
실시 예에 따르면, 고정 나사(165)는 두 쌍이 제공되며, 한 쌍의 고정 나사(165b)는 슬리브(130)와 축 방향 간극 조절 나사(160) 사이 영역에서 기둥(115)에 체결된다. 다른 한 쌍의 고정 나사(165a)는 축 방향 간극 조절 나사(160)를 중심으로 한 쌍의 고정 나사(165b)와 대칭되는 위치에서 기둥(115)에 체결될 수 있다. 구체적으로, 고정 나사(165)들은 축 방향 간극 조절 나사(160)를 중심으로 90°의 사이 각으로 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8은 고정 나사의 조임 조절에 따른 슬리브의 중심축에 대한 유체동압 베어링의 기울어짐 정도를 조절하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 7 및 도 8에서 (a)는 고정 나사들(165)의 조임에 따른, 기둥(115)에 대한 상부 프레임(120)의 각도를 나타내고, (b)는 이에 따른 슬리브(130)의 중심축에 대한 유체동압 베어링(100)의 기울어짐 정도를 나타내는 도면이다.
도 7의 (a)와 같이, 슬리브(130)에 인접 위치하는 한 쌍의 고정 나사(165b)를 조일 경우 경우, 상부 프레임(120)은 θ° 만큼 아래로 경사지게 배치된다. 이에 따라, 도 7의 (b)와 같이, 유체동압 베어링(100)은 슬리브(130)의 상부면 및 하부면에 대해, 하향 경사지게 배치되며, 슬리브(130)의 중심축에 대한 유체동압 베어링(100)의 기울어짐 정도가 조절될 수 있다.
이와 달리, 도 8의 (a)와 같이 슬리브(130)로부터 멀리 위치하는 다른 한 쌍의 고정 나사(165a)를 조이는 경우, 상부 프레임(120)이 θ° 만큼 상향 경사지게 배치될 수 있다. 이에 따라, 도 8의 (b)와 같이, 유체동압 베어링(100)은 슬리브(130)의 상부면 및 하부면에 대해 상향 경사지게 배치되며, 슬리브(130)의 중심축에 대한 유체동압 베어링(100)의 기울어짐 정도가 조절될 수 있다.
다시 도 1 내지 4를 참조하면, 반경 방향 간극 측정 센서(170)는 슬리브(130)의 둘레를 따라 제공되어, 슬리브(130)의 측면에서 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 반경 방향 사이 간격을 측정한다. 실시 예에 따르면, 반경 방향 간극 측정 센서(170)는 세 개가 슬리브(130)의 둘레를 따라 동일한 간격으로 제공될 수 있다. 실시 예에 따르면, 반경 방향 간극 측정 센서(170)는 와전류(eddy current) 타입의 센서일 수 있다.
축 방향 간극 측정 센서(180)는 슬리브(130)의 상단 또는 하단에서 제공되어, 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 축 방향 사이 간격을 측정한다. 실시 예에 따르면, 축 방향 간극 측정 센서(180)는 슬리브(130)의 상단에서 세 개가 동일한 간격으로 제공될 수 있다. 실시 예에 따르면, 축 방향 간극 측정 센서(180)는 와전류 타입의 센서일 수 있다.
로드셀(190)은 하부 프레임(110) 상에 제공되며, 슬리브(130) 하부에서 슬리브(130)를 지지한다.
로드셀(190)은 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 사이 간격에 따라 달라지는 유체동압 베어링(100)의 부하 용량(lad capacity)을 측정한다. 유체동압 베어링(100)의 부하 용량은 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 반경 방향 사이 간격, 그리고 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 축 방향 사이 간격에 따라 다양한 크기로 측정될 수 있다. 실시 예에 따르면, 로드셀(190)은 3축 로드셀로, 용량은 10kN일 수 있다.
이하, 상술한 유체동압 베어링 시험장치를 세팅하는 과정을 설명한다.
도 9는 본 발명의 유체동압 베어링 시험장치에서 시험 대상으로 제공되는 유체동압 베어링의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 유체동압 베어링(100)은 상면 및 하면이 개방된 원통 형상으로, 내부에는 모터(140)의 샤프트(141)와 연결되는 연결부가 형성된다. 유체동압 베어링(100)의 표면에는 홈(groove)들이 형성된다. 제1 홈(102)은 유체동압 베어링(100)의 외주면에서 유체동압 베어링(100)의 둘레를 따라 형성된다. 제1 홈(102)은 유체동압 베어링(100)의 상단 및 하단에 각각 인접하여 형성될 수 있다. 제1 홈(102)들은 저널 베어링으로 제공된다. 제2 홈(104)은 유체동압 베어링(100)의 상면과 하면에 각각 제공되며, 유체동압 베어링(100)의 둘레를 따라 형성된다. 제2 홈(104)들은 스러스트 베어링으로 제공된다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 슬리브(130)가 로드 셀(190) 상에 놓인다. 슬리브(130) 내부에 유체동압 베어링(100)이 배치된다. 슬리브(130)의 바닥면에 유체동압 베어링(100)의 하면이 접한 상태에서, 반경 방향 간극 조절 나사(150)를 조절하여 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100) 사이의 반경 방향 사이 간격 및 편심율을 조절한다. 이때, 반경 방향 간극 측정 센서(170)를 이용하여, 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100) 사이의 반경 방향 사이 간격을 실시간으로 측정하며 조절할 수 있다. 그리고, 축 방향 간극 조절 나사(160)를 이용하여 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 축 방향 사이 간격을 조절한다. 그리고, 고정 나사(165)들을 조절하여 슬리브(130)의 중심축에 대한 유체동압 베어링(100)이 기울어짐 정도를 세팅한다. 구체적으로, a 영역에 위치하는 한 쌍의 고정 나사(165b)가 고정되면, a 영역 및 b 영역에서의 슬리브(130) 하부면과 유체동압 베어링(100) 하면 사이의 축 방향 사이 간격이 감소한다. b 영역 및 c 영역에 위치하는 한 쌍의 고정 나사(165b)들을 모두 고정한다. 그리고, 다른 한 쌍의 고정 나사(165a)들을 고정하는데, a 영역에 위치하는 다른 한 쌍의 고정 나사(165a)가 고정되면, a 영역 및 b 영역에서의 슬리브(130) 하부면과 유체동압 베어링(100) 하면 사이의 축 방향 사이 간격이 증가한다. b 영역 및 c 영역에 위치하는 다른 한 쌍의 고정 나사(165a)들을 모두 고정한다. 축 방향 간극 측정 센서(180)를 이용하여, 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100) 사이의 축 방향 사이 간격을 실시간으로 측정하며 조절할 수 있다.
상술한 과정에 의해, 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 반경 방향 사이 간격, 축 방향 사이 간격 그리고 슬리브(130)의 중심축에 대한 유체동압 베어링(100)이 기울어짐 정도의 세팅이 완료되면, 반경 방향 간극 조절 나사(150)들을 제거한다.
시험 장치의 세팅이 완료되면, 유체동압 베어링(100)의 부하 용량을 측정한다. 구체적으로, 모터(140)를 구동시키고, 윤활유체 공급라인(135)을 통해 슬리브(130) 내부로 윤활유체를 공급한다. 슬리브(130)와 유체동압 베어링(100)의 사이 공간을 흐르는 윤활유체와 회전하는 유체동압 베어링(100) 간에 발생하는 부하 용량을 측정한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 축 방향 간극을 측정한 결과이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 축 방향 부하용량을 측정한 결과이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 모터가 동력을 제공하여 유체동압 베어링이 회전하는 경우, 시간 경과에 따라 유체동압 베어링에 의해 로드셀이 압축되어, 슬리브와 유체동압 베어링의 축 방향 사이 간격이 커진다. 유체동압 베어링의 회전이 정상상태에 도달하는 경우, 축 방향 사이 간격이 일정 간격으로 수렴한다.
시험 예에 의하면, 유체동압 베어링의 회전속도가 1,000rpm이고, 편심율이 0.05이고, 축 방향 사이 간격이 0.07mm인 경우, 유체동압 베어링의 축 방향 부하용량 해석값은 564N이고, 측정값은 549N으로 측정되었다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 편심율을 측정한 결과이고, 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 유체동압 베어링 시험 장치의 반경 방향 부하용량을 측정한 결과이다.
도 12 및 13을 참조하면, 모터가 동력을 제공하여 유체동압 베어링이 회전하는 경우, 슬리브와 유체동압 베어링의 반경 방향 사이 간격이 커진다. 유체동압 베어링의 회전이 정상상태에 도달하는 경우, 반경 방향 사이 간격이 일정 간격으로 수렴한다.
시험 예에 의하면, 유체동압 베어링의 회전속도가 1,000rpm이고, 편심율이 0.58이고, 반경 방향 사이 간격이 0.07mm인 경우, 유체동압 베어링의 반경 방향 부하용량 해석값은 590N, 측정값은 669N으로 측정되었다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 유체동압 베어링
110: 하부 프레임
115: 기둥
120: 상부 프레임
130: 슬리브
131: 유체동압 베어링이 위치하는 공간
135: 윤활유체 공급라인
140: 모터
141: 샤프트
150: 반경 방향 간극 조절 나사
160: 축 방향 간극 조절 나사
165: 고정 나사
170: 반경 방향 간극 측정 센서
180: 축 방향 간극 측정 센서
190: 로드셀

Claims (7)

  1. 유체동압 베어링의 실험 장치에 있어서,
    적어도 세 개 이상의 기둥을 포함하는 하부 프레임;
    상기 하부 프레임의 상기 복수의 기둥 위에 제공되는 상부 프레임;
    상기 하부 프레임과 상기 상부 프레임의 사이에서 상기 복수의 기둥 사이 공간에 위치하고, 상기 유체동압 베어링이 위치하는 공간을 제공하는 슬리브;
    상기 유체동압 베어링에 동력을 제공하는 모터;
    상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 사이 공간으로 윤활유체를 공급하는 윤활유체 공급라인;
    상기 슬리브의 둘레를 따라 적어도 세 지점에 제공되며, 그 끝단이 상기 슬리브 내부로 제공되어 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 반경 방향 사이 간격을 조절하는 복수의 반경 방향 간극 조절 나사;
    상기 상부 프레임에 삽입되며, 조임 조절을 통해 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 축 방향 사이 간격을 조절하는 복수의 축 방향 간극 조절 나사; 및
    상기 상부 프레임에 삽입되고 그 끝단이 상기 기둥에 체결되어, 조임 조절을 통해 상기 슬리브의 중심축에 대한 상기 유체동압 베어링의 기울어짐 정도를 조절하는 고정 나사를 포함하는 유체동압 베어링 시험 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정 나사는 복수 개 제공되며,
    한 쌍의 상기 고정 나사는 상기 슬리브와 상기 축 방향 간극 조절 나사의 사이 영역에서 상기 기둥에 체결되고,
    다른 한 쌍의 상기 고정 나사는 상기 축 방향 간극 조절 나사를 중심으로 상기 한 쌍의 상기 고정 나사와 대칭되어 상기 기둥에 체결되는 유체동압 베어링 시험 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정 나사는 네 개가 제공되며,
    네 개의 상기 고정 나사는 상기 기둥의 가장자리를 따라 서로 동일한 간격을 가지며, 상기 기둥에 체결되는 유체동압 베어링 시험 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 측면에서 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 반경 방향 사이 간격을 측정하는 반경 방향 간극 측정 센서; 및
    상기 슬리브의 상단 또는 하단에서 상기 슬리브와 상기 유체동압 베어링의 축 방향 사이 간격을 측정하는 축 방향 간극 측정 센서를 더 포함하는 유체동압 베어링 시험 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 하부에서 상기 슬리브를 지지하며, 상기 유체동압 베어링과 상기 슬리브의 사이 간격 변화에 따른 상기 베어링의 부하 용량(load capacity)을 측정하는 로드셀(load cell)을 더 포함하는 유체동압 베어링 시험 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 윤활유체는 물인 것을 포함하는 유체동압 베어링 시험 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014167471A (ja) * 2013-02-01 2014-09-11 Toshihiro Ozasa 軸受試験装置
KR101579282B1 (ko) * 2014-07-23 2015-12-21 한국과학기술연구원 베어링의 내구성을 시험하기 위한 베어링의 시험 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014167471A (ja) * 2013-02-01 2014-09-11 Toshihiro Ozasa 軸受試験装置
KR101579282B1 (ko) * 2014-07-23 2015-12-21 한국과학기술연구원 베어링의 내구성을 시험하기 위한 베어링의 시험 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110296839A (zh) * 2019-08-13 2019-10-01 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 用于气体轴承的气膜压力测试装置及测试方法
CN110296839B (zh) * 2019-08-13 2024-02-06 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 用于气体轴承的气膜压力测试装置及测试方法

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