KR20050008893A - 트러스트 베어링의 유막 특성 계산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트러스트 베어링(Thrust Bearing)의 유막 특성 계산 방법에 관한 것이다.

본 발명은 트러스트 베어링의 하중 조건을 입력하는 과정과; 베어링 패드의 형상 정보를 입력함과 아울러 윤활유의 종류를 선택하는 과정과; 윤활유 점성 곡선을 계산함과 아울러 유막 특성 계수를 계산하는 과정과; 최소 유막 두께, 유막 온도, 베어링 발열량 및 베어링 지지부 위치를 계산하는 과정을 포함하여 구성된다.

본 발명은 양수 발전소에서 사용되는 터빈의 트러스트 베어링에 대한 유막 특성을 계산하는 경우에 해당 계산 과정을 프로그램화하여 반복적으로 자동 계산할 수 있으므로, 트러스트 베어링의 유막 특성을 신속하게 정확히 계산할 수 있어서 작업 효율성을 향상시키게 되며, 트러스트 베어링에 대한 독자적인 해석 및 설계가 가능하게 된다.

Description

트러스트 베어링의 유막 특성 계산 방법{Method for Calculation Oil Film Characteristic of Thrust Bearing}

본 발명은 수력(양수) 발전소에서 사용되는 트러스트 베어링(Thrust Bearing)의 유막 특성을 계산하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윤활유에 의해 트러스트 베어링의 패드(Pad)에 형성되는 유막의 특성을 계산하는 겅우에 신속히 효율적으로 계산하도록 한 것이다.

일반적으로 수력(양수) 발전소에서 사용되는 양수 터빈의 설계 검증을 수행하는 경우에 트러스트 베어링의 유막 특성을 계산할 필요가 있다.

그런데, 종래에는 트러스트 베어링의 유막 특성을 계산하는 경우에 수작업으로 계산하였기 때문에 그 계산 결과를 얻기까지 많은 시간이 소요되고. 계산 결과의 신뢰성이 결여되어 여러 번 반복하여 계산해야 되어 계산 작업의 효율성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 트러스트 베어링의 유막 특성을 계산하는 겅우에, 해당 트러스트 베어링의 유막 특성을 계산하기 위한 과정을 프로그램화하여 해당 프로그램에 의하여 자동적으로 계산하는 트러스트 베어링의 유막 특성 계산 방법을 제공함에 있다.

도1은 본 발명에서 트러스트 베어링의 유막 특성을 계산함에 있어서 사용되는 계산 시스템의 구성도.

도2는 본 발명에 따른 트러스트 베어링의 유막 특성 계산 방법을 나타낸 도면

도3은 본 발명에서 계산된 윤활유 점성 계수에 대한 그래프의 출력을 예시한 도.

도4는 본 발명에서 계산된 유막 특성에 대한 그래프의 출력을 예시한 도.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 트러스트 베어링의 하중 조건을 입력하는 과정과; 베어링 패드의 형상 정보를 입력함과 아울러 윤활유의 종류를 선택하는 과정과; 윤활유 점성 곡선을 계산함과 아울러 유막 특성 계수를 계산하는 과정과; 최소 유막 두께, 유막 온도, 베어링 발열량 및 베어링 지지부 위치를 계산하는 과정을 포함하는데 있다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에서는 수력터빈에 구비되는 트러스트 베어링의 유막 특성을 지배하는 방정식을 유도하고, 해당 유도된 방정식에 의거하여 유막 특성을 계산하기 위한 과정을 프로그램화 하였다.

즉, 유막 특성을 지배하는 방정식을 유도함에 있어서, 유막 특성 해석 모델을 정의하고, 베어링 패드(pad)면 압력분포 계산을 위한 방정식을 유도하고, 각 베어링 패드의 마찰 토오크와 동력 손실 계산 방정식을 유도하고, 각 베어링 패드의 유입 유량을 계산하기 위한 계산 방정식을 유도하고, 측면의 손실 유량을 계산하기 위한 계산 방정식을 유도하고, 압력 중심점의 위치 계산 방정식을 유도한다. 그리고, 해당 유도된 방정식에 의거하여 유막 특성을 계산하기 위한 과정을 프로그램화하되, 최소 유막 두께 계산, 유막 온도 계산, 베어링 발열량(소산 에너지) 계산, 베어링 지지부 위치 계산 등의 계산 처리를 위한 과정을 프로그램화 하였다.

본 발명에서 트러스트 베어링의 유막 특성을 계산하는 경우에 도1에 도시된 바와 같이 구성되어 있는 계산 시스템을 사용한다. 본 발명에 의한 계산 시스템은 프로세서부(10), 모니터부(11), 입력부(12), 데이터 베이스부(13) 및 통신부(14)를 구비하여 이루어 진다. 입력부(12)는 트러스트 베어링의 유막 특성을 계산하기 위한 제반 정보와 명령을 프로세서부(10)에 입력하는 기능을 수행한다. 데이터 베이스부(13)는 트러스트 베어링의 유막 특성을 계산하기 위한 제반 프로그램과 데이터를 저장하고, 해당 프로그램과 데이터를 프로세서부(10)에 제공하여 준다. 또한, 프로세서부(10)는 데이터 베이스부(13)에 저장되어 있는 프로그램을 실행함으로써트러스트 베어링의 유막 특성을 계산하기 위한 처리를 수행하되 입력부(12)를 통해 입력되는 사용자의 명령에 따라 계산을 위한 제반 처리 동작을 수행하고, 처리 동작을 수행함에 의해 생성되는 데이터를 데이터 베이스부(13)에 저장한다. 그리고, 모니터부(11)는 프로세서부(10)에서 이루어지는 유막 특성의 계산 상황을 시각적으로 확인할 수 있도록 표시하고, 통신부(14)는 프로세서부(10)의 제어에 따라 처리 데이터를 통신 선로를 통해 다른 시스템에 전송하는 기능을 수행한다.

본 발명에서 트러스트 베어링의 유막 특성을 계산하는 경우에 도2에 도시된 바와 같이 수행한다.

먼저, 사용자가 계산 시스템의 프로세서부(10)에서 프로그램을 구동시킨 후에, 트러스트 베어링의 하중 조건을 입력하되, 회전속도, 수직하중, 압력, 회전 방향수 및 소산 에너지 증가량 등의 트러스트 베어링 하중 조건을 입력한다(스텝 S11).

그리고, 베어링 패드(Pad)의 형상을 입력함과 아울러 윤활유 종류를 선택하는데(스텝 S12), 베어링 패드의 형상을 입력하는 경우에는 패드 링의 내경, 패드 수량, 패드 길이/패드 폭 및 패드의 폭 등과 같은 패드의 기하학적 형상 정보를 입력한다.

그후에, 해당 입력된 정보를 프로그램되어 있는 계산식에 대입하여 윤활유 점성곡선을 계산함과 아울러 유막 특성 계수를 계산하고(스텝 S13), 최소 유막 두께, 유막 온도, 베어링 발열량(소산 에너지) 및 베어링 지지부 위치를 계산한다(스텝 S14).

이와 같이, 계산 처리하는 경우, 해당 계산 결과를 표의 형태와 그래프의 형태로 출력하는데, 유막 특성을 그래프 형태로 출력하는 경우에는 도4에 도시된 바와 같이 정리하여 출력하며, 윤활유 점성 곡선을 계산하는 경우에는 도3에 도시된 바와 같이 정리하여 출력한다. 따라서, 설계자는 터빈 트러스트 베어링의 유막 특성을 용이하게 분석할 수 있게 된다.

본 발명은 양수 발전소에서 사용되는 터빈의 트러스트 베어링에 대한 유막 특성을 계산하는 경우에 해당 계산 과정을 프로그램화하여 반복적으로 자동 계산할 수 있으므로, 트러스트 베어링의 유막 특성을 신속하게 정확히 계산할 수 있어서 작업 효율성을 향상시키게 되며, 트러스트 베어링에 대한 독자적인 해석 및 설계가 가능하게 된다.

Claims (2)

1. 트러스트 베어링의 하중 조건을 입력하는 과정과; 베어링 패드의 형상 정보를 입력함과 아울러 윤활유의 종류를 선택하는 과정과; 윤활유 점성 곡선을 계산함과 아울러 유막 특성 계수를 계산하는 과정과; 최소 유막 두께, 유막 온도, 베어링 발열량 및 베어링 지지부 위치를 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 트러스트 베어링의 유막 특성 계산 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 계산 결과를 출력하는 경우에 표의 형태나 그래프의 형태로 출력하는 것을 특징으로 하는 트러스트 베어링의 유막 특성 계산 방법.