KR20060003578A - Composite journal bearing in which concave surface is formed and fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 요철 내면이 형성된 복합재료 저널베어링에 관한 것으로서, 하우징내에 요철이 형성된 복합재료판이 부착된 복합재료 저널베어링을 개시한다. 본 발명에 따른 요철 내면이 형성된 복합재료 저널베어링은 중공실린더형의 하우징과, 하우징의 내면에 부착되고 요철면이 형성된 복합재료판으로 구성되고, 본 발명에 따른 요철 내면이 형성된 복합재료 저널베어링의 제조방법은 요철금형을 제작하는 단계와, 복합재료판을 요철금형에 프레싱하는 단계와, 복합재료판을 중공실린더형 하우징에 부착시키는 단계로 구성된다. 그에 따라, 본 발명은 저널베어링과 주축 사이의 계면에서 마모입자를 수용할 수 있는 공간을 구비하기 때문에 연삭 마모입자와 주축의 마찰에 의한 주축의 손상을 방지할 수 있고, 베어링내 윤활유체의 교환으로 인하여 연삭입자가 쉽게 유출되어 마찰을 방지할 뿐 아니라, 베어링 내에 형성된 열을 쉽게 외부로 유출시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 윤활유와 베어링 사이의 접촉 면적을 증가시켜 유막에서 발생하는 열을 용이하게 외부로 방출할 수 있어 유막이 얇아지는 것을 방지하고, 저속에서도 베어링내의 윤활유에 의하여 비교적 높은 압력을 발생시켜 저널베어링과 주축 사이의 마모를 감소시킬 수 있다.The present invention relates to a composite journal bearing having a concave-convex inner surface, and discloses a composite journal bearing having a concave-convex composite plate formed therein. The composite journal bearing having an inner concave-convex surface according to the present invention is composed of a hollow cylinder type housing and a composite sheet having a concave-convex surface formed on the inner surface of the housing. The manufacturing method includes a step of manufacturing an uneven mold, a step of pressing the composite sheet on the uneven mold, and attaching the composite sheet to the hollow cylinder housing. Accordingly, the present invention has a space for accommodating wear particles at the interface between the journal bearing and the spindle, thereby preventing damage to the spindle due to friction between the abrasive wear particles and the spindle, and replacement of the lubricating fluid in the bearing. Due to this, the grinding particles are easily leaked out to prevent friction, and the heat formed in the bearing can be easily leaked to the outside. In addition, the present invention can increase the contact area between the lubricating oil and the bearing to easily discharge the heat generated in the oil film to the outside to prevent the oil film from thinning, and to generate a relatively high pressure by the lubricating oil in the bearing at low speed The wear between the journal bearing and the spindle can be reduced.
하이브리드, 베어링, 복합재료, 요철, 금형, 맨드렐, 경화Hybrid, Bearing, Composite, Uneven, Mold, Mandrel, Hardened
Description
도 1은 종래의 저널 베어링 시스템을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional journal bearing system.
도 2a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 요철금형의 분해사시도이다. Figure 2a is an exploded perspective view of the uneven mold according to the first embodiment of the present invention.
도 2b는 본 발명의 제 1실시예에 따라 복합재료판을 프레싱하는 공정을 나타내는 도면이다.2B is a view showing a process of pressing a composite sheet according to the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따라 제작된 복합재료판을 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view showing a composite sheet produced according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 요철금형의 사시도이다.4 is a perspective view of an uneven mold according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따라 제작된 복합재료판을 나타내는 사시도이다.5 is a perspective view showing a composite sheet produced in accordance with a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 요철금형의 사시도이다. 6 is a perspective view of an uneven mold according to a third embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따라 복합재료판을 프레싱하는 공정을 나타내는 도면이다. 7 is a view showing a process of pressing a composite sheet according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 "A"의 확대도이다.FIG. 8 is an enlarged view of “A” of FIG. 7.
도 9는 본 발명의 제 3실시예에 따라 제작된 복합재료판을 나타내는 사시도이다. 9 is a perspective view showing a composite plate produced in accordance with a third embodiment of the present invention.
도 10은 도 9의 "B"의 확대도이다.FIG. 10 is an enlarged view of “B” of FIG. 9.
도 11은 본 발명의 제 4실시예에 따른 요철금형의 사시도이다.11 is a perspective view of an uneven mold according to a fourth embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제 4실시예에 따라 제작된 복합재료판의 사시도이다.12 is a perspective view of a composite plate prepared in accordance with a fourth embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따라 제작된 복합재료 저널베어링의 사시도이다.13 is a perspective view of a composite journal bearing made in accordance with embodiments of the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 복합재료 저널베어링 제조방법의 흐름도이다.14 is a flowchart of a method for manufacturing a composite journal bearing according to the present invention.
♣도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for main parts of drawing ♣
1 : 하우징 3 : 저널베어링1
5 : 주축 7 : 윤활유5: spindle 7: lubricant
10 : 요철금형 12 : 맨드렐10: uneven mold 12: mandrel
13 : 제 1원형금속박판 14 : 제 2원형금속박판13: first round metal sheet 14: second round metal sheet
18 : 금형요철면 20 : 요철금형18: uneven mold surface 20: uneven mold
22 : 맨드렐 24 : 금속세선22: mandrel 24: fine metal wire
28 : 금형요철면28: mold uneven surface
30 : 요철금형 32 : 박판 고정용 바30: uneven mold 32: thin plate fixing bar
33 : 제 1띠형금속박판 34 : 제 2띠형금속박판33: 1st strip metal plate 34: 2nd strip metal plate
38 : 금형요철면 40 : 요철금형38: uneven mold surface 40: uneven mold
42 : 맨드렐 44 : 섬유세선42: mandrel 44: fiber thin wire
48 : 금형요철면48: uneven mold surface
50 : 복합재료판 52, 54, 56 : 요철면50:
60 : 하우징60 housing
본 발명은 요철 내면이 형성된 복합재료 저널베어링에 관한 것으로서, 하우징내에 요철이 형성된 복합재료판을 부착시켜 저속시 베어링내에 충분한 압력이 발생하도록 하고 고속시 외부로 열전달을 용이하게 하는 복합재료 저널베어링에 관한 것이다.The present invention relates to a composite journal bearing having an inner concave-convex surface, and to a composite journal bearing having a concave-convex composite plate attached to the housing so that sufficient pressure is generated in the bearing at low speed and facilitates heat transfer to the outside at high speed. It is about.
도 1은 종래의 저널 베어링 시스템을 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 유체저널 베어링 시스템은 하우징(1)의 내부에 저널베어링(3)이 장착되어 있다. 주축(5)은 저널베어링(3)이 장착된 하우징(1)의 내부에 삽입된다. 주축(5)과 하우징(1)의 사이에는 주축(5)의 유동을 원활하게 하는 윤활유(7)가 주입된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 저널베어링(3)과 주축(5) 사이의 간격이 다른 하우징(1)의 내경과 주축(5) 사이의 간격에 비하여 좁다.1 is a cross-sectional view showing a conventional journal bearing system. As shown in FIG. 1, the conventional fluid journal bearing system is equipped with a journal bearing 3 inside the housing 1. The
그에 따라, 주축(5)의 회동시 주축(5)과 저널베어링(3) 사이에 존재하는 윤활유의 압력이 주축(5)과 하우징(1) 사이에 존재하는 윤활유의 압력보다 상대적으로 더 높아진다. 높아진 압력에 의하여 주축(5)은 저널베어링(3)과 직접적으로 접하지 않고 윤활유(7)의 압력에 의한 유막에 지지되면서 회동하게 된다.Accordingly, the pressure of the lubricating oil present between the
일반적인 경우에, 유체저널 베어링 시스템은 저속시 저널베어링과 주축 사이의 윤활유에 충분한 압력이 발생하지 않기 때문에, 유막이 얇아져서 저널베어링과 주축이 직접적으로 접촉하게 된다. 이와 같이, 저널베어링과 주축이 직접적으로 접촉하는 경우, 주축과 저널베어링이 마모되어 유체저널 베어링 시스템의 수명을 단축시킬 수 있다.In the general case, since the fluid journal bearing system does not generate sufficient pressure in the lubricant between the journal bearing and the spindle at low speeds, the oil film becomes thin and the journal bearing and the spindle are in direct contact. As such, when the journal bearing and the main shaft are in direct contact, the main shaft and the journal bearing may wear and shorten the life of the fluid journal bearing system.
유체저널 베어링 시스템은 고속시 높은 회전에너지에 의하여 윤활유의 온도가 상승하게 되고 그에 따라 윤활유의 점성이 낮아지게 된다. 윤활유의 점성이 낮아지는 경우 유막이 얇아져서 저널베어링과 주축이 직접적으로 접촉하여 주축과 저널베어링이 마모될 수 있다. In the fluid journal bearing system, the lubricant temperature is increased by high rotational energy at high speed, and thus the viscosity of the lubricant is lowered. If the viscosity of the lubricating oil becomes low, the oil film may become thin and the journal bearing and the spindle may directly contact, causing the spindle and the journal bearing to wear out.
저널베어링의 소재는 회전하는 주축의 마모를 방지하기 위하여 주축의 소재보다 상대적으로 낮은 경도와 낮은 마찰계수를 가져야 한다. 또한, 저널베어링의 소재는 열을 외부로 빠르게 방출하여 윤활유의 온도상승을 방지하기 위하여 높은 열전도계수를 가져야 한다.The material of the journal bearing should have a relatively low hardness and a low coefficient of friction than the material of the spindle to prevent wear of the rotating spindle. In addition, the material of the journal bearing should have a high thermal conductivity coefficient in order to quickly release heat to the outside to prevent the temperature rise of the lubricant.
상술한 조건을 만족시키기 위하여, 저널베어링의 소재로서 널리 활용되고 있는 재료가 화이트메탈이다. 화이트메탈은 주석 또는 납에 안티몬과 구리로 구성된 합금이다. 화이트메탈은 상대적으로 낮은 경도와 낮은 마찰계수를 가질 뿐 아니라, 높은 열전도계수를 갖는다. 그러나, 고착 온도가 대략 135℃ 내외로서 너무 낮은 온도에서 고착되기 때문에, 화이트메탈로 이루어진 저널베어링과 주축이 고착될 수 있는 문제점을 갖는다. In order to satisfy the above-mentioned conditions, a material widely used as a material for journal bearings is white metal. White metal is an alloy consisting of antimony and copper in tin or lead. White metal not only has a relatively low hardness and a low coefficient of friction, but also a high thermal conductivity. However, since the fixing temperature is fixed at too low a temperature of about 135 ° C, the journal bearing and the main shaft made of white metal can be stuck.
저널베어링과 주축과의 고착을 막기 위한 저널 베어링의 소재로서 두꺼운 복합재료가 사용되어 왔지만, 두꺼운 복합재료는 열전도성이 낮고 마찰계수가 높다. 그에 따라, 두꺼운 복합재료로 제작된 저널 베어링은 내부에서 발생한 열에 의하여 윤활유의 점성이 낮아져 결과적으로 베어링과 주축이 직접 접촉하여 마모되는 문제점을 갖는다.Although thick composite materials have been used as journal bearing materials to prevent sticking between journal bearings and main shafts, thick composite materials have low thermal conductivity and high coefficient of friction. Accordingly, the journal bearing made of a thick composite material has a problem that the viscosity of the lubricating oil is lowered due to heat generated therein, resulting in the bearing and the main shaft being directly contacted and worn.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 주축과 베어링 사이의 마찰을 최소화하는 요철 내면이 형성된 복합재료 저널베어링 및 그 제조방법을 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a composite journal bearing having a concave-convex inner surface to minimize the friction between the main shaft and the bearing and a manufacturing method thereof.
본 발명의 다른 목적은 열전도성이 향상되어 주축과 베어링 사이에 존재하는 윤활유의 온도상승을 방지하여 윤활유의 점성이 낮아지는 것을 막는 요철 내면이 형성된 복합재료 저널베어링 및 그 제조방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a composite journal bearing having a concave-convex inner surface which prevents the viscosity of the lubricating oil from lowering by increasing the thermal conductivity, thereby preventing the temperature rise of the lubricating oil existing between the main shaft and the bearing, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 또 다른 목적은 주축과 베어링의 접촉시 발생하는 마모물질을 쉽게 배출할 수 있도록 외부와 용이하게 윤활유를 순환시킬 수 있는 요철 내면이 형성된 복합재료 저널베어링 및 그 제조방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a composite journal bearing having a concave-convex inner surface which can easily circulate lubricating oil so as to easily discharge the wear material generated when the main shaft and the bearing contact.
본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징으로서, 본 발명에 따른 요철 내면이 형성된 복합재료 저널베어링은 중공실린더형의 하우징과, 하우징의 내면에 부착되고 요철면이 형성된 복합재료판으로 구성된다.As a feature of the present invention for achieving the above object, the composite journal bearing formed with the uneven inner surface according to the present invention is composed of a hollow cylinder-type housing, and a composite material plate attached to the inner surface of the housing and formed with the uneven surface.
본 발명의 다른 특징으로서, 본 발명에 따른 요철 내면이 형성된 복합재료 저널베어링의 제조방법은 요철금형을 제작하는 단계와, 복합재료판을 요철금형에 프레싱하는 단계와, 복합재료판을 중공실린더형 하우징에 부착시키는 단계로 구성된다.As another feature of the present invention, a method of manufacturing a composite journal bearing having an inner surface of an uneven surface according to the present invention includes the steps of manufacturing an uneven mold, pressing a composite sheet into an uneven mold, and a hollow cylinder type composite sheet. Attaching to the housing.
이하에서는 본 발명에 따른 요철 내면이 형성된 복합재료 저널베어링 및 그 제조방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in detail with reference to the accompanying drawings with respect to the composite journal bearing formed with the inner surface irregularities according to the present invention.
도 2a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 요철금형의 분해사시도이고, 도 2b는 본 발명의 제 1실시예에 따라 복합재료판을 프레싱하는 공정을 나타내는 도면이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 요철금형(10)은 원통형 맨드렐(12)에 복수의 제 1원형금속박판(13)과 제 2원형금속박판(14)을 번갈아 배치한 형태로 구성된다. 제 1원형금속박판(13)과 제 2원형금속박판(14)은 각각이 서로 다른 직경을 갖는다. 제 1원형금속박판(13)과 제 2원형금속박판(14)에는 서로 대응되는 구멍이 형성되어 있다. Figure 2a is an exploded perspective view of the uneven mold according to the first embodiment of the present invention, Figure 2b is a view showing a process for pressing the composite plate according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2A, the
박판 고정용 원판(16)은 맨드렐(12)과의 사이에서 복수의 제 1원형금속박판 (13)과 제 2원형금속박판(14)을 고정시킨다. 박판 고정용 원판(16)에는 제 1원형금속박판(13)과 제 2원형금속박판(14)에 형성된 구멍과 대응하여 구멍이 형성된다. 그에 따라, 서로 대응하는 각 구멍에 나사(17)가 삽입되어 제 1원형금속박판(13)과 제 2원형금속박판(14)은 밀착된 상태로 번갈아 배치된다.The thin
도 2a 내지 도 3을 함께 참조하면, 요철금형(10)에는 맨드렐(12)과 박판 고정용 원판(16)의 사이에 금형요철면(18)이 형성된다. 금형요철면(18)은 서로 다른 직경을 갖는 제 1원형금속박판(13)과 제 2원형금속박판(14)의 외주면이다. 금형요철면(18)의 폭은 제 1원형금속박판(13)과 제 2원형금속박판(14)의 개수에 따라 결 정된다. 본 발명에 따른 복합재료판(50)은 금형요철면(18)에 프레싱되어, 원주방향으로 홈이 구비된 요철면(52)이 형성된다.2A to 3, the
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 요철금형의 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 요철금형(20)은 맨드렐(22)에 금속세선(24)이 감긴 형태로 제작된다. 그에 따라, 요철금형(20)에는 금속세선(24)으로 구성된 금형요철면(28)이 형성된다. 복합재료판(50)은 소정의 두께로 형성된 금형요철면(28)에 프레싱되어, 원주방향으로 홈이 구비된 요철면(52)(도 5 참조)이 형성된다.4 is a perspective view of an uneven mold according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따라 제작된 복합재료판을 나타내는 사시도이다. 도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 복합재료판(50)은 금형요철면(28)에 프레싱되어, 복합재료판(50)의 표면에 금형요철면(28)의 형상에 대응하는 요철면(54)이 형성된다. 복합재료판(50)이 요철금형(20)에 프레싱되기전에, 금형요철면(28)은 이형재 또는 이형필름으로 이형처리된다. 그에 따라, 복합재료판(50)은 프레싱된 후 요철금형(20)으로부터 용이하게 분리된다.5 is a perspective view showing a composite sheet produced in accordance with a second embodiment of the present invention. 4 and 5 together, the
복합재료판(50)은 얇은 박판형으로 준비되고, 탄소강화 복합재료 등으로 구성된다. 복합재료판(50)은 하나의 판으로 제작하고자 하는 베어링 하우징의 전체 크기에 대응하여 부착시킬 수 있을 정도의 크기로 준비될 수 있다. 또한, 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 복합재료판(50)은 작은 크기의 여러 셀을 제작하여 다수의 복합재료판(50)을 베어링 하우징에 순차적으로 접착시키도록 제작될 수도 있다.The
본 발명에 따른 저널베어링을 제작하기 위한 요철금형의 제 1실시예와 제 2실시예에 의하여 제작된 복합재료판(50)은 부착시키고자 하는 하우징(60)(도 13 참 조)의 내면에 대응하도록 제작된다. 이 경우, 복합재료판(50)의 요철면(52)에 형성된 요철은 하우징(60)의 원주방향으로 형성된다. 다시 말하면, 복합재료판(50)의 요철면(52)에 형성된 요철은 베어링의 회전방향과 일치하게 형성된다. 그에 따라, 주축의 회전시 주축과 요철면(52)에 형성된 요철 사이의 마찰계수가 낮아져서 주축이 요철면이 없는 베어링에 비하여 상대적으로 덜 마모된다.The
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 요철금형의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따라 복합재료판을 프레싱하는 공정을 나타내는 도면이며, 도 8은 도 7의 "A"의 확대도이다. 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예에 따른 요철금형(30)은 판형상으로 제작된다.6 is a perspective view of an uneven mold according to a third embodiment of the present invention, Figure 7 is a view showing a process for pressing the composite plate according to a third embodiment of the present invention, Figure 8 is a "A of FIG. Is an enlarged view of ". 6 to 8, the
요철금형(30)은 박판 고정용 바(32)의 사이에 번갈아 배치된 제 1띠형금속박판(33)과 제 2띠형금속박판(34)으로 구성된다. 제 1띠형금속박판(33)과 제 2띠형금속박판(34)은 가로의 길이가 세로의 길이에 비하여 상대적으로 긴 띠형상으로 구비된다. 제 1띠형금속박판(33)에 형성된 제 1요부(35)와 제 2띠형금속박판(34)에 형성된 제 2요부(36)는 엇갈려 배치된 형태로 형성된다. 그에 따라, 요철금형(30)에는 제 1요부(35)와 제 2요부(36)로 구성된 금형요철면(38)이 형성된다. 박판 고정용 바(32)와 제 1띠형금속박판(33) 및 제 2띠형금속박판(34)에는 대응되는 구멍이 형성되어, 나사(37)에 의하여 2개의 박판 고정용 바(32)의 사이에 제 1띠형금속박판(33)과 제 2띠형금속박판(34)이 배치된다.The
도 9는 본 발명의 제 3실시예에 따라 제작된 복합재료판을 나타내는 사시도이고, 도 10은 도 9의 "B"의 확대도이다. 도 9와 도 10을 함께 참조하면, 본 발명 의 제 3실시예에 따라 제작된 복합재료판(50)의 요철면(56)에는 길이방향으로 복수의 홈(57)이 형성되어 있다. 복수의 홈(57)은 배열형태로 구비되고, 그 배열은 길이방향으로 엇갈리게 형성된다. 이 경우, 복수의 홈(57)의 배열이 베어링내 윤활유의 측류 유동방향과 동일하기 때문에, 주축과 저널베어링 사이의 마찰력으로 인하여 내부에서 생성된 연삭입자를 배출하기에 용이하다. 또한, 복수의 홈(57)은 윤활유를 순환시키기 용이하게 형성되기 때문에, 윤활유가 내재하고 있는 열을 쉽게 방출할 수 있도록 한다. 나아가, 주축의 유동방향과 요철면(56)에 형성된 홈(57)의 방향이 수직이기 때문에, 주축이 저속으로 회전할지라도 요철면(56)의 홈(57)이 형성되지 않은 경우에 비하여 상대적으로 압력이 크게 발생한다. 따라서, 저속시에도 주축과 저널베어링이 마찰하지 않는다.FIG. 9 is a perspective view showing a composite plate manufactured according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an enlarged view of "B" in FIG. 9 and 10, a plurality of
도 11은 본 발명의 제 4실시예에 따른 요철금형의 사시도이다. 본 발명에 따른 제 4실시예의 요철금형(40)은 맨드렐(42)의 외주에 섬유세선(44)이 감긴 형태로 제작된다. 그에 따라, 요철금형(40)에는 섬유세선(44)으로 구성된 금형요철면(48)이 형성된다.11 is a perspective view of an uneven mold according to a fourth embodiment of the present invention. The
섬유세선(44)은 맨드렐(42)에 이형필름이 코팅되거나 이형재가 도포되는 부분에 일정한 간격으로 감긴다. 섬유세선(44)은 PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 섬유 또는 PE(Poly Ethylene) 섬유로 제작된다. PTFE 섬유 또는 PE 섬유는 마찰 계수가 다른 재료에 비하여 상대적으로 낮기 때문에 제작되는 복합재료판(50)의 마찰 계수를 낮춘다. 복합재료판(50)과 섬유세선(44)이 동시경화되는 공정에서, 이형처리된 맨드렐(42)의 부분에 감긴 섬유세선(44)은 복합재료판(50)에 동시경화된다.The
도 12는 본 발명의 제 4실시예에 따라 제작된 복합재료판의 사시도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4실시예에 따라 제작된 복합재료판(50)은 그 내부에 동시경화된 섬유세선(44)에 의하여 요철면(58)을 형성한다. 복합재료판(50)은 내면에 섬유재료로 형성된 요철을 갖기 때문에 마찰 계수가 줄어든다. 그에 따라, 베어링 내부의 연삭입자생성을 줄일 수 있을 뿐 아니라 베어링 내부에 발생하는 열을 요철이 없는 경우에 비하여 더 감소시킬 수 있다.12 is a perspective view of a composite plate prepared in accordance with a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the
본 발명의 제 1실시예, 제 2실시예, 제 3실시예에 따른 요철금형(10; 20; 30)의 금형요철면(18; 28; 38)상에는 마찰 계수가 비교적 낮은 재료가 코팅 또는 도포될 수 있다. 이러한 재료로는 PTFE 섬유, PE 섬유, 고분자 분말, 흑연 분말, MbS2 분말, 고분자 필름 등이 있다. 그에 따라, 제 1실시예 내지 제 3실시예에 의하여 제작된 복합재료판(50)의 요철면(52; 54; 56)상에는 이와 같은 섬유재료 등이 동시경화될 수 있다. 동시경화의 방식은 본 발명의 제 4실시예에 의한 방식과 동일하다.A material having a relatively low friction coefficient is coated or coated on the mold
도 13은 본 발명의 실시예들에 따라 제작된 복합재료 저널베어링의 사시도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 제작된 복합재료 저널베어링은 중공실린더형의 하우징(60)과 하우징(60)의 내면에 부착된 복합재료판(50)으로 구성된다. 복합재료판(50)에는 본 발명의 제 1실시예 내지 제 4실시예에 의하여 제작된 요철면(52; 54; 56; 58)이 형성되어 있다. 복합재료판(50)은 하우징(60)에 끼워맞춤되거나 접착제에 의하여 하우징(60)에 부착될 수 있다. 또한, 복합재료판(50)은 하우징(60)과의 접합면에 복합재료 프리프레그 또는 동판이 부착되어 동시경화됨으로써 하우징(60)에 부착될 수 있다. 도 13에서는 하우징(60)의 내면 전체에 복합재료판(50)이 부착된 형태를 나타내었으나, 본 발명에 따라 하우징(60)의 일부에만 셀형태의 복합재료판이 부착될 수 있다. 특히, 복합재료판(50)은 베어링의 하중이 다른 부분에 비하여 상대적으로 크게 가해지는 내면의 하부에만 부착될 수 있다.13 is a perspective view of a composite journal bearing made in accordance with embodiments of the present invention. As shown in FIG. 13, the composite journal bearing manufactured according to the present invention includes a hollow cylinder-
도 14는 본 발명에 따른 복합재료 저널베어링 제조방법의 흐름도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라, 먼저 요철금형이 제작된다(S10). 요철금형은 프레싱금형에 요철을 형성시킬 수 있는 다양한 방식에 의하여 제작된다. 본 발명의 저널베어링 제조방법에 따라, 요철금형(10)은 직경이 다른 원형금속박판 (13; 14)을 번갈아 배치시킨 후 이를 고정함에 의하여 제작된다. 그리고 요철금형 (20)은 금속세선(24)을 일정간격으로 배치시킴에 의하여 제작된다. 또한, 요철금형 (30)은 요철부가 엇갈려서 형성된 띠형금속박판(33, 34)을 번갈아 배치시킴으로써 제작된다. 나아가, 요철금형(40)은 맨드렐(42)에 이형처리된 섬유세선(44)을 동시경화시켜 섬유세선(44) 자체로 요철을 형성시킴으로써 제작된다. 제작된 요철금형 (10; 20; 40)상에 형성된 요철은 주축의 회전방향과 동일한 방향으로 형성되거나, 요철금형(30)상에 형성된 요철이 주축의 회전방향과 수직한 방향으로 형성된다. 14 is a flowchart of a method for manufacturing a composite journal bearing according to the present invention. As shown in Figure 14, according to the method of the present invention, first uneven mold is produced (S10). Uneven mold is produced by a variety of ways to form the unevenness in the pressing mold. According to the journal bearing manufacturing method of the present invention, the
다음으로, 요철금형면을 이형처리한다(S12). 일반적으로, 이형처리는 상온시에는 접착되어있는 면이 가열될 경우 접착력이 떨어지도록 하는 처리를 말한다. 이형처리를 위하여, 요철금형(10; 20; 30; 40)의 요철이 형성된 부분에 이형 필름이 코팅되거나 이형제가 도포된다.Next, the uneven mold surface is released (S12). In general, the release treatment refers to a treatment such that the adhesive force is lowered when the surface to be bonded is heated at room temperature. For the release treatment, a release film is coated or a release agent is applied to a portion where the unevenness of the
요철금형면을 이형처리한 이후, 이형처리된 요철금형면상에 섬유재가 도포된다(S14). 여기에서, 섬유재는 PTFE 섬유, 고분자 분말, 흑연 분말, MbS2 분말, PE 섬유, 고분자 필름 등이다. 이와 같은 섬유재는 요철금형면상에 필름형태의 재료로 코팅시키거나 분말형태의 재료로 고착된다.After the mold release surface of the uneven mold surface, the fiber material is applied on the uneven mold surface subjected to the release treatment (S14). Here, the fiber material is PTFE fiber, polymer powder, graphite powder, MbS2 powder, PE fiber, polymer film and the like. Such a fiber material is coated with a film-like material or fixed to a powdery material on the uneven mold surface.
그 후, 복합재료판(50)이 요철금형(10; 20; 30; 40)상에 프레싱된다(S16). 프레싱된 복합재료판(50)상에는 요철금형(10; 20; 30; 40)의 형상에 따라 요철면 (52; 54; 56; 58)이 형성된다. 요철면(52; 54; 58)은 주축의 회전방향과 평행한 요철이 형성될 수 있을 뿐 아니라, 요철면(56)은 주축의 회전방향과 수직한 요철이 형성될 수 있다.Thereafter, the
복합재료판(50)상에 요철면(52; 54; 56; 58)을 형성시킨 이후에, 복합재료판 (50)이 하우징(60)에 부착된다(S18). 복합재료판(50)의 요철면(52; 54; 56; 58)이 형성된 면의 타면에는 복합재료 프리프레그 또는 동판과 같은 재료가 구비된다. 이와 같은 재료는 경화시에 복합재료판(50)과 하우징(60) 사이에 접착력을 형성시킨다. 이러한 재료 이외에도 일반적인 접착제가 복합재료판(50)과 하우징(60)을 부착시키기 위하여 사용된다. 또한, 화이트메탈로 구성된 베어링을 사용할 경우에는, 맨드렐에 형성된 복합재료판(50)이 하우징(60)에 끼워맞춰져 부착될 수 있다.After the
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이 해되어야 한다.The embodiments described above are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention Various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments should be understood as being within the scope of the present invention.
본 발명은 저널베어링과 주축 사이의 계면에서 마모입자를 수용할 수 있는 공간을 구비하기 때문에 연삭 마모입자와 주축의 마찰에 의한 주축의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 베어링 내의 윤활유체가 용이하게 교환되어 연삭입자가 유출되어 마찰을 방지할 뿐 아니라, 베어링 내에 형성된 열을 쉽게 외부로 유출시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 윤활유와 베어링 사이의 접촉 면적을 증가시켜 유막에서 발생하는 열을 용이하게 외부로 방출할 수 있어 유막이 얇아지는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 본 발명은 저속에서도 베어링내의 윤활유에 의하여 비교적 높은 압력을 발생시켜 저널베어링과 주축 사이의 마모를 감소시킬 수 있는 현저한 효과를 갖는다.Since the present invention has a space for accommodating wear particles at the interface between the journal bearing and the spindle, it is possible to prevent damage to the spindle due to friction between the abrasive wear particles and the spindle. In addition, the lubricating fluid in the bearing is easily exchanged so that the grinding particles flow out to prevent friction, and the heat formed in the bearing can be easily released to the outside. In addition, the present invention can increase the contact area between the lubricating oil and the bearing to easily release the heat generated in the oil film to the outside can prevent the oil film from thinning. Furthermore, the present invention has a remarkable effect of reducing the wear between the journal bearing and the main shaft by generating a relatively high pressure by the lubricating oil in the bearing even at a low speed.
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