범브포일 저널베어링의 구조특성에 대한 종합적 고찰과 정리: 정하중을 부여한 회전하지 않는 축에서의 강성 및 감쇠 규명

Abstract

가스 포일 베어링은 공기 동압 베어링으로 구름 요소 베어링과는 다르게 오일 윤활 장치 및 실링이 필요 없기 때문에 회전기기의 구조가 간단해지며, 무게 및 크기를 줄일 수 있다. 또한 극한 운전 조건인 고온, 고속, 방사능 구역에서도 작동이 가능하며 매우 친환경적이다. 그러나 구름 요소 베어링에 비해 하중지지력이 작고, 회전축과 베어링 표면 사이의 마찰로 인해 회전축 표면과 탑 포일의 코팅은 필수적이며, 저속에서 작동이 불가능하다. 본 연구에서는 회전하지 않는 축을 베어링 슬리브에 삽입하고 정하중을 부여하여 포일베어링의 구조 강성 및 감쇠를 규명하고자 한다. 축이 고속으로 회전하는 동안 공기의 강성은 범프 포일의 강성보다 크게 나타난다. 이와 같은 이유로 범프 포일의 특성은 시스템의 동적 안정성을 결정하는 매우 중요한 요인이다. 하지만 베어링 슬리브에 범프 포일을 삽입하여 추정한 구조 강성은 베어링의 간극과 활성화되는 범프 수에 따라 다르기 때문에 범프 포일만의 정확한 특성을 알기 어렵다. 따라서 범프 포일 단품에 정하중을 가하여 강성과 손실 계수를 추정하고 겹쳐진 범프 포일의 다양한 형태에 따른 강성 및 감쇠 능력을 실험적으로 규명하고자 한다.