적층제조된 외부가압 포러스 틸팅 패드 저널 베어링: 설계 및 제작

Abstract

현재까지 적층 제조 기술을 터보기계 산업 부품에 활용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다(1~3). 적층 제조 기술은 설계 자유도가 높아, 복잡한 형상의 설계가 가능하다는 장점이 있다. 기존의 리세스 구조를 가지는 유체 베어링은 압축성 유체를 작동 유체로 외부 가압 시 뉴매틱 해머 불안정성이 나타날 가능성이 높은 단점이 있다. 한양대학교 터보기계 연구실에서는 이러한 단점을 극복하는 것을 목표로, 적층 제조 공법 중 하나인 DMLM(Direct Metal Laser Melting)방식으로 다수의 오리피스 구조를 가지는 하이브리드 저널 및 스러스트 베어링 제작 연구를 진행하였다(4~8). 그러나 제작 과정에 있어, 오리피스 치수 및 막힘 문제 등 제작 한계점을 경험하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위해, 다수의 오리피스 대신 포러스 구조가 적용된 베어링의 설계 및 제작 방법을 제시하였다. 포러스 구조는 일정한 압력 분포를 가지며 동일 유량에서 하중지지력이 우수한 장점을 가진다. 또한 조립식 형태가 아닌, 베어링이 일체형 형태의 하나의 부품으로 제작되는 것이 큰 특징이다. 본 연구는 다수의 오리피스 구조에서 포러스 외부 가압 구조로 설계를 변경하기 위해 제시된 제작 조건과 방법을 제시한다