동압 스텝 스러스트 베어링의 하중지지력 예측: 스텝 형상의 영향

Abstract

고속 회전기계에 적용되는 스텝 스러스트 베어링은 베어링 표면에 제작된 스텝으로 인해 고속회전 시 발생하는 유체 동압으로 축 방향 하중을 지지한다 [1, 2]. 최근 단순한 구조와 가공의 편리함 그리고 높은 하중 지지력으로 인해 많은 산업 분야에서 스텝 스러스트 베어링이 사용되고 있다 [3- 7]. 본 연구에서는 스텝의 높이, 원주 방향 각도 그리고 개수가 공기 동압 스텝 스러스트 베어링의 하중 지지력에 미치는 영향을 해석적으로 확인하였다. 5 μm에서 25 μm의 축 방향 스텝 깊이 변화에 따라 하중 지지력은 최대 113 % 변하였다. 또한 하중 지지력은 9°에서 36°의 원주 방향 스텝 각도 변화에 따라 111 % 의 차이를 보였으며, 4개에서 12 개의 스텝 개수 변화에 따라서는 7 %의 차이를 보였다. 10 krpm 부터 50 krpm까지 회전 속도를 증가시킨 경우 30 % 의 하중지지력 차이가 나타났다. 향후 연구에서는 비압축성 유체를 작동 유체로 적용한 연구를 진행할 예정이다.