고속 공기 스핀들 설계를 위한 근사해석과 회전체동역학의 비교

이재혁; 박상신

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이재혁 (영남대학교) 박상신 (영남대학교)

저널정보: 한국트라이볼로지학회 Tribology and Lubricants 한국윤활학회지 제35권 제5호

발행연도: 2019.10

수록면: 310 - 316 (7page)

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This paper presents two methods for designing a high-speed air spindle operated over the rotational speed of 50,000 rpm. The first method is an approximate method, which assumes a symmetric spindle shape even though it is not symmetric in reality. The second is an analysis of rotordynamics using beam and solid models. The approximate method can be used to calculate the bearing load capacities, stiffness and damping coefficients, stability of the shaft system, and response of the forced excitation from the unbalanced mass. Designers can use this method to determine the dimensions of the desired spindle at the first stage of the design. The more detailed behavior of the spindle can be calculated using the rotordynamics theory using beam and solid models based on the Finite Element Method. In this paper, a spindle, with two air bearings, one motor at the end, and two air thrust bearings, is newly developed. The solutions from the two rotordynamics theories are compared with the solution obtained using the approximate method. The three calculations are in agreement, and the procedure for the design of a spindle system, supported on the externally pressurized air bearings, ispresented and discussed.

#high speed spindle(고속 스핀들) #approximate method(근사 해법) #exact solution(적확해) #beam and solid modeling(보와 고체 모델) #stiffness and damping(강성 및 감쇠)

참고문헌 (14)

참고문헌 신청

Dong-chul Han / 1994 / A study on the characteristics of externally pressurized air bearings / Precision Engineering 16(3):164~173

Qiang Gao / 2017 / A novel modeling method to investigate the performance of aerostatic spindle considering the fluid-structure interaction / Tribology International 115:461~469

Hongrui Cao / 2017 / Adaptive Separation of Unbalance Vibration in Air Bearing Spindles / Procedia CIRP 62:357~362

Guido Belforte / 2006 / An experimental study of high-speed rotor supported by air bearings: test RIG and first experimental results / Tribology International 39(8):839~845

Cheng-Chi Wang / 2010 / Bifurcation Analysis of High Speed Spindle Air Bearings / Journal of Vibration and Control 17(1):103~114

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