Lubrication analysis is performed to propose a design method to improve the lubrication performance of the contra-rotating hydrostatic journal bearing with slope boring operating under the misalignment condition. The analytical object of this study is a contra-rotating hydrostatic journal bearing in which high pressure lubricant is supplied through 32 recesses. The slope is bored on both ends where oil film thickness is minimized due to misalignment. After calculating the pressure of each recess satisfying the continuity of the flow rate to the position of a given journal by the Newton-Raphson method, the pressure of the lubricating region satisfying the Reynolds equation is obtained and the lubrication performances such as the supporting load, moment, friction torque are obtained. Given the load and moment, or the tilted ratio of the journal and the minimum film thickness, the lubrication analysis is performed and the results are discussed.
As a result of the analysis, the minimum film thickness of the contra-rotating hydrostatic journal bearing operated in the misaligned state can be increased by boring slope. This effect is maximized when the centerline of the journal and the slope is parallel. There is an optimum value of depth and width of the slope that can maximize the minimum film thickness among the slopes parallel to the centerline of the journal.
Therefore, by selecting the depth and width from the slopes parallel to the centerline of the journal, the lubrication performance of the contra-rotating hydrostatic journal bearing can be improved.
정렬불량 상태로 운전하는 이중반전 정압 베어링의 윤활성능을 향상시킬 수 있는 설계 방안을 제시하기 위해 경사가 가공된 베어링에 대한 윤활해석을 수행한다. 본 연구의 해석대상은 고압의 윤활유가 32개의 리세스를 통해 공급되는 이중반전 정압 베어링이다. 정렬불량으로 인해 유막두께가 최소가 되는 베어링 양단에 경사를 가공한다. 주어진 저널의 위치에 대한 유량의 연속성을 만족하는 각 리세스의 압력을 뉴튼-랩슨 방법으로 계산한 후 레이놀즈 방정식을 만족하는 윤활 영역의 압력을 구하여 지지하중, 모멘트, 강성, 마찰 토크 등의 윤활성능을 계산한다. 하중과 모멘트, 혹은 저널의 경사율과 최소유막두께가 주어졌을 때 윤활해석을 수행하고 결과를 고찰한다.
해석 결과, 경사 가공을 통해 정렬불량 상태에서 운전되는 이중반전 정압 베어링의 최소유막두께를 보다 크게 확보할 수 있음을 알 수 있다. 이 효과는 저널의 중심선과 경사가 평행을 이룰 때 극대화된다. 이 때 저널의 기울기와 평행한 경사 중에서 최소유막두께를 가장 크게 확보할 수 있는 최적의 경사 깊이와 폭의 값이 존재한다.
그러므로 저널의 기울기와 평행한 경사 중에서 깊이와 폭을 선택하여 가공하면 이중반전 정압 베어링의 윤활성능을 향상시킬 수 있다.
