Surface Texturing한 평행 슬라이더 베어링의 열유체윤활 해석 : 딤플 깊이의 영향 :딤플 깊이의 영향

In order to improve the efficiency and reliability of the machine, the friction should be minimized. The most widely used method to minimize friction is to maintain the fluid lubrication state. However, we can reduce friction only up to a certain limit because of viscosity. As a result of several recent studies, surface texturing has significantly reduced the friction in highly sliding machine elements, such as mechanical seals and thrust bearings. Thus far, theoretical studies have mainly focused on isothermal/iso-viscous conditions and have not taken into account the heat generation, caused by high viscous shear, and the temperature conditions on the bearing surface. In this study, we investigate the effect of dimple depth and film-temperature boundary conditions on the thermohydrodynamic (THD) lubrication of textured parallel slider bearings. We analyzed the continuity equation, the Navier-Stokes equation, the energy equation, and the temperature-viscosity and temperature-density relations using a computational fluid dynamics (CFD) code, FLUENT. We compare the temperature and pressure distributions at various dimple depths. The increase in oil temperature caused by viscous shear was higher in the dimple than in the bearing outlet because of the action of the strong vortex generated in the dimple. The lubrication characteristics significantly change with variations in the dimple depths and film-temperature boundary conditions. We can use the current results as basic data for optimum surface texturing; however, further studies are required for various temperature boundary conditions.

#dimple(딤플) #friction reduction(마찰저감) #parallel slider bearing(평행 슬라이더 베어링) #surface texturing(표면조직가공) #thermohydrodynamic lubrication(열유체윤활) #thermal wedge(열쐐기)

참고문헌 (17)

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Etsion, I., “State of the art in laser surface texturing”, ASME J. Tribol., Vol. 127, No. 1, pp. 248-253, 2005. Gropper, D., Wang, L., Harvey, T. J., “Hydrodynamic lubrication of textured surfaces: A review of modeling techniques and key findings”, Tribol. Int., Vol. 94, pp. 509-529, 2016. Park, T. J., Hwang, Y. G., “Lubrication characteristics of laser textured parallel thrust bearing: Part 1 - Effect of dimple depth”, J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol. 25, No. 5, pp. 305-310, 2009. Park, T. J., Hwang, Y. G., “Lubrication characteristics of laser textured parallel thrust bearing: Part 2 - Effect of dimple location”, J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol. 26, No. 1, pp. 1-6, 2010. Park, T. J., “Lubrication characteristics of laser textured parallel thrust bearing: Part 3 - Effect of number of dimple”, J. Korean Soc. Tribol. Lubr. Eng., Vol. 27, No. 6, pp. 302-307, 2011.

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