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베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법(Bearing life prediction method on run-out)

  • 기술번호 : KST2016019528
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 베어링의 수명을 보다 정확하게 예측할 수 있는 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법을 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 특히, 공작기계 등의 정밀 공정에서 사용되는 베어링은 베어링의 정밀성이 제품의 성형의 정밀성을 의미하기 때문에, 사용자 입장에서 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법이 필요하다. 이러한 필요성에 의해, 본 발명의 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법은, 베어링의 수명 기준인 흔들림에 원인이 되는 베어링 마모 모델을 선정하는 단계; 상기 베어링에 가속 조건으로 선정된 하중과 회전속도를 가해 상기 베어링의 흔들림 정도를 측정하는 가속 수명 시험 단계; 상기 선정된 베어링 마모 모델에 상기 하중과 상기 회전속도를 수치 해석의 경계조건으로 적용하여 흔들림을 해석하는 단계; 상기 하중에서 수명 기준에 도달하는 회전 수 데이터를 바탕으로 부품 수명 곡선을 만드는 단계; 및 상기 회전 수 데이터를 회귀분석 곡선으로 계산하여 상기 하중에서의 상기 베어링의 수명을 예측하는 단계를 포함한다.
Int. CL G01M 13/04 (2006.01) G06F 17/11 (2006.01) G06F 17/50 (2006.01)
CPC G01M 13/04(2013.01) G01M 13/04(2013.01) G01M 13/04(2013.01)
출원번호/일자 1020150068328 (2015.05.15)
출원인 서강대학교산학협력단
등록번호/일자 10-1687226-0000 (2016.12.12)
공개번호/일자 10-2016-0134372 (2016.11.23) 문서열기
공고번호/일자 (20161216) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 보정승인간주
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2015.05.15)
심사청구항수 10

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 서강대학교산학협력단 대한민국 서울특별시 마포구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김낙수 대한민국 경기도 고양시 일산동구
2 황소영 대한민국 서울특별시 마포구
3 이나라 대한민국 인천광역시 남구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인명인 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로*길 **, *층(역삼동, 두원빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 서강대학교산학협력단 서울특별시 마포구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2015.05.15 수리 (Accepted) 1-1-2015-0469424-87
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2016.03.10 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2016.05.10 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2016-0058850-44
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2016.05.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0389681-20
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2016.08.01 수리 (Accepted) 1-1-2016-0745616-88
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2016.08.01 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2016-0745640-74
7 등록결정서
Decision to grant
2016.11.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0863913-14
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2017.01.11 수리 (Accepted) 4-1-2017-5005781-67
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.01.22 수리 (Accepted) 4-1-2019-5014626-89
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
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베어링의 수명 기준인 흔들림에 원인이 되는 베어링 마모 모델을 선정하는 단계;상기 베어링에 가속 조건으로 선정된 하중과 회전속도를 가해 상기 베어링의 흔들림 정도를 측정하는 가속 수명 시험 단계;상기 선정된 베어링 마모 모델에 상기 하중과 상기 회전속도를 수치 해석의 경계조건으로 적용하여 흔들림을 해석하는 단계;상기 하중에서 수명 기준에 도달하는 회전 수 데이터를 바탕으로 부품 수명 곡선을 만드는 단계; 및상기 회전 수 데이터를 회귀분석 곡선으로 계산하여 상기 하중에서의 상기 베어링의 수명을 예측하는 단계를 포함하고,상기 베어링 마모 모델을 선정하는 단계는,상기 베어링 마모 모델로, 접촉에 의해 상기 베어링이 마모되는 것을 고려한 점진 마모 모델과, 반복 인장응력에 의해 상기 베어링이 손상되는 것으로 고려한 비점진 마모 모델을 선정하는 단계; 및상기 점진 마모 모델과 상기 비점진 마모 모델 각각에 대해 마모 모델 상수를 도출하는 단계를 포함하고,상기 하중과 상기 회전속도를 수치 해석의 경계조건으로 적용하여 흔들림을 해석하는 단계는,상기 가속 수명 시험 단계와 같은 조건의 하중과 회전속도를 상기 점진 마모 모델과 상기 비점진 마모 모델에 적용하여 마모에 대한 수치를 해석하는 단계; 및상기 마모에 대한 수치를 기초로 상기 점진 마모 모델과 상기 비점진 마모 모델에 마모 형상을 업데이트하는 단계를 포함하는베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법
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삭제
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제1항에서,상기 점진 마모 모델은,상기 베어링의 접촉에서의 하중과 속도, 경도 간의 선형적 관계를 나타내는 아차드(Archard) 마모 모델을 사용하고,아차드 마모 모델은 다음의 수학식에 의해 정의되고,여기서, 는 마모 높이, 는 수직압력, 는 미끄럼 속도, 는 경도, 는 마모 계수이고, ,,는 마모 상수로 마모 정도에 영향을 미치는 인자들의 자유도고, 와 는 재료 표면에 대한 표면 거칠기 상수인 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법
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제3항에서,상기 마모 모델 상수를 도출하는 단계에서,상기 점진 마모 모델의 상수로써 마모 계수 , 상수 , , 와 표면 거칠기 상수 , 는 핀 온 디스크 시험으로 구하는 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법
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제1항에서,상기 비점진 마모 모델은,비점진 마모를 모사하기 위해, 정규화된 카크크로프트-라댐(Normalized cockcroft-latham) 수정 모델을 사용하고,상기 정규화된 카크크로프트-라댐 수정 모델은 다음의 수학식에 의해 정의되고,여기서, 는 임계값, 는 최대 주응력, 는 유효응력이고, 는 손상 유효변형률, 는 전체 변형률이고, 는 손상 상수인 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법
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제5항에서,상기 마모 모델 상수를 도출하는 단계에서,상기 비점진 마모 모델의 상수로써 손상 임계값 와 상수 는 역공학 방법을 사용하여 구하는 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법
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제1항에서,상기 베어링의 흔들림 정도를 측정하는 가속 수명 시험 단계에서,상기 베어링의 축 방향과 반지름 방향의 흔들림 정도는 다이얼 게이지를 이용하여 측정하는 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법
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삭제
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제4항에서,상기 수치를 해석하는 단계에서,상기 점진 마모 모델의 수치 해석은 각 노드에서의 마모된 정도를 높이 기준으로 계산하고,상기 수치 해석에서는 상기 점진 마모 모델의 상기 수직압력 , 상기 미끄럼 속도 , 상기 경도 값이 계산되고, 상기 핀 온 디스크를 통해 구한 마모 모델 상수를 적용하면 상기 마모 높이 가 계산되는 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법
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제9항에서,상기 마모 형상을 업데이트 하는 단계는,상기 마모의 높이만큼 노드의 위치를 벡터의 외적 방향으로 차감하는 형식으로 계산된 마모 형상을 상기 점진 마모 모델에 업데이트하는 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법
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제6항에서,상기 수치를 해석하는 단계에서,상기 비점진 마모 모델의 수치 해석은 손상이 누적되어 발생하는 스폴링을 나타내므로, 요소 단위로 마모가 발생하고,상기 최대 주응력 과 상기 유효 응력 , 상기 유효 변형률 , 상기 전체 변형률 값이 계산되고, 그 비율에 따라 손상 누적치가 계산되는 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법
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제11항에서,상기 마모 형상을 업데이트 하는 단계에서,상기 손상의 누적치가 모델에서 설정한 임계값에 도달하면, 요소를 제거함으로써 마모 형상을 상기 비점진 마모 모델은 업데이트하는 베어링 흔들림 기준 수명 예측 방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 서강대학교산학협력단 산업융합원천기술개발사업 공작기계 선회테이블용 내경 1,000mm급 대형 트러스트 베어링의 국산화 개발