KR102588585B1 - The production method of the air foil bearing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어 포일 베어링의 제작 방법에 관한 것이다. 본 실시 예에 의한 에어 포일 베어링의 제작 방법은 에어 포일 베어링으로 제작될 원 소재에 대한 평탄화와 이물질 제거 및 일정 길이로 상기 원 소재를 절단하는 전처리 단계(ST100); 상기 전처리된 원소재의 표면에 에칭될 부분이 인쇄된 필름을 코팅하는 단계(ST200); 상기 필름이 코팅된 원소재의 상면에 광막 필름을 부착하고 광을 조사하여 노광을 실시하는 단계(ST300); 노광이 이루어진 원소재에 알칼리 용액을 분사하여 에칭될 부분이 인쇄된 필름을 제거하는 단계(ST400) 상기 원소재에 에칭액을 분사하여 에칭이 이루어지는 단계(ST500); 및 상기 에칭이 이루어진 원소재에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계(ST600)를 포함하고, 상기 전처리 단계(ST100)는 상기 절단된 원소재에 상기 에어 포일 베어링을 구성하는 다수개의 구성품과 원소재를 연결하는 브릿지가 형성되는 단계(ST110)를 더 포함한다.The present invention relates to a method of manufacturing an airfoil bearing. The method of manufacturing an airfoil bearing according to this embodiment includes a pretreatment step (ST100) of flattening the raw material to be manufactured into an airfoil bearing, removing foreign substances, and cutting the raw material to a certain length; Coating a film on which a portion to be etched is printed on the surface of the pretreated raw material (ST200); Attaching a light film to the upper surface of the raw material coated with the film and performing exposure by irradiating light (ST300); A step of removing the film on which the portion to be etched is printed by spraying an alkaline solution on the exposed raw material (ST400); A step of spraying an etching solution on the raw material to perform etching (ST500); And a step (ST600) of removing foreign substances remaining in the etched raw material, wherein the pretreatment step (ST100) connects a plurality of components and raw materials constituting the airfoil bearing to the cut raw material. It further includes a step of forming a bridge (ST110).
Description
본 발명은 에어 포일 베어링의 제작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에어 포일 베어링을 에칭 방법을 통해 제작하여 고가의 프로그레시브 금형 없이도 안정적인 생산을 실시하고자 한다.The present invention relates to a method of manufacturing an airfoil bearing, and more specifically, to manufacture an airfoil bearing through an etching method to achieve stable production without an expensive progressive mold.
일반적으로 압축기, 터빈, 과급기 등과 같은 고속 회전기기의 회전축을 지지하는 베어링으로서 윤활유를 사용하지 않고 공기 또는 가스 상태의 유체를 작동 유체로서 사용하는 이른바 가스 베어링(gas bearing)은 크게 정압 베어링과 동압 베어링으로 분류할 수 있다.In general, so-called gas bearings, which support the rotating shaft of high-speed rotating equipment such as compressors, turbines, and superchargers, and do not use lubricating oil but use air or gaseous fluid as the working fluid, are largely divided into static pressure bearings and dynamic pressure bearings. It can be classified as:
정압 베어링은 외부 압축기로 가압한 공기나 가스를 강제로 베어링 사이에 공급하여 부하 지지능력을 얻는 형태로서, 압력 원천(외부 가압장치)을 필요로 하는 대신에 축이 회전하지 않을 때에도 축을 부양할 수 있으므로 고체 마찰에 의한 베어링 손상을 피할 수 있다.Hydrostatic bearings are a form of load-bearing capacity that is achieved by forcibly supplying air or gas pressurized by an external compressor between bearings. Instead of requiring a pressure source (external pressurizing device), they can support the shaft even when the shaft is not rotating. Therefore, bearing damage due to solid friction can be avoided.
이에 비해, 동압 베어링은 축의 회전에 따라 주변의 공기나 가스를 베어링 사이로 끌어들여 압력을 상승시켜서 부하능력을 얻는 형태로서, 별도의 압력 원천을 필요로 하지 않는 대신에 회전체의 기동 및 정지 시 필연적으로 고체마찰이 발생하여 베어링 수명이 단축되므로, 이를 방지하기 위해 베어링 면에 고체 윤활제의 코팅이 필요하다.In contrast, dynamic pressure bearings are a form of load capacity that is obtained by increasing the pressure by drawing surrounding air or gas between the bearings as the shaft rotates. Instead, they do not require a separate pressure source, but are necessary when starting and stopping the rotating body. Solid friction occurs and the bearing life is shortened, so coating of solid lubricant on the bearing surface is necessary to prevent this.
동압 베어링 중, 에어 포일 베어링(Air foil bearing)은 굴곡형 박판을 겹쳐 베어링 면을 구현한 것으로서, 반경방향 하중을 지지하는 에어 포일 래디얼 베어링 형태와 축방향 하중을 지지하는 에어 포일 스러스트 베어링 형태로 적용되고 있다.Among dynamic bearings, air foil bearings are implemented by overlapping curved thin plates to create a bearing surface. They are applied in the form of air foil radial bearings that support radial loads and air foil thrust bearings that support axial loads. It is becoming.
이 중 축 방향 하중을 지지하도록 스러스트 베어링 형태로 구현한 에어 포일 스러스트 베어링에 대한 다양한 예가, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0360240호, 등록특허공보 등록번호 제10-0590139호, 등록특허공보 등록번호 제10-0954066호 등에 개시되어 있다.Among these, various examples of air foil thrust bearings implemented in the form of thrust bearings to support axial loads are registered in the Korean Registered Patent Publication No. 10-0360240, Registered Patent Publication No. 10-0590139, and Registered Patent Publication No. 10-0360240. It is disclosed in No. 10-0954066, etc.
에어 포일 스러스트 베어링은 중심에 구동축 통과용 관통공이 형성되어 있고 베어링 하우징에 고정되는 원판형의 베이스 패드와, 베이스 패드의 상면에 방사상으로 부착되고 축 방향 힘에 대해 탄력적인 범프 포일(bump foil)과, 복수의 범프 포일을 덮으면서 베이스 패드에 부착되어 구동축의 스러스트 패드(thrust pad)(또는 '칼라(collar)' 라고도 불린다)를 마주보는 탑 포일(top foil)로 이루어진다.The air foil thrust bearing consists of a disc-shaped base pad with a through hole for the drive shaft to pass through at the center and fixed to the bearing housing, a bump foil radially attached to the upper surface of the base pad and resilient to axial force, and , It consists of a top foil that covers a plurality of bump foils and is attached to the base pad and faces the thrust pad (also called 'collar') of the drive shaft.
상기 에어 포일 스러스트 베어링은 구동축의 회전에 의해 구동축의 스러스트 패드와 탑 포일 사이로 주변의 공기를 끌어들여 공기층을 형성하여 구동축의 축방향 하중을 지지하게 된다.The air foil thrust bearing draws surrounding air between the thrust pad of the drive shaft and the top foil as the drive shaft rotates to form an air layer to support the axial load of the drive shaft.
이와 같은 특징을 갖는 에어 포일 베어링은 대량 생산을 위해 프로그레시브 금형을 이용하여 상기 에어 포일 베어링에 대한 제작을 실시하고 있다.Airfoil bearings having such characteristics are manufactured using progressive molds for mass production.
상기 프로그레시브 금형은 정밀 제품을 빠른 속도로 양산 할 수 있는 장점이 있으나 투자 비용이 매우 크고 가공시 피치 홀이 정확하게 센터링 되지 못할 경우 제품 불량 또는 정밀도가 저하되는 문제점이 유발되었다.The progressive mold has the advantage of being able to mass-produce precision products at a high speed, but the investment cost is very high, and if the pitch hole is not accurately centered during processing, it causes problems such as product defects or reduced precision.
일 예로 에어 포일 베어링을 제작하기 위해 스러스트 베어링의 탑 포일과, 범프 포일 및 플레이트와 저널 베어링의 탑 포일과, 범프 포일 및 미들 포일의 제품에 대한 각각의 금형이 별도로 준비되어야 하므로 투자 비용이 매우 높게 발생되는 문제점이 유발되었다.For example, in order to manufacture an air foil bearing, separate molds must be prepared for the top foil of the thrust bearing, the top foil of the bump foil and plate and journal bearing, and the bump foil and middle foil, so the investment cost is very high. The problem that occurred was caused.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 다수개의 금형을 통해 에어 포일 베어링을 제작하지 않고 화학적 부식 방법인 에칭 가공을 통해 에어 포일 베어링을 제작할 수 있는 에어 포일 베어링의 제작 방법에 관한 것이다.The present invention was made to solve the above problems, and relates to a method of manufacturing an air foil bearing that can manufacture the air foil bearing through etching processing, a chemical corrosion method, without manufacturing the air foil bearing through a plurality of molds. will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에어 포일 베어링으로 제작될 원 소재에 대한 평탄화와 이물질 제거 및 일정 길이로 상기 원 소재를 절단하는 전처리 단계(ST100); 상기 전처리된 원소재의 표면에 에칭될 부분이 인쇄된 필름을 코팅하는 단계(ST200); 상기 필름이 코팅된 원소재의 상면에 광막 필름을 부착하고 광을 조사하여 노광을 실시하는 단계(ST300); 노광이 이루어진 원소재에 알칼리 용액을 분사하여 에칭될 부분이 인쇄된 필름을 제거하는 단계(ST400); 상기 원소재에 에칭액을 분사하여 에칭이 이루어지는 단계(ST500); 및 상기 에칭이 이루어진 원소재에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계(ST600)를 포함하고, 상기 전처리 단계(ST100)는 상기 절단된 원소재에 상기 에어 포일 베어링을 구성하는 다수개의 구성품과 원소재를 연결하는 브릿지가 형성되는 단계(ST110)를 더 포함한다.
상기 에어 포일 베어링은 저널 베어링과 스러스트 베어링을 모두 포함한다.
상기 브릿지가 형성되는 단계(ST110)는 로터의 회전에 따른 마찰 또는 접촉이 발생되는 위치를 제외한 영역에 형성되되, 상기 에어 포일 베어링이 저널 베어링일 경우 길이 방향을 기준으로 양측 단부에 복수개의 브릿지가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 브릿지가 형성되는 단계(ST110)는 로터의 회전에 따른 마찰 또는 접촉이 발생되는 위치를 제외한 영역에 형성되되, 상기 에어 포일 베어링이 스러스트 베어링의 탑 포일(Top Foil) 또는 범프 포일(Bumo Foil)일 경우 플레이트와 용접이 이루어질 위치에 복수개의 브릿지가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전처리 단계(ST100)는 상기 원 소재의 위치에 따른 평탄도를 일정하게 유지하기 위한 평탄화가 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The present invention for achieving the above object includes a pretreatment step (ST100) of flattening the raw material to be manufactured into an air foil bearing, removing foreign substances, and cutting the raw material to a certain length; Coating a film on which a portion to be etched is printed on the surface of the pretreated raw material (ST200); Attaching a light film to the upper surface of the raw material coated with the film and performing exposure by irradiating light (ST300); A step of removing the film on which the portion to be etched is printed by spraying an alkaline solution on the exposed raw material (ST400); A step of etching by spraying an etchant on the raw material (ST500); And a step (ST600) of removing foreign substances remaining in the etched raw material, wherein the pretreatment step (ST100) connects a plurality of components and raw materials constituting the airfoil bearing to the cut raw material. It further includes a step of forming a bridge (ST110).
The airfoil bearing includes both journal bearings and thrust bearings.
The bridge forming step (ST110) is formed in an area excluding the location where friction or contact occurs due to rotation of the rotor. When the air foil bearing is a journal bearing, a plurality of bridges are formed at both ends in the longitudinal direction. It is characterized by being formed.
The bridge forming step (ST110) is formed in an area excluding the location where friction or contact occurs due to rotation of the rotor, and the air foil bearing is formed as a top foil or bump foil of the thrust bearing. In one case, a plurality of bridges are formed at a location where welding is to be performed with the plate.
The pretreatment step (ST100) is characterized by flattening to maintain constant flatness according to the position of the raw material.
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본 발명의 일 실시 예에 의한 에어 포일 베어링의 제작 방법은 제작에 따른 고가의 프로그레시브 금형을 사용하지 않고서도 대량 생산이 가능하므로 초기 투자비가 절감되고 별도의 유지비가 최소화된다.The manufacturing method of an airfoil bearing according to an embodiment of the present invention enables mass production without using an expensive progressive mold for manufacturing, thereby reducing initial investment costs and minimizing separate maintenance costs.
본 발명의 일 실시 예에 의한 에어 포일 베어링의 제작 방법은 로터와 마찰이 발생되는 위치를 회피하여 브릿지를 형성할 수 있으므로 안전성이 향상된다.The method of manufacturing an airfoil bearing according to an embodiment of the present invention improves safety by forming a bridge by avoiding a location where friction occurs with the rotor.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어 포일 베어링의 제작 방법을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 저널 베어링에 전동 압축기의 로터에 설치된 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 저널 베어링에 브릿지가 형성된 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 스러스트 베어링이 전동 압축기의 로터에 설치된 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 스러스트 베어링이 로터와 마찰되는 부분과 용접되는 부분을 도시한 도면.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 스러스트 베어링에 브릿지가 형성된 상태를 도시한 도면.1 is a flowchart showing a method of manufacturing an airfoil bearing according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a journal bearing installed on the rotor of an electric compressor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a state in which a bridge is formed in a journal bearing according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing a state in which a thrust bearing according to an embodiment of the present invention is installed on the rotor of an electric compressor.
Figure 5 is a diagram showing a portion where a thrust bearing rubs against a rotor and a portion where it is welded according to an embodiment of the present invention.
6 to 7 are diagrams showing a state in which a bridge is formed in a thrust bearing according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. The thickness of lines or sizes of components shown in the attached drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention of the user or operator or precedent. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어 포일 베어링의 제작 방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 저널 베어링에 전동 압축기의 로터에 설치된 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 저널 베어링에 브릿지가 형성된 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 스러스트 베어링이 전동 압축기의 로터에 설치된 상태를 도시한 도면이다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The attached FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing an airfoil bearing according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a journal bearing installed on the rotor of an electric compressor according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram showing a state in which a bridge is formed in a journal bearing according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a diagram showing a state in which a thrust bearing according to an embodiment of the present invention is installed in the rotor of an electric compressor. It is a drawing.
첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 에어 포일 베어링의 제작 방법은 차량에 구비된 전동 압축기의 로터를 감싸는 저널 베어링 또는 스러스트 베어링을 제작하고자 할 때 기존의 프로그레시브 금형을 이용한 성형 방식이 아닌 에칭을 통한 화학적 식각 공정을 통해 낮은 비용으로 대량 생산이 가능하고 품질 안전성이 향상된 에어 포일 베어링을 제작하고자 한다.Referring to the attached FIGS. 1 to 4, the method for manufacturing an air foil bearing according to an embodiment of the present invention is to use an existing progressive mold when manufacturing a journal bearing or thrust bearing surrounding the rotor of an electric compressor installed in a vehicle. We aim to manufacture airfoil bearings that can be mass-produced at low cost and have improved quality and safety through a chemical etching process rather than a molding method.
이를 위해 본 발명은 에어 포일 베어링으로 제작될 원 소재에 대한 평탄화와 이물질 제거 및 일정 길이로 상기 원 소재를 절단하는 전처리 단계(ST100); 상기 전처리된 원소재의 표면에 에칭될 부분이 인쇄된 필름을 코팅하는 단계(ST200); 상기 필름이 코팅된 원소재의 상면에 광막 필름을 부착하고 광을 조사하여 노광을 실시하는 단계(ST300); 노광이 이루어진 원소재에 알칼리 용액을 분사하여 에칭될 부분이 인쇄된 필름을 제거하는 단계(ST400); 상기 원소재에 에칭액을 분사하여 에칭이 이루어지는 단계(ST500); 및 상기 에칭이 이루어진 원소재에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계(ST600)를 포함하고, 상기 전처리 단계(ST100)는 상기 절단된 원소재에 상기 에어 포일 베어링을 구성하는 다수개의 구성품과 원소재를 연결하는 브릿지가 형성되는 단계(ST110)를 더 포함한다.To this end, the present invention includes a pretreatment step (ST100) of flattening the raw material to be manufactured into an air foil bearing, removing foreign substances, and cutting the raw material to a certain length; Coating a film on which a portion to be etched is printed on the surface of the pretreated raw material (ST200); Attaching a light film to the upper surface of the raw material coated with the film and performing exposure by irradiating light (ST300); A step of removing the film on which the portion to be etched is printed by spraying an alkaline solution on the exposed raw material (ST400); A step of etching by spraying an etchant on the raw material (ST500); And a step (ST600) of removing foreign substances remaining in the etched raw material, wherein the pretreatment step (ST100) connects a plurality of components and raw materials constituting the airfoil bearing to the cut raw material. It further includes a step of forming a bridge (ST110).
상기 에어 포일 베어링은 저널 베어링(100)과 스러스트 베어링(200)을 모두 포함하며 상기 에어 포일 베어링 중 저널 베어링(100)은 로터(10)를 외측에서 감싸는 탑 포일(110)과, 상기 탑 포일(110)을 외측에서 감싸는 미들 심 포일(120)과, 상기 미들 심 포일을 외측에서 감싸는 범프 스트립(130))을 포함한다.The air foil bearing includes both a journal bearing 100 and a thrust bearing 200, and among the air foil bearings, the journal bearing 100 includes a
상기 저널 베어링(100)은 전동 압축기의 로터(10)에 삽입되는데, 축 방향을 기준으로 선단부와 후단부에 삽입된다. 참고로 범프 스트립(130)은 로워 범프 스트립과 어퍼 범프 스트립으로 구성된다.The journal bearing 100 is inserted into the
상기 저널 베어링(100)과 함께 스러스트 베어링(200)은 상기 로터(10)의 후단부에 삽입되는 플레이트(210)와, 상기 플레이트(210)의 일면 원주 방향을 따라 다수개가 용접되는 범프 포일(220)과, 상기 플레이트(210)의 원주 방향에 다수개가 용접되는 탑 포일(230)로 구성된다.Together with the journal bearing 100, the
이와 같이 구성된 저널 베어링(100)은 로터(10)가 회전될 경우 상기 저널 베어링(100)의 외측 원주 방향에 화살표로 도시된 구간에서 상기 로터(10)와 저널 베어링(100)이 서로 간에 접촉으로 인해 마찰이 발생된다. The journal bearing 100 configured in this way is such that when the
본 발명은 저널 베어링(100)에 대한 제작을 화학적 부식 방법을 이용한 에칭 방식으로 제작하므로 기존의 프로그레시브 금형과 다르게 브릿지(300)의 위치가 상당히 중요하게 작용한다.In the present invention, the journal bearing 100 is manufactured using an etching method using a chemical corrosion method, so unlike existing progressive molds, the position of the
전처리 단계(ST100)는 상기 절단된 원소재에 상기 에어 포일 베어링을 구성하는 다수개의 구성품과 원소재를 연결하는 브릿지(300)가 형성된다(ST110). 상기브릿지(300)는 로터(10)의 회전에 따른 마찰 또는 접촉이 발생되는 위치를 제외한 영역에 형성되되, 저널 베어링(100)일 경우 길이 방향을 기준으로 양측 단부에 복수개의 브릿지(300)가 형성된다.In the preprocessing step (ST100), a
상기 브릿지(300)는 원소재에서 이탈되지 않고 고정된 상태를 유지하기 위해 구비된다. 상기 브릿지(300)는 일 예로 탑 포일(110)과 미들 심 포일(120)과 같은 개별 구성품을 제작할 때 상부에서 바라보면 로터의 회전에 따른 마찰 또는 접촉이 발생되는 위치 보다 길이 방향을 기준으로 상측과 하측 단부에 형성된다.The
상기 위치는 일 예로 도면에 도시된 탑 포일(110)이 링 형태로 성형될 경우 키(2)에 의해 고정되는 단부에 해당되므로 회전되는 로터(10)의 외주면과 접촉되는 현상이 발생되지 않는다. 상기 브릿지(300)는 복수개가 형성될 수 있으며 특별히 개수를 한정하지는 않는다.For example, when the
이와 같이 원소재(20)에 대한 에칭을 통해 저널 베어링(100)을 구성하는 탑 포일(110) 또는 미들 심 포일(120)에 대한 에칭 성형을 실시할 경우 상기 브릿지(300)로 인해 최종 조립된 저널 베어링(100)과 로터(10)의 마찰로 인한 문제점이 발생되지 않고 안정적으로 사용할 수 있다.In this way, when etching molding is performed on the
특히 저널 베어링(100)이 위와 같이 성형될 경우 로터(10)와 저널 베어링(100) 사이의 간극(미도시)에 형성된 공기막이 일정하게 유지되고, 상기 로터(10)의 회전 안정성이 향상되며, 마찰로 인한 로터(10)의 손상 또는 발열의 발생을 최소화 할 수 있어 전동 압축기의 작동 안전성이 향상된다.In particular, when the journal bearing 100 is molded as above, the air film formed in the gap (not shown) between the
첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하면, 전처리 단계(ST100)는 전술한 저널 베어링(100)과 함께 에어 포일 베어링이 스러스트 베어링(200)의 탑 포일(Top Foil)(230) 또는 범프 포일(Bumo Foil)(220)일 경우 플레이트(210)와 용접이 이루어질 위치에 복수개의 브릿지(300)가 형성된다.Referring to the attached FIGS. 4 to 7, in the pre-processing step (ST100), the air foil bearing along with the above-described journal bearing 100 is used as the
저널 베어링(200)은 로터(10)의 축 방향에 삽입되나, 상기 로터(10)의 외측을 감싸는 형태가 아니라 상기 로터(10)의 축 방향에서 반경 방향으로 댐핑을 위해 구비되고 상기 로터(10)의 축 방향에 가해지는 외력을 최소화한다.The
상기 범프 포일(220)은 플레이트(210)의 일면에 원주 방향을 따라 스팟 용접이 이루어지므로 상기 용접 부위는 로터(10)와 직접적인 접촉이 발생되지 않는다.Since the
탑 포일(230)의 점선으로 도시된 부분은 로터(10)가 축 방향에서 이동될 경우 하중이 가해져서 접촉이 발생되는 부분에 해당되므로 상기 점선으로 도시된 영역에는 브릿지(300)가 미 형성되는 것이 바람직할 수 있다(도 7 참조).Since the portion shown with a dotted line of the
첨부된 도 6을 참조하면, 브릿지(300)는 범프 포일(220)은 도면에 점선으로 도시된 영역은 로터(10)와의 직접적인 접촉으로 인해 마찰이 발생되므로 상기 브릿지(300)가 미 설치되는 것이 바람직하며, 부분적으로 스플릿(221)이 형성된 단부에 브릿지(300)가 형성되는 것이 마찰로 인한 문제점이 발생되지 않는다.Referring to the attached FIG. 6, the
첨부된 도 7을 참조하면, 탑 포일(230)은 전술한 범프 포일(220)과 마찬가지로 플레이트(210)의 원주 방향을 따라 스팟 용접이 이루어지고 상기 용접 부위는 로터(10)와 직접적인 접촉이 발생되지 않는다.Referring to the attached FIG. 7, the
그러므로 상기 브릿지(300)는 탑 포일(230)의 경우 도면에 도시된 위치에 형성되고 점선으로 도시된 영역은 로터(10)와의 직접적인 접촉으로 인해 마찰이 발생되므로 상기 브릿지(300)가 미 설치되는 것이 바람직하다.Therefore, in the case of the
상기 전처리 단계(ST100)는 원 소재에 대한 평탄화와 이물질 제거 및 일정길이로 상기 원 소재가 절단된다. 예를 들면 상기 원소재는 위치에 따른 평탄도를 일정하게 유지하기 위한 평탄화가 이루어질 경우 상기 평탄화는 일 예로 원 소재에 대한 롤링을 통해 실시될 수 있으며 다른 방식으로 원소재에 대한 평탄화가 이루어 질 수 있다.In the pretreatment step (ST100), the raw material is flattened, foreign substances are removed, and the raw material is cut to a certain length. For example, when the raw material is flattened to maintain constant flatness depending on the location, the flattening may be performed, for example, by rolling the raw material, or the raw material may be flattened in other ways. there is.
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이와 같이 에어 포일 베어링으로 제작될 원소재에 대한 평탄화가 안정적으로 이루진 후에는 원소재의 표면에 잔존하는 이물질 또는 기름때에 대한 제거가 이루어진다. 상기 이물질은 원소재의 제작 또는 이동 중 표면에 잔존하게 되므로 에칭 작업전 제거해주는 것이 바람직하다.In this way, after the raw material to be manufactured into the air foil bearing is stably flattened, foreign substances or oil stains remaining on the surface of the raw material are removed. Since the above foreign substances remain on the surface during production or movement of raw materials, it is desirable to remove them before etching.
이와 같이 전처리된 원소재의 표면에 에칭될 부분이 인쇄된 필름이 코팅되는 데(ST200) 상기 필름은 에어 포일 베어링으로 제작된 저널 베어링 또는 스러스트 베어링을 구성하는 각각의 구성품과 대응되는 형상으로 패턴이 형성된다. 상기 필름은 캐드 또는 이와 유사한 프로그램을 통해 사전에 저널 베어링 또는 스러스트 베어링의 정확한 형상에 대한 도면 작업을 통해 오차 없이 제작된다.A film on which the part to be etched is printed is coated on the surface of the raw material pretreated in this way (ST200), and the film is patterned in a shape corresponding to each component that constitutes a journal bearing or thrust bearing made of an air foil bearing. is formed The film is produced without error by drawing the exact shape of the journal bearing or thrust bearing in advance using CAD or a similar program.
노광 작업은 필름이 코팅된 원소재의 상면에 광막 필름을 부착한다. 그리고 노광 작업 이후에 자외선 또는 열을 가해 경화시켜 패턴의 유무에 따라 경화되는 부분과 비 경화 되는 부분을 형성한다(ST300).The exposure process attaches a light film to the upper surface of the film-coated raw material. After exposure, it is cured by applying ultraviolet rays or heat to form a cured part and a non-cured part depending on the presence or absence of a pattern (ST300).
그리고 노광이 이루어진 원소재는 원소재에 알칼리 용액을 분사하여 에칭될 부분이 인쇄된 필름을 제거한다(ST400). 그리고 상기 원소재에 에칭액을 스프레이를 통해 분사하여 에칭이 이루어진다(ST500)Then, the exposed raw material is sprayed with an alkaline solution to remove the film on which the part to be etched is printed (ST400). Then, etching is performed by spraying an etching solution on the raw material (ST500).
그리고 상기 에칭이 이루어진 원소재에는 이물질이 잔존할 수 있으므로 상기 원소재에 대해 한번 더 이물질을 제거(ST600)하여 표면 상태를 깨끗하게 유지한다.Since foreign substances may remain in the etched raw material, foreign substances are removed from the raw material once more (ST600) to maintain a clean surface.
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마지막으로 에칭 완료된 상태의 최종 완료품에 대한 검수를 통해 이상 유무가 있는 불량품을 별도로 분류하면 된다.Finally, through inspection of the final finished product in the etched state, defective products with any abnormalities can be classified separately.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and various modifications and other equivalent embodiments can be made by those skilled in the art. You will understand that it is possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the scope of the patent claims below.
10 : 로터
100 : 저널 베어링
110 : 탑 포일
120 : 미들 심 포일
130 : 범프 스트립
200 : 스러스트 베어링
210 : 플레이드
220 : 범프 포일
230 : 탑 포일
10: rotor
100: journal bearing
110: top foil
120: Middle seam foil
130: bump strip
200: Thrust bearing
210: Plaid
220: bump foil
230: top foil
Claims (8)
상기 전처리된 원소재의 표면에 에칭될 부분이 인쇄된 필름을 코팅하는 단계(ST200);
상기 필름이 코팅된 원소재의 상면에 광막 필름을 부착하고 광을 조사하여 노광을 실시하는 단계(ST300);
노광이 이루어진 원소재에 알칼리 용액을 분사하여 에칭될 부분이 인쇄된 필름을 제거하는 단계(ST400);
상기 원소재에 에칭액을 분사하여 에칭이 이루어지는 단계(ST500); 및
상기 에칭이 이루어진 원소재에 잔존하는 이물질을 제거하는 단계(ST600)를 포함하고,
상기 전처리 단계(ST100)는 상기 절단된 원소재에 상기 에어 포일 베어링을 구성하는 다수개의 구성품과 원소재를 연결하는 브릿지가 형성되는 단계(ST110)를 더 포함하는 에어 포일 베어링의 제작 방법.A pretreatment step (ST100) of flattening the raw material to be manufactured into an air foil bearing, removing foreign substances, and cutting the raw material to a certain length;
Coating a film on which a portion to be etched is printed on the surface of the pretreated raw material (ST200);
Attaching a light film to the upper surface of the raw material coated with the film and performing exposure by irradiating light (ST300);
A step of removing the film on which the portion to be etched is printed by spraying an alkaline solution on the exposed raw material (ST400);
A step of etching by spraying an etchant on the raw material (ST500); and
Comprising a step (ST600) of removing foreign substances remaining in the etched raw material,
The pretreatment step (ST100) further includes forming a bridge (ST110) connecting the raw material and a plurality of components constituting the airfoil bearing to the cut raw material.
상기 에어 포일 베어링은 저널 베어링과 스러스트 베어링을 모두 포함하는 에어 포일 베어링의 제작 방법.According to claim 1,
A method of manufacturing an airfoil bearing, wherein the airfoil bearing includes both a journal bearing and a thrust bearing.
상기 브릿지가 형성되는 단계(ST110)는 로터의 회전에 따른 마찰 또는 접촉이 발생되는 위치를 제외한 영역에 형성되되, 상기 에어 포일 베어링이 저널 베어링일 경우 길이 방향을 기준으로 양측 단부에 복수개의 브릿지가 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링의 제작 방법.According to claim 1,
The bridge forming step (ST110) is formed in an area excluding the location where friction or contact occurs due to rotation of the rotor. When the air foil bearing is a journal bearing, a plurality of bridges are formed at both ends in the longitudinal direction. A method of manufacturing an air foil bearing, characterized in that it is formed.
상기 브릿지가 형성되는 단계(ST110)는 로터의 회전에 따른 마찰 또는 접촉이 발생되는 위치를 제외한 영역에 형성되되, 상기 에어 포일 베어링이 스러스트 베어링의 탑 포일(Top Foil) 또는 범프 포일(Bumo Foil)일 경우 플레이트와 용접이 이루어질 위치에 복수개의 브릿지가 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링의 제작 방법.According to claim 1,
The bridge forming step (ST110) is formed in an area excluding the location where friction or contact occurs due to rotation of the rotor, and the air foil bearing is formed as a top foil or bump foil of the thrust bearing. In one case, a method of manufacturing an air foil bearing, characterized in that a plurality of bridges are formed at a position where welding with the plate is to be performed.
상기 전처리 단계(ST100)는 상기 원 소재의 위치에 따른 평탄도를 일정하게 유지하기 위한 평탄화가 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 포일 베어링의 제작 방법.According to claim 1,
The pretreatment step (ST100) is a method of manufacturing an air foil bearing, characterized in that flatness is performed to maintain constant flatness according to the position of the raw material.
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