KR100450287B1

KR100450287B1 - 권양기 과부하 방지용 안전장치

Info

Publication number: KR100450287B1
Application number: KR1020030038492A
Authority: KR
Inventors: 권상근
Original assignee: 오성산업 (주)
Priority date: 2003-06-14
Filing date: 2003-06-14
Publication date: 2004-09-24

Abstract

본 발명은 권양기 과부하 방지용 안전장치에 관한 것으로서,

전동기로부터 발생되는 회전력은 웜 감속기를 거쳐 주 감속기 및 보조 감속기로 전달되며, 보조 감속기에 내장된 스플라킷을 구동시켜 락크바를 움직이게 되어 락크바와 연결된 수문을 상승 및 하강 시키는 권양장치에 있어서, 상기 전동기와 웜 감속기 사이에 회전력을 전달 또는 차단하는 토오크 리미트 커플링이 구비되어 이루어진다.

이에 따라, 수문이 열릴 때와 닫힐 때 장애물로 인하여 전동기 또는 기계장치에 과부하가 발생하면, 토오크 리미트 커플링 내의 마찰판과 스플라킷 사이에서 슬립이 발생하게 되어, 웜 감속기로 전달되는 동력이 차단되고, 전동기만이 공회전을 하게 됨으로서, 권양기 및 수문의 파손을 방지하는 효과가 있다.

Description

권양기 과부하 방지용 안전장치 {SAFETY EQUIPMENT FOR PREVENTING OVERLOAD OF WINCH}

본 발명은 권양기 과부하 방지용 안전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수문이 하강(닫힐때)할 경우와 상승(열릴때)할 경우 수문의 하부 및 상부, 측면에 각종 부유물, 오물, 또는 기타의 장애물이 위치하고 있을 경우에 감속기, 즉 웜 감속기 또는 권양기의 구동력을 정지시켜 수문의 파손 및 기계장치의 파손을 방지하는 권양기 과부하 방지용 안전장치에 관한 것이다.

최근에 우리나라의 기상조건은 변화가 심하여 강수량에 대하여 예측이 불가할 정도로 그 차이가 심하다. 따라서 하천 및 저수지 관리에 철저를 기하여야 하며, 또한 홍수를 대비한 유수지 및 배수지(배수펌프장)에 대한 각별한 관심을 가지고 수자원관리에 힘를 기울여야 하는데, 이때 대표적인 역할을 담당하고 있는 것이 수문이라고 할 수 있다. 수문은 현재 우리나라 뿐만 아니라 세계적으로 그 기술이 발전 및 개량되어가고 있는 추세이다.

근래에 와서 환경오염 및 지구 온난화 현상으로 대기가 불안정하여 강수량은 예상을 할 수 없을 정도로 변화가 심하고, 특히 국지적인 집중호우로 인하여 많은인명 및 재산상의 손실을 입고 있는 실정이며, 각 배수펌프장은 배수능력의 초과가 빈번하여 침수피해가 속출하고 있는 것이 오늘의 현실이다. 또한, 하천의 역류로 인한 피해와 제방의 붕괴로 인하여 많은 가옥과 전답 등이 물 속에 잠겨 모든 사람들을 안타깝게 하고 있다. 그러므로 이에 따르는 수방대책에 만전을 가하여함에 수문의 역할은 공익의 재산을 보호하는 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다.

수문은 여러 용도로 사용되고 있는데, 저수지 등의 물을 가두어 농업용수로 활용하는 역할을 하든지, 하천의 역류를 차단하여 농경지의 침수를 예방하는 역할을 담당하는데, 국지적인 집중호우 및 홍수로 인하여 수위가 상승하는 경우에 수문을 개폐하여 용수를 방류하는 역할을 하고 있다.

수문의 작동은 일반적으로 상승 및 하강시 그 상·하한 값에 해당하는 리미트 스위치가 작동하여 수문의 작동을 정지시키는 방법이 일반적으로 적용되어 왔으나, 리미트 스위치 등의 결함으로 인하여 수문의 작동을 멈추지 못할 경우에는 수문 및 기계장치에 과부하가 걸려 파손되게 되는 문제점이 있다.

그리고 수문의 상승 및 하강 시에 수문의 하부, 상부, 측면에 장애물을 감지 할 수 있는 특별한 장치가 없기 때문에 각종 부유물, 오물, 또는 기타의 장애물의 영향으로 기계의 파손을 초래하게 되는 문제점이 있다.

뿐만아니라 정부의 예산 및 지방자치단체의 예산으로 설치된 수문이 파손되어, 유사시에 사용을 하지 못하는 경우가 발생하여 엄청난 재산상의 손실을 입을 수 있고, 또한 수문의 파손으로 인해 수리 및 예산상의 낭비를 초래하여 국민들의 부담이 가중되는 문제점이 야기된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 장애물로 인하여 급격하게 증가되는 출력쪽의 부하를 신속하게 차단하여 수문의 움직임을 정지시키고, 전동기에서 공회전이 이루어지게 함으로써 수문의 하강 및 상승으로 인한 수문 및 권양기의 파손을 사전에 방지하는 권양기 과부하 방지용 안전장치를 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치는,

전동기로부터 발생되는 회전력을 감지 할 수 있는 동력전달장치인 토오크 리미트 커플링을 사용하여 이것을 전동기와 웜 감속기 사이에 위치시키고, 감속기에서의 회전력을 체인으로 주 감속기와 연결하여 주 감속기에서 회전력을 더욱 증대시킨 후 주 감속기와 축으로 연결된 보조 감속기에 회전력을 전달하여 보조 감속기의 축상에 위치한 스플라킷의 접선방향에 작용하는 힘에 의하여 락크바를 움직이게 하여 락크바와 연결된 수문을 상승 및 하강 시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

상기의 토오크 리미트 커플링은 그 내부에 한 쌍의 마찰판이 스플라킷을 사이에 두고 내장되어 로킹와셔의 압력에 의한 드라이브 멤버와의 마찰을 이용하여 회전력(토오크)를 조절하는 구조로써 로킹와셔에 체결되는 다수개의 조절볼트에 의해 셋팅된 회전력 보다 과부하가 발생하면 미끄러지고 과부하가 제거되면 자동적으로 복귀하는 구조로 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 정면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 측면도이며,

도 3은 본 발명에 따른 도 2의 토오크 리미트 커플링을 나타낸 부분단면도이고,

도 4은 본 발명에 따른 도 3의 토오크 리미트 커플링을 나타낸 분해사시도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 전동기 20 : 웜 감속기

30 : 주 감속기 40 : 보조 감속기

50 : 락크바 60 : 수문

70 : 문틀 100 : 토오크 리미트 커플링

110a : 제1스플라킷 110b : 제2스플라킷

112 : 체인 120 : 허브

130a,b : 마찰판 140 : 압력판

150 : 디스크 스프링 160 : 압력조절너트

170 : 로킹와셔 172 : 관통나사공

180 : 압력조절볼트

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 도 2의 토오크 리미트 커플링을 나타낸 부분단면도이고, 도 4은 본 발명에 따른 도 3의 토오크 리미트 커플링을 나타낸 분해사시도이다..

본 발명에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치는,

구동원인 전동기(10)와; 전동기(10)의 구동축에 차례로 축연결된 웜 감속기(20)와; 웜 감속기(20)와 축으로 연결된 주 감속기(30)와; 주 감속기(30)와 플랜지 커플링으로 연결되며 내부에 스플라킷이 장착되어 있는 보조 감속기(40)와; 보조 감속기(40) 내부의 스플라킷에 걸리는 환봉이 일정한 간격으로 외주면에 용접된 락크바(50)와; 락크바(50)의 하단부에 설치되는 수문(60)과; 수문(60)의 양측에는 가이드 레일의 역할을 하는 문틀(70)로 이루어지는 권양기에 있어서, 상기 전동기(10)와 웜 감속기(20) 사이의 축상에 회전력을 전달 또는 차단 하는 토오크 리미트 커플링(100)을 구비함으로서 이루어진다.

상기 토오크 리미트 커플링(100)은 일측의 내주면에 웜 감속기(20)의 축이 내장되는 제1스플라킷(110a)과; 제1스플라킷(110a)과 체인(112)으로 체결되는 제2스플라킷(110b)과; 일단부가 제2스플라킷(110b)의 내주면에서 회전하고 타단부가 전동기(10)의 회전축과 연결되는 허브(120)과; 허브(120)의 외주면에 위치하여 제2스플라킷(110b)의 내면과 외면에 접하며 마찰에 의해 마모되는 마찰계수가 높은 한 쌍의 마찰판(130a, b)과; 제2스플라킷(110b)의 외부에 접하는 마찰판(130b)에 접하여 마찰판(130b)을 누르는 압력판(140)과; 압력판(140)의 외부에 접하여 축방향에 대한 압력을 배가시키는 디스크 스프링(150)과; 디스크 스프링(150)의 외부에 접하여 디스크 스프링(150)의 탄성력을 조절하여 마찰판(130a, b)의 압력을 조절하는 압력조절너트(160)과 허브(120)의 외주면에 나사식으로 체결되고, 압력조절너트(160)와 접하며, 축방향으로 다수개의 관통나사공(172)이 형성된 로킹와셔(170)와; 로킹와셔(170)에 관통나사공(172)을 통하여 압력조절너트(160)를 밀어주어 디스크 스프링(150)의 탄셩력을 조절하는 다수개의 압력조절볼트(180)로 이루어진다.

본 발명에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치는 다음과 같이 작동된다.

전동기(10)의 회전력에 의하여 전달되는 회전력은 웜 감속기(20)를 거쳐 주 감속기(30) 및 보조 감속기(40)로 전달이 되며, 보조 감속기(40)에 내장된 스플라킷을 구동시켜 락크바(50)를 움직이게 하여 락크바와 연결된 수문(60)을 개폐작동 시키는 종래의 방식에 있어서, 전동기와 웜 감속기 사이에 회전력을 전달 또는 차단 하는 토오크 리미트 커플링(100)을 장착하여 전동기(10)의 토오크를 제어하는데, 이때 정격 토오크 내에서의 구동이 이루어지면, 토오크 리미트 커플링(100)의 내부에 구비된 마찰판(130a)과 제2스플라킷(110b), 그리고 반대면 마찰판(130b)을 압력판(140)으로 밀착력을 가하여 상기의 구성품이 일체로 구동되어 전동기(10)의회전력을 웜 감속기(20)로 전달을 할 수 있다. 이때의 정격 토오크란 전동기(10)의 정격출력 토오크를 말하며, 이 범위 내에서는 원활한 회전이 정·역으로 가능하게 된다. 하지만 규정 토오크 이상의 토오크가 발생시 단속을 하여 마찰판(130a, b)과 제2스플로킷(110b) 사이에서 슬립이 발생하고 전동기(10)는 공회전을 하게되는 것이다.

한편 본 장치는 로킹와셔(170)에 관통하여 체결되는 압력조절볼트(180)에 의해서 토오크를 조절 할 수 있다. 압력조절볼트(180)를 로킹와셔(170)에 관통하여 나사식으로 체결하면 압력조절볼트(180)의 단부가 압력조절너트(160)를 밀어주는데, 이때 압력조절볼트(180)를 조였을 때는 정격 토오크 이상으로도 동력전달이 가능하며, 압력조절볼트(180)를 풀었을 경우에는 정격 토오크 이하에서도 그 역할을 할 수 있다.

본 발명에 따른 권양기 과부하 방지용 안전장치의 가동중에 발생 할 수 있는 실시예를 설명하면 다음과 같다.

수문(60)이 개폐작동 되면서 수문(60)에 고체상태의 장애물 예를들어 나무토막, 돌, 쇠붙이, 동물의 사체, 각종 생활쓰레기 등이 존재하고 있을 경우, 수문(60)이 이러한 장애물과 접촉을 하게 되는 상황이 되면 전동기(10)는 부하를 받게 되는데, 그 부하의 상태는 다음과 같다.

즉 전동기(10)의 기동전류는 정격전류의 600%까지 상승을 하게 되고, 또한 이때 발생하는 토오크는 정격 토오크의 1.5 ~ 1.9배까지 상승을 하게 된다. 이 상태가 되면 수문(60)을 구성하고 있는 모든 기기 및 부속품들은 급격한 하중을 받게 되는데, 이때 구성품 중 가장 취약한 부품인 락크바(50)의 환봉 부분이 휘어지는 상태가 되며, 하중이 점차 가중됨에 따라 감속기(30, 40)의 기어의 치 부분이 파손이 되거나, 축의 휨, 베어링의 파손, 웜의 파손 등이 일어나며, 최종적으로는 전동기(10)의 코일이 소손하게 되는 것이다.

이와같이 장애물이 수문(60)의 움직임을 방해할 경우에는 구동원인 전동기(10)의 토오크가 정격 토오크 이상으로 상승을 하게 되며, 이때 토오크 리미트 커플링(100) 내의 마찰판(130a, b)과 제2스플라킷(110b) 사이에서 슬립이 발생하게 되어 웜 감속기(20)로 전달되는 동력이 차단되어 전동기(10)만이 공회전을 하게 된다. 이러한 과정 중 장애물이 제거되면, 다시 마찰판(130a, b)과 제2스플라킷(110b)이 접촉, 즉 밀착을 하게 되어 정상적인 동력전달을 하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 권양기의 과부하 방지장치는 수문이 열릴때와 닫힐때 장애물로 인하여 전동기 또는 기계장치에 과부하가 발생하면, 토오크 리미트 커플링 내의 마찰판과 스플라킷 사이에서 슬립이 발생하게 되어, 웜 감속기로 전달되는 동력이 차단되고, 전동기만이 공회전을 하게 됨으로서, 권양기 및 수문의 파손을 방지하고, 이로 인한 손해, 즉 공공의 재산상의 엄청난 피해를 사전에 예방하는데 그 효과가 있으며, 더불어 정부 및 지방자치단체의 주요 시설물인수문을 잘 관리하여 국가의 예산상의 낭비를 막을 수 있는 효과가 있다.

또한 권양기 장치의 과부하가 발생하면 토오크 리미트 커플링 내에서 슬립이 발생하여 다른 부품의 손상없이 마찰판만이 마모되어 훼손되므로, 마찰판만을 교체하면 되므로 관리 및 수리에 소요되는 비용을 절약하는 효과가 있다.

Claims

전동기로부터 발생되는 회전력은 웜 감속기를 거쳐 주 감속기 및 보조 감속기로 전달되며, 보조 감속기에 내장된 스플라킷을 구동시켜 락크바를 움직이게 되어 락크바와 연결된 수문을 상승 및 하강 시키는 권양장치에 있어서,

상기 전동기와 웜 감속기 사이에 회전력의 전달 또는 차단시키기 위하여 일측의 내주면에 웜 감속기의 축이 내장되는 제1스플라킷; 제1스플라킷과 체인으로 체결되는 제2스플라킷; 일단부가 제2스플라킷의 내주면에서 회전되며 타단부가 전동기의 회전축과 연결되는 허브; 허브의 외주면에 위치하여 제2스플라킷의 내면과 외면에 접하며 마찰에 의해 마모되는 마찰계수가 높은 한 쌍의 마찰판; 제2스플라킷의 외부에 접하는 마찰판에 접하여 축방향으로 마찰판을 가압하는 압력판; 압력판의 외부에 접하여 축방향에 대한 압력을 배가시키는 디스크 스프링; 디스크 스프링의 외부에 접하여 디스크 스프링의 탄성력을 조절하여 마찰판의 압력을 조절하는 압력조절너트; 허브의 외주면에 나사식으로 체결되고, 압력조절너트와 접하며, 축방향으로 다수개의 관통나사공이 형성된 로킹와셔로 구성되는 토오크 리미트 커플링이 설치되는 것을 특징으로 하는 권양기 과부하 방지용 안전장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 로킹와셔에는 관통나사공을 통하여 압력조절너트를 밀어주어 디스크 스프링의 탄성력을 조절하는 다수개의 압력조절볼트가 구비되는 것을 특징으로 하는 권양기 과부하 방지용 안전장치.