KR100583302B1 - Load Weighing Structure of Bearing for Shaft Lineup - Google Patents

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KR100583302B1 KR1020040039618A KR20040039618A KR100583302B1 KR 100583302 B1 KR100583302 B1 KR 100583302B1 KR 1020040039618 A KR1020040039618 A KR 1020040039618A KR 20040039618 A KR20040039618 A KR 20040039618A KR 100583302 B1 KR100583302 B1 KR 100583302B1
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Abstract

본 발명은 터빈 시스템의 터빈축(20)을 지지하는 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중을 종래에 비해 보다 정확하게 파악하도록 베어링 구조물(40)에 결합되는 베어링 하중측정용 구조체(50)에 관한 것으로서, 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중이 동일하게 전달되도록 베어링 구조물(40)의 하부에 결합되는 구조물 결합부(51)와, 구조물 결합부(51)와 높이차가 있도록 단차지게 위치하고, 지면에 고정되도록 형성되는 지면 고정부(53), 및 구조물 결합부(51)와 지면 고정부(53)가 상호 연결되도록 형성되고, 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중에 따라 탄성변형이 발생되는 변형 발생부(55)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 본 발명의 베어링 하중측정용 구조체(50)는 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중에 따라 변형 발생부(55)에서 탄성변형되어, 변형 발생부(55)의 변형량에 의해 그 하중값이 파악되는 장점이 있다. 따라서, 작업자는 종래에 비해 보다 정확하게 축정렬 작업을 실시할 수 있다. The present invention relates to a bearing load measuring structure 50 coupled to the bearing structure 40 to more accurately grasp the load applied to the bearing structure 40 supporting the turbine shaft 20 of the turbine system than in the prior art. The structure coupling part 51 coupled to the lower portion of the bearing structure 40 and the structure coupling part 51 so as to have a height difference with the structure coupling part 51 so that the load applied to the bearing structure 40 are transmitted in the same manner, are fixed to the ground. The ground fixing part 53 and the structure coupling part 51 and the ground fixing part 53 are formed so as to be connected to each other, and the deformation generating part generating elastic deformation in accordance with the load applied to the bearing structure 40 It characterized by including (55). For this reason, the bearing load measuring structure 50 of the present invention is elastically deformed in the deformation generating unit 55 according to the load applied to the bearing structure 40, and the load value thereof is determined by the deformation amount of the deformation generating unit 55. This has the advantage of being identified. Therefore, the operator can perform the axis alignment work more accurately than in the prior art.

Description

축정렬 작업에 사용되는 베어링 하중측정용 구조체{Load Weighing Structure of Bearing for Shaft Lineup}Load Weighing Structure of Bearing for Shaft Lineup}

도 1은 일반적인 터빈 시스템의 개략도이고,1 is a schematic diagram of a typical turbine system,

도 2는 종래기술에 따른 터빈 시스템의 축정렬 작업을 위해 베어링 구조물에 가해지는 하중을 측정하는 수단을 나타낸 개략도이고,Figure 2 is a schematic diagram showing a means for measuring the load applied to the bearing structure for the shaft alignment operation of the turbine system according to the prior art,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 베어링 하중측정용 구조체가 설치된 터빈 시스템의 일부를 나타낸 개략도이고,3 is a schematic view showing a part of a turbine system provided with a bearing load measuring structure according to an embodiment of the present invention;

도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 터빈 시스템에서 베어링 하중측정용 구조체를 각각 나타낸 사시도 및 평면도이고,4 and 5 are a perspective view and a plan view respectively showing a structure for measuring the bearing load in the turbine system shown in FIG.

도 6은 도 5에 도시된 선A-A를 따라 나타낸 베어링 하중측정용 구조체의 단면도이다. 6 is a cross-sectional view of the bearing load measuring structure shown along the line A-A shown in FIG.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠       ♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠

20 : 터빈축 40 : 베어링 구조물20 turbine shaft 40 bearing structure

50 : 베어링 하중측정용 구조체 51 : 구조물 결합부50: bearing load measurement structure 51: structure coupling portion

53 : 지면 고정부 55 : 변형 발생부53: ground fixing portion 55: deformation generating portion

60 : 변형측정수단 60: strain measuring means

본 발명은 터빈 시스템의 축정렬 작업에 사용되는 베어링 하중측정용 구조체에 관한 것이며, 특히, 종래기술과 달리 베어링에 가해지는 하중이 보다 정확하게 측정되도록 터빈축을 지지하는 베어링 구조물의 하부에 결합되는 베어링 하중측정용 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a structure for measuring the bearing load used in the shaft alignment operation of the turbine system, in particular, the bearing load coupled to the lower portion of the bearing structure for supporting the turbine shaft so that the load applied to the bearing is measured more accurately, unlike the prior art. It relates to a structure for measurement.

도 1은 일반적인 터빈 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a typical turbine system.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 터빈 시스템은 다수 개의 터빈축(20)이 커플링(30)에 의해 연결되고, 이런 터빈축(20)에 터빈(10)이 각각 설치된다. 그리고, 터빈 시스템에는 다수 개의 터빈축(20)을 각각 지지하기 위해 터빈축(20)의 양 끝단에 베어링 구조물(40)이 각각 설치된다.As shown in FIG. 1, in a general turbine system, a plurality of turbine shafts 20 are connected by a coupling 30, and the turbines 10 are respectively installed on the turbine shafts 20. In the turbine system, bearing structures 40 are respectively installed at both ends of the turbine shaft 20 to support the plurality of turbine shafts 20, respectively.

이와 같은 터빈 시스템은 터빈축(20)을 중심으로 각각의 터빈(10)이 작동되는데, 이런 다수 개의 터빈축(20)은 커플링(30)에 의해 연결되어서 터빈(10)의 회전 작동과정에서 그 축중심이 어긋나기도 한다. 이렇게 터빈축(20)들의 축중심이 어긋나는 경우에는 다수 개의 터빈(10)이 안정적으로 구동되지 못하고, 그 진동이 심해지는 문제점이 발생된다. 그래서, 터빈 시스템은 정기적으로 축정렬 작업이 실시되는데, 이런 축정렬 작업에서 가장 기본적으로 실시되는 것이 터빈축(20)을 지지하는 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중을 정확하게 측정하여 터빈축(20)의 어떤 부위에 더 많은 하중이 작용하는지를 판단하는 것이다.In such a turbine system, each turbine 10 is operated around the turbine shaft 20, and the plurality of turbine shafts 20 are connected by the coupling 30 to rotate the turbine 10 in the course of operation. The center of gravity may be shifted. When the shaft centers of the turbine shafts 20 are shifted in this manner, a plurality of turbines 10 may not be driven stably, and the vibration may be severe. Thus, the turbine system is periodically subjected to shaft alignment, which is basically performed in the shaft alignment operation by accurately measuring the load applied to the bearing structure 40 supporting the turbine shaft 20. To determine where more load is being applied.

도 2는 종래기술에 따른 터빈 시스템의 축정렬 작업을 위해 베어링 구조물에 가해지는 하중을 측정하는 수단을 나타낸 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a means for measuring the load on the bearing structure for the shaft alignment of the turbine system according to the prior art.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술의 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중 측정수단(70)은 일종의 변형률 센서로서, 터빈축(20)을 지지하는 베어링 구조물(40)의 외벽에 부착된다. 즉, 종래기술의 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중 측정수단(70)은 베어링 구조물(40)의 변형량을 감지함으로써, 그 변형량을 기초로 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중이 간접적으로 예측된다.As shown in FIG. 2, the load measuring means 70 applied to the bearing structure 40 of the prior art is a strain sensor, and is attached to the outer wall of the bearing structure 40 supporting the turbine shaft 20. That is, the load measuring means 70 applied to the bearing structure 40 of the prior art detects the deformation amount of the bearing structure 40, so that the load applied to the bearing structure 40 is indirectly predicted based on the deformation amount. .

하지만, 상기 종래기술에 따른 하중 측정수단(70)은 베어링 구조물(40)의 어느 특정 부위에 발생되는 변형량만을 기초로 한 것이기 때문에, 역추적 계산에 의한 베어링 구조물(40)에 가해지는 예측 하중치와 실제 하중치 사이에 큰 오차가 발생되기 쉬운 단점이 있다.However, since the load measuring means 70 according to the related art is based only on the amount of deformation occurring in any particular portion of the bearing structure 40, the predicted load value applied to the bearing structure 40 by backtracking calculation. And a large error between the actual load value is a disadvantage.

또한, 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중을 측정하는 방법은 슬링을 이용해 무게 측정용 저울이 부착된 크레인을 베어링 구조물(40)의 상부에 연결하고, 이런 크레인을 작동시켜 무게 측정용 저울로 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중을 예측한다. 하지만, 상기 무게 측정용 저울을 이용한 베어링 구조물(40)의 하중 측정방법은 슬링이 결합되는 베어링 구조물(40)의 부위가 터빈축(20)을 지지하는 베어링 중심과 일치하지 않을 경우에 베어링 구조물(40)에 가해지는 정확한 하중측정이 어려운 단점이 있다. 또한, 터빈 시스템이 설치된 공장 내에는 통상적으로 1 ~ 2개 정도의 크레인만이 설치되기 때문에, 전체 터빈 시스템을 동시에 측정하지 못하고, 일부 해당영역만을 순차적으로 측정하기 때문에, 축정렬시 오차가 발생될 수 있는 문제점이 있다.In addition, the method for measuring the load applied to the bearing structure 40 is connected to the upper part of the bearing structure 40, the crane attached to the weighing scale using a sling, and by operating such a crane to weigh the balance Predict the load on the structure 40. However, the load measuring method of the bearing structure 40 using the weighing scale is a bearing structure (when the portion of the bearing structure 40 to which the sling is coupled does not coincide with the bearing center supporting the turbine shaft 20 ( Accurate load measurement applied to 40) is difficult. In addition, since only one or two cranes are usually installed in a factory in which a turbine system is installed, the entire turbine system cannot be measured at the same time, and only a part of the corresponding area is measured sequentially, so that an error may occur when the shaft is aligned. There is a problem that can be.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 베어링 구조물의 하부에 탄성변형되는 베어링 하중측정 구조체가 결합되어, 베어링 하중측정 구조체의 변형량을 스트레인 게이지와 같은 변형측정수단으로 측정함으로써, 베어링 구조물에 가해지는 하중을 직접적으로 파악하여 터빈축의 축정렬 작업이 용이해지는 베어링 하중측정용 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is provided to solve the problems of the prior art as described above, is coupled to the bearing load measuring structure that is elastically deformed to the lower portion of the bearing structure, to measure the deformation amount of the bearing load measuring structure by deformation measuring means such as strain gauge It is therefore an object of the present invention to provide a bearing load measuring structure in which the load applied to the bearing structure is directly grasped to facilitate the shaft alignment of the turbine shaft.

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 베어링 하중측정용 구조체는 터빈 시스템의 터빈축을 지지하는 베어링 구조물에 가해지는 하중을 파악하도록 상기 베어링 구조물에 결합된다. 그리고, 본 발명의 베어링 하중측정용 구조체는 상기 베어링 구조물의 하부에 결합되는 구조물 결합부와; 상기 구조물 결합부와 높이차가 있도록 단차지게 위치하고, 지면에 고정되도록 형성되는 지면 고정부; 및 상기 구조물 결합부와 상기 지면 고정부가 상호 연결되도록 형성되고, 상기 베어링 구조물에 가해지는 하중에 따라 탄성변형이 발생되는 변형 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다. Bearing load measuring structure of the present invention for achieving the object as described above is coupled to the bearing structure to determine the load applied to the bearing structure supporting the turbine shaft of the turbine system. In addition, the bearing load measuring structure of the present invention includes a structure coupling portion coupled to the lower portion of the bearing structure; A ground fixing part which is positioned stepwise to have a height difference with the structure coupling part and is fixed to the ground; And a deformation generating part formed to connect the structure coupling part and the ground fixing part to each other and generating an elastic deformation according to a load applied to the bearing structure.

아래에서는 본 발명의 축정렬 작업에 사용되는 베어링 하중측정 구조체의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of a bearing load measuring structure used in the shaft alignment operation of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 베어링 하중측정용 구조체가 설치된 터빈 시스템의 일부를 나타낸 개략도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 터빈 시스 템에서 베어링 하중측정용 구조체를 각각 나타낸 사시도 및 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 선A-A를 따라 나타낸 베어링 하중측정용 구조체의 단면도이다. 3 is a schematic view showing a part of a turbine system in which a bearing load measuring structure is installed according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 respectively show a bearing load measuring structure in the turbine system shown in FIG. 6 is a perspective view and a plan view, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the bearing load measuring structure shown along the line AA shown in FIG. 5.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 베어링 하중측정용 구조체(50)는 터빈축(20)을 지지하는 베어링 구조물(40)의 하부 좌우측에 각각 결합되어, 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중을 지지하도록 구성된다. 이 때, 본 발명의 베어링 하중측정용 구조체(50)는 구조물 결합부(51)와 지면 고정부(53)가 단차지게 형성되고, 구조물 결합부(51)와 지면 결합부(53) 사이에 위치한 변형 발생부(55)의 변형량이 스트레인 게이지와 같은 변형측정수단(60)에 의해 측정된다. 그러면, 축정렬 작업을 실시하는 작업자는 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중을 종래에 비해 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 이를 기초로 하여 축정렬 작업을 보다 양호하게 실시할 수 있다.3 to 6, the bearing load measuring structure 50 of the present invention is respectively coupled to the lower left and right sides of the bearing structure 40 for supporting the turbine shaft 20, to the bearing structure 40 It is configured to support the load applied. At this time, the bearing load measuring structure 50 of the present invention is formed between the structure coupling portion 51 and the ground fixing portion 53 stepped, and is located between the structure coupling portion 51 and the ground coupling portion 53 The deformation amount of the deformation generating unit 55 is measured by the deformation measuring means 60 such as a strain gauge. Then, the operator performing the shaft alignment work can more accurately grasp the load applied to the bearing structure 40 than in the prior art, and can perform the shaft alignment work better based on this.

본 발명의 베어링 하중측정용 구조체(50)는 일정 이상의 하중이 가해지는 경우에 탄성변형되는 구조체로서, 구조물 결합부(51)와 지면 고정부(53)로 구분된다. 이 때, 베어링 하중측정용 구조체(50)는 구조물 결합부(51)와 지면 고정부(53) 간에 높이차가 존재하는 단차형상으로서, 변형 발생부(55)가 구조물 결합부(51)와 지면 고정부(53) 간을 상호 연결하도록 형성된다.The bearing load measuring structure 50 of the present invention is a structure that is elastically deformed when a predetermined load or more is applied, and is divided into a structure coupling part 51 and a ground fixing part 53. In this case, the bearing load measuring structure 50 is a stepped shape in which a height difference exists between the structure coupling part 51 and the ground fixing part 53, and the deformation generating part 55 is the structure coupling part 51 and the ground height. It is formed to interconnect the governments 53.

베어링 하중측정용 구조체(50)의 구조물 결합부(51)는 베어링 구조물(40)의 하부에 면접하는 부위로서, 베어링 구조물(40)과 결합되기 위해 그 내측부에 체결용 볼트가 삽입되는 하나 이상의 제1 체결구멍(52)이 형성된다. The structure coupling part 51 of the bearing load measuring structure 50 is an area interviewing the lower part of the bearing structure 40, and at least one fastening bolt is inserted into the inner part to be coupled to the bearing structure 40. 1 fastening hole 52 is formed.

베어링 하중측정용 구조체(50)의 지면 고정부(53)는 지면에 고정되거나 지면 에 설치된 지지 구조물에 결합되는 부위로서, 그 내측부에 체결용 볼트가 삽입되는 하나 이상의 제2 체결구멍(54)이 형성된다.The ground fixing portion 53 of the bearing load measuring structure 50 is a portion fixed to the ground or coupled to a support structure installed on the ground, and at least one second fastening hole 54 into which a fastening bolt is inserted is formed at an inner side thereof. Is formed.

베어링 하중측정용 구조체(50)의 변형 발생부(55)는 단차지게 형성된 구조물 결합부(51)와 지면 고정부(53)를 상호 연결하고, 터빈 시스템의 작동과정에서 베어링 구조물(40)에 일정 이상의 편심된 하중이 가해지는 경우에 그 하중 크기에 따라 하부방향으로 변형되도록 형성된다. 이 때, 본 발명의 변형 발생부(55)는 가장 양호하게 구조물 결합부(51)와 지면 고정부(53) 사이에서 두 군데가 연결되며, 그 형상크기도 설계치에 따라 다양하게 변경된다.The deformation generating unit 55 of the bearing load measuring structure 50 interconnects the structure coupling part 51 and the ground fixing part 53 formed stepwise, and is fixed to the bearing structure 40 during the operation of the turbine system. When the above eccentric load is applied, it is formed to be deformed downward in accordance with the load magnitude. At this time, the deformation generating unit 55 of the present invention is most preferably connected between the structure coupling part 51 and the ground fixing part 53, the shape size is also changed in various ways depending on the design value.

그러면, 본 발명은 상기와 같은 베어링 하중측정용 구조체(50)를 이용해 다음과 같이 축정렬 작업 중 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중을 측정하게 된다(도 3참조). Then, the present invention is to measure the load applied to the bearing structure 40 during the shaft alignment operation using the bearing load measuring structure 50 as described above (see Figure 3).

즉, 본 발명의 베어링 하중측정용 구조체(50)는 터빈 시스템에서 터빈축(20)을 지지하는 베어링 구조물(40)의 하부에 결합되고, 터빈 시스템의 작동 중 그 축중심이 어긋나면서 베어링 구조물(40)에 보다 많은 하중이 가해지는 경우에 변형 발생부(55)에서 그 하중 크기에 따라 변형된다. That is, the bearing load measuring structure 50 of the present invention is coupled to the lower portion of the bearing structure 40 supporting the turbine shaft 20 in the turbine system, and the bearing structure ( When more load is applied to 40, it is deformed in the deformation generating section 55 according to the load magnitude.

그런 다음에 본 발명에 따른 베어링 하중측정 방법은 베어링 하중측정 구조체(50)의 변형 발생부(55)에 변형측정수단(60)의 스트레인 게이지를 밀착시켜 변형량을 측정하고, 그 변형량을 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중값으로 파악하여, 변형측정수단(60)의 지시계로 표시한다. 그러면, 축정렬 작업을 실시하는 작업자는 베어링 구조물(40)에 가해지는 하중을 보다 정확하게 파악하고, 터빈축(20)들도 보다 정확하게 축정렬할 수 있다.Then, in the bearing load measuring method according to the present invention, the strain gauge of the strain measuring means 60 is brought into close contact with the deformation generating unit 55 of the bearing load measuring structure 50, and the amount of deformation is measured. It is grasped as a load value applied to 40 and displayed by the indicator of the deformation measuring means 60. Then, the operator who performs the shaft alignment work can more accurately grasp the load applied to the bearing structure 40, and the turbine shafts 20 can also be more accurately aligned.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 베어링 하중측정용 구조체는 베어링 구조물에 가해지는 하중이 동일하게 전달되도록 베어링 구조물의 하부에 결합되고, 베어링 구조물에 가해지는 하중에 따라 변형 발생부에서 탄성변형되어, 변형 발생부의 변형량에 의해 그 하중값이 파악될 수 있다. 이로 인해 본 발명은 종래기술에 비해 보다 정확한 베어링 구조물에 가해지는 하중이 파악됨으로써, 작업자가 보다 용이하게 축정렬 작업을 실시하는 장점이 있다. As described in detail above, the bearing load measuring structure of the present invention is coupled to the lower portion of the bearing structure so that the load applied to the bearing structure is equally transmitted, and is elastically deformed at the deformation generating unit according to the load applied to the bearing structure, The load value can be grasped by the deformation amount of the deformation generating portion. As a result, the present invention has the advantage that the operator can more easily perform the shaft alignment operation by grasping the load applied to the bearing structure more accurately than the prior art.

이상에서 본 발명의 축정렬 작업에 사용되는 베어링 하중측정 구조체에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다. The technical idea of the bearing load measuring structure used in the axial alignment operation of the present invention has been described above with the accompanying drawings, but this is only illustrative of the best embodiment of the present invention and not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

Claims (2)

터빈 시스템의 터빈축을 지지하는 베어링 구조물에 가해지는 하중을 파악하도록 상기 베어링 구조물에 결합되는 베어링 하중측정용 구조체에 있어서,In the bearing load measuring structure coupled to the bearing structure to grasp the load applied to the bearing structure supporting the turbine shaft of the turbine system, 상기 베어링 구조물의 하부에 결합되는 구조물 결합부와; 상기 구조물 결합부와 높이차가 있도록 단차지게 위치하고, 지면에 고정되도록 형성되는 지면 고정부; 및 상기 구조물 결합부와 상기 지면 고정부가 상호 연결되도록 형성되고, 상기 베어링 구조물에 가해지는 하중에 따라 탄성변형이 발생되는 변형 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 축정렬 작업에 사용되는 베어링 하중측정용 구조체.A structure coupling part coupled to a lower portion of the bearing structure; A ground fixing part which is positioned stepwise to have a height difference with the structure coupling part and is fixed to the ground; And a deformation generating unit which is formed so that the structure coupling part and the ground fixing part are connected to each other, and elastic deformation occurs according to the load applied to the bearing structure. . 제 1항에 있어서, 상기 변형 발생부는 상기 구조물 결합부와 상기 지면 고정부 사이의 두 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 축정렬 작업에 사용되는 베어링 하중측정용 구조체.The structure of claim 1, wherein the deformation generating part is formed at two points between the structure coupling part and the ground fixing part.
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