KR100882129B1

KR100882129B1 - 전동기에서 그리스의 주입시기 제어장치

Info

Publication number: KR100882129B1
Application number: KR1020030017861A
Authority: KR
Inventors: 이건용
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-03-21
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2009-02-06
Also published as: KR20040083263A

Abstract

본 발명은 철강 압연기용 전동기에서 그리스의 주입시기를 제어하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 전동기에서 발생되는 진동의 크기를 검출하는 진동센서와, 상기 전동기에 연결되어 전동기로의 그리스 공급을 조절하는 그리스공급 차단밸브와, 상기 진동센서의 진동검출치가 상한 설정치보다 크면 상기 그리스공급 차단밸브로 오픈신호를 출력하고, 하한 설정치보다 작으면 상기 그리스공급 차단밸브로 클로즈신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 오픈신호가 출력되면 소정의 시간을 카운트하고, 카운트가 끝난 뒤 상기 진동센서의 진동검출치가 상기 하한 설정치보다 크면 경보신호를 출력하는 경보판단부와, 상기 경보판단부로부터 경보신호가 출력되면 경보를 발생하는 경보장치로 이루어져 있다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 본 발명은 전동기의 그리스를 적절하게 제어하여 그리스의 과다 또는 부족으로 발생되는 설비의 소손, 생산물의 불량을 미연에 방지하는 효과가 있다

전동기, 베어링, 그리스, 진동센서, 그리스펌프, 그리스공급 차단밸브

Description

전동기에서 그리스의 주입시기 제어장치{AN APPARATUS FOR CONTROLLING TIME TO INJECT GREASE AT MOTOR}

도1은 일반적인 철강 압연기용 전동기의 구성도이다.

도2는 본 발명에 의한 전동기에서 그리스의 주입시기 제어장치의 전체 구성도이다.

도3은 전동기의 진동치에 따른 전압량을 나타낸 도표이다.

도4는 본 발명에 의한 제어부 및 경보판단부의 구성도이다.

도5a 및 도5b는 본 발명에 의한 그리스 주입 전, 후의 실험 데이터를 나타낸 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

5,6: 진동센서 7,8: 그리스공급 차단밸브

10: 경보장치 15,16: 베어링

20,30: 제어부 21,31: 증폭기

22,32: 비교기 23,33: 시간지연기

25,35: 경보판단부 26,36: 카운터기

27,37: 판단기

본 발명은 철강 압연기용 전동기에서 그리스의 주입시기를 제어하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동기에서 발생되는 진동치가 설정된 진동치에 도달하면 진동치에 따라 기설정된 그리스를 전동기에 주입하는 전동기에서 그리스의 주입시기 제어장치에 관한 것이다.

도1은 일반적인 철강 압연기용 전동기의 구성도로서, 상기 전동기(1)는 코일(11), 카본브러쉬(12), 정류자(13) 및 상기 전동기(1)의 좌, 우 양측에 설치된 베어링(15,16)으로 구성된다. 철강 압연기용 전동기(1)는 팬 같은 정토오크로 운전되는 전동기와는 달리 부하의 변동이 심하여 상기 베어링(15,16)에 많은 하중이 가해진다. 따라서, 적절한 시기에 윤활유 작용을 하는 그리스를 베어링(15,16)에 주입하지 않으면 베어링의 손상이 빠르게 진행되어 대형 사고를 유발할 수 있다.

상기 베어링(15,16)으로 공급되는 그리스는 주입시기뿐만 아니라 주입량도 적절하게 조절되어야 한다. 그 이유는 그리스의 주입량이 적으면 베어링이 마모되고, 그리스의 주입량이 과다하면 그리스가 전동기(1)내로 침투하여 먼지와 엉킴으로서 엉킨 먼지가 코일(11)에 흡착되어 상기 코일(11)의 절연저항을 떨어트려 전동기(1)를 소손시키기 때문이다. 특히, 철강 압연기용 전동기(1)는 '정류자'(13)가 노출되어 있어서, 상기 정류자(13)의 표면에 그리스가 묻게 되면 모터가 회전하면 서 카본브러쉬(12)와 접촉하여 정류자(13) 표면에서 전기 불꽃(Arc)이 발생되고 이로 인해 정류자(13)가 손상되게 된다.

그러나, 상기 전동기(1)의 베어링(15,16)에 공급되는 그리스의 주입량은 베어링의 크기 및 마모 정도, 모터의 구동속도 및 밀폐성 여부에 따라서 달리 조절되므로, 상기 전동기(1)의 상태에 따라 적정 그리스 주입량을 맞추기는 어렵다.

일반적으로 전동기에 그리스를 주입하는 장치로는 수동 그리스 주입 장치, 시간 주기 단위로 그리스의 주입과 휴지를 반복하는 장치, 그리스를 컵 형식의 용기에 담아 그리스 주입라인과 용기의 압력 차이에 의해 그리스를 주입하는 장치가 있다.

여기서, 수동 그리스 주입 장치는 그리스의 주입시기와 주입량을 운전자가 임의로 선정하므로 정확한 그리스 주입이 일정치 않고 인력의 소모가 크다.

시간 주기 단위로 그리스의 주입과 휴지를 반복하는 장치는 주입량에 관계없이 일정한 시간만 되면 일정량의 그리스를 주입하기 때문에, 그리스의 주입량이 부족하면 베어링의 마모가 발생되고, 주입량이 과다하면 그리스가 전동기로 침투하여 코일에 먼지와 함께 흡착되므로 전동기를 소손시킨다.

그리스를 컵 형식의 용기에 담아 그리스 주입라인과 용기의 압력 차이에 의해 그리스를 주입하는 장치는 그리스의 공급라인이 막히면 용기의 압력으로 충분하게 그리스가 주입되지 못 한다. 이러한 이유로 대부분의 압력을 이용한 자동 주입 장치는 점도가 묽은 그리스를 쓰고 있으나, 묽은 그리스는 쉽게 휘발되어 전동기 내부에 유착되는 문제점이 있다. 이와 반대로 그리스의 주입 라인의 배압이 낮아져 그리스가 한 번에 많이 주입되면 그리스가 전동기로 침투되어 상기 서술한 바와 같이 전동기를 소손시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 철강 압연기용 전동기에서 발생되는 진동치에 따라 전동기에 주입되는 그리스의 주입시기 결정하는 전동기에서 그리스 주입시점 제어장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 장치는

전동기에서 발생되는 진동의 크기를 검출하는 진동센서;

상기 전동기에 연결되어 전동기로의 그리스 공급을 조절하는 그리스공급 차단밸브;

상기 진동센서의 진동검출치가 상한 설정치보다 크면 상기 그리스공급 차단밸브로 오픈신호를 출력하고, 하한 설정치보다 작으면 상기 그리스공급 차단밸브로 클로즈신호를 출력하는 제어부;

상기 제어부로부터 오픈신호가 출력되면 소정의 시간을 카운트하고, 카운트가 끝난 뒤 상기 진동센서의 진동검출치가 상기 하한 설정치보다 크면 경보신호를 출력하는 경보판단부;

상기 경보판단부로부터 경보신호가 출력되면 경보를 발생하는 경보장치

를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 전동기에서 그리스의 주입시기 제어장치는 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성 및 기능을 갖는 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도2는 본 발명에 의한 전동기에서 그리스의 주입시기 제어장치의 전체 구성도로서, 도2를 참조하면 본 발명의 장치는 상기 전동기(1)에서 발생되는 진동의 크기를 검출하는 진동센서(5,6)와, 상기 전동기(1)에 연결되어 전동기로의 그리스 공급을 조절하는 그리스공급 차단밸브(7,8)와, 상기 진동센서(5,6)의 진동검출치가 상한 설정치보다 크면 상기 그리스공급 차단밸브(7,8)로 오픈신호를 출력하고, 하한 설정치보다 작으면 상기 그리스공급 차단밸브(7,8)로 클로즈신호를 출력하는 제어부(20,30)와, 상기 제어부(20,30)로부터 오픈신호가 출력되면 소정의 시간을 카운트하고, 카운트가 끝난 뒤 상기 진동센서(5,6)의 진동검출치가 상기 하한 설정치보다 크면 경보신호를 출력하는 경보판단부(25,35)와, 상기 경보판단부(25,35)로부터 경보신호가 출력되면 경보를 발생하는 경보장치(10)를 포함한다.

보다 구체적으로, 도4는 본 발명에 의한 제어부 및 경보판단부의 구성도로서, 도4를 참조하면 상기 제어부(20,30)는 상기 진동센서(5,6)에서 검출된 진동치를 증폭하는 증폭기(21,31); 상기 증폭기(21,31)로부터의 진동검출치와 상한 및 하한 진동설정치를 비교하는 비교기(22,32)와, 상기 비교기(22,32)로부터 출력되는 신호를 소정의 시간만큼 딜레이시킨 후 상기 그리스공급 차단밸브(7,8)로 출력하는 시간지연기(23,33)를 포함한다.

더하여, 상기 경보판단부(25,35)는 상기 제어부(20,30)로부터 상기 그리스공급 차단밸브(7,8) 오픈신호가 출력되면 설정된 시간동안 각각 카운트하는 카운터기(26,36)와, 상기 카운터기(26,36)로부터 신호가 출력될 때 상기 진동센서(5,6)의 진동검출치가 하한 진동설정치보다 크면 상기 경보장치(10)로 신호를 출력하는 경보판단기(27,37)로 구성된다.

도3은 전동기의 진동치에 따른 전압량을 나타낸 도표로서, 'G'는 진동치의 단위이고, 상기 진동센서(5,6)는 최대 35G 까지 측정이 가능하며 1G당 50mV의 전압이 발생된다. 도3의 진동센서 중 PU-671B를 적용하여 도5의 실험을 시행하였다.

일반적으로, 전동기의 진동치를 제어하는데 있어 고려되는 사항은 그리스의 주입시점과 주입량이다. 여기서, 주입량은 전동기의 크기 및 마모정도, 베어링의 크기 및 마모정도, 모터의 회전속도 등 여러 요인을 고려하여 설정해야하므로 정확한 그리스 주입량을 맞추기는 어렵다. 그러나, 주입시점은 전동기의 베어링에서 감지되는 진동에 따라 판단 가능하다.

도5a 및 도5b는 본 발명에 의한 그리스 주입 전, 후의 실험 데이터를 나타낸 그래프로서, 상기 설명한 진동에 따른 그리스의 주입시점 여부를 판단하기 위한 근거 자료가 된다. 도5a 및 도5b의 그래프에서 수평축은 시간의 경과이고, 수직축은 상기 도3의 진동센서 PU-671B를 이용해 검출된 진동치를 나타낸 것이다.

도5a를 살펴보면, 2002년 5월 22일을 기준으로 그리스를 주입하기 전의 1일 평균 진동치는 최고가 5G 정도였으며, 그리스를 주입한 직후의 진동치는 1G이하로 떨어져서 2002년 6월 10일까지인 18일 이상을 1G 이하로 유지한다. 이를 통해 상기 전동기(1)의 베어링(15,16)은 그리스의 주입에 아주 민감하다는 걸 알 수 있으며, 이를 좀 더 확실하게하기 위해서 도5b의 그래프를 설명한다.

도5b의 실험은 상기 도5a의 실험에 사용된 전동기(1) 및 베어링(15,16)을 사용하였으며, 기타 환경적인 요건들도 도5a와 동일하게 하고, 그리스의 주입시점만을 세 달 뒤로 하였다. 도5b의 그래프를 살펴보면 2002년 8월 20일 그리스 주입시점을 기준으로 상기 도5a와 동일한 곡선 형태를 나타내는 것을 볼 수 있으며, 이를 통해서 본 발명은 상기 전동기(1)의 진동치가 그리스의 주입시점에 의해 제어되는 것을 알 수 있다.

만일, 진동치의 변화 요인이 다른데 있었다고 가정한다면 도5a와 도5b의 그래프가 그리스 주입시점을 중심으로 일치하게 나타날 수 없다. 또한, 실질적으로 청음봉(청진기와 유사하며 기계 내부의 소리를 듣기 위해 사용되는 도구)을 이용해 전동기내 소리를 들어보면, 도5a 와 도5b의 전동기에서 발생되는 소리는 그리스의 주입시점을 기준으로 비슷하다. 즉, 그리스를 주입하기 전 진동센서의 진동치가 3G 이상으로 올라갈수록 상기 베어링(15,16)에서 발생되는 날카로운 마찰음이 커지고, 그리스를 주입하여 진동치가 1G 이하로 내려갈수록 상기 베어링(15,16)에서 발생되는 마찰음이 작아지고 거의 들리지 않는다.

상기 서술한 구성 및 실험을 통하여 본 발명의 작용을 설명한다.

상기 전동기(1)의 좌, 우에 위치한 베어링(15,16)의 각각에 진동센서(5,6)를 설치하고, 상기 진동센서(5,6)에서는 상기 베어링(15,16)에서 발생되는 진동치를 각각 검출한다. 검출된 진동치는 상기 제어부(20,30)내 증폭기(21,31)로 입력되어 증폭된 뒤, 상기 비교기(22,32)로 입력된다. 상기 비교기(22,32)는 도5a 및 도5b에서 실험한 데이터를 토대로 진동치의 상한과 하한이 설정되어 있는데, 이는 운전자나 조업상황에 따라 임의로 설정될 수 있다.

본 발명에서는 상한 설정치를 3G, 하한 설정치를 1.5G라 가정하고, 상기 베어링(15,16)을 제어하는 구성 및 작용은 동일하므로, 상기 전동기(1)의 좌측에 설치된 제1베어링(15)을 기준으로 설명한다.

상기 베어링(15)에 설치된 진동센서(5)에서 검출된 진동치가 상기 비교기(22)의 상한 진동설정치보다 크면, 상기 시간지연기(23)에서 소정의 시간만큼 딜레이된 신호가 그리스펌프(9) 및 그리스공급 차단밸브(7)로 오픈시킨다. 여기서, 상기 시간지연기(23)는 그리스의 주입과 차단이 단시간내에 발생되는 춘동현상을 방지하기 위해서 필요하다. 상기 그리스펌프(9)는 상기 시간지연기(23)에서 출력된 신호의 크기에 따라 기설정된 그리스 주입량을 상기 그리스공급 차단밸브(7)로 공급하고, 상기 그리스공급 차단밸브(7)는 그리스가 상기 베어링(15)에 공급될 수 있도록 오픈된다. 즉, 그리스는 상기 그리스펌프(9)에서 그리스공급 차단밸브(7)를 통해 상기 전동기(1)의 베어링(15)으로 공급된다. 공급된 그리스에 의해서 상기 베어링(15)의 진동은 점점 감소하게 된다.

상기 진동센서(5)에서 검출된 진동치가 상기 비교기(22)의 하한 진동설정치보다 작으면, 상기 시간지연기(23)에서 소정의 시간만큼 딜레이된 신호가 상기 그리스펌프(9) 및 그리스공급 차단밸브(7)를 클로즈시킴으로써, 상기 베어링(15)에 그리스가 공급되는 것을 차단시킨다.

또한, 상기 제어부(20)에서 그리스공급 차단밸브(7) 오픈신호가 출력되면 상기 카운터기(26)는 설정된 시간만큼 카운터한 뒤 상기 판단기(27)로 카운터 완료 신호를 출력한다. 상기 카운터기(26)로부터 카운터 완료 신호가 입력되면 상기 판단부(27)는 상기 진동센서(5)에서 검출된 진동이 설정된 진동치에 도달하였는지를 판단한다. 즉, 상기 검출된 진동치가 설정된 진동치보다 큰 경우에는 상기 베어링(15)에서 발생되는 진동의 원인이 다른 곳에 있는 것으로 간주하여, 이를 운전자에게 알리기 위해 상기 경보장치(10)로 경보신호를 출력한다. 상기 경보장치(10)는 경보신호가 입력되면 경보 또는 램프를 통해 운전자에게 위험을 알린다.

본 발명은 전동기에서 발생되는 진동치에 따라 상기 전동기의 베어링에 공급되는 그리스의 주입시점을 조절함으로서, 그리스의 과다 또는 부족으로 발생되는 설비의 소손, 생산물의 불량을 미연에 방지하는 효과가 있다.

Claims

전동기에서 발생되는 진동의 크기를 검출하는 진동센서;

상기 전동기에 연결되어 전동기로의 그리스 공급을 조절하는 그리스공급 차단밸브;

상기 진동센서의 진동검출치가 상한 설정치보다 크면 상기 그리스공급 차단밸브로 오픈신호를 출력하고, 하한 설정치보다 작으면 상기 그리스공급 차단밸브로 클로즈신호를 출력하는 제어부;

상기 제어부로부터 오픈신호가 출력되면 소정의 시간을 카운트하고, 카운트가 끝난 뒤 상기 진동센서의 진동검출치가 상기 하한 설정치보다 크면 경보신호를 출력하는 경보판단부;

상기 경보판단부로부터 경보신호가 출력되면 경보를 발생하는 경보장치

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기에서 그리스의 주입시기 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는

상기 진동센서에서 검출된 진동치를 증폭하는 증폭기;

상기 증폭기로부터의 진동검출치와 상한 및 하한 진동설정치를 비교하는 비교기;

상기 비교기로부터 출력되는 신호를 소정의 시간만큼 딜레이시킨 후 상기 그리스공급 차단밸브로 출력하는 시간지연기

를 포함하여 그리스가 단시간에 주입/차단되는 촌동현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 전동기에서 그리스의 주입시기 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 경보판단부는

상기 제어부로부터 오픈신호가 출력되면 설정된 시간동안 카운트하는 카운터기;

상기 카운터기로부터 신호가 출력될 때 상기 진동센서의 진동검출치가 하한 진동설정치보다 크면 상기 경보장치로 신호를 출력하는 경보부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기에서 그리스의 주입시기 제어장치.